ELOKSAL NEDİR
ELOKSAL NEDİR

Eloksal Nedir

Eloksal, alüminyum yüzey işlem diline Almanca’dan girmiş bir terimdir. Uluslararası terminolojide “Anodik Oksidasyon” veya “Anodizasyon” olarak tanımlanır. Eloksal, alüminyum için çok özel bir yüzey kaplamadır. Eloksal işlemi yüzeyde yapay bir oksit tabakası oluşturma işlemidir ve bu işlem elektrokimyasal bir prosestir.

Aluminyum oksijen afinitesi yükek bir metal olmasından dolayı yüzeyinde dışarıdan hiçbir işlem uygulanmaksızın bir aluminyum oksit filmi oluşur. Bu film yüzeyi bir miktar sertleştirmekle birlikte çok ince olmasından dolayı hiçbir endüstriyel katkı sağlamamaktadır.

ELOKSAL NEDİR
ELOKSAL NEDİR

Bu nedenle aluminyum ve alaşımlarının endüstriyel uygulamalar için çeşitli yüzey işlemlerine tabi tutulmaktadır. Bu yüzey işlemlerinden biride eloksal yüzey işlemidir.

Eloksal işleminde iki temel reaksiyon vardır.

Bunlar anot ve katot reaksiyonlarıdır

Anot Reaksiyonu : Anot (Aluminyum) yüzeyinde meydana gelen oksidasyon reaksiyonudur. 2Al (metal) + 3H2O → Al2O3 (oksit kaplama) + 6H2 + 6e Bu proseste aluminyum su ile reaksiyona girerek anodik oksit kaplama oluşturur.

Katot Reaksiyonu: Katot yüzeyinde meydana gelen indirgenme reaksiyonudur. 6H + 6e → 3H2 (gaz) Hidrojen gazı katotda toplanır ve anodizasyon prosesi boyunca baloncuk şeklinde çıkar. Sonuç olarak aluminyum okside olur ve buna anodize denir ve hidrojen gazı katotda toplanır.

Eloksal işlemi anodizasyon tankında gerçekleşmektedir. Eloksal tankında, anot ve katot reaksiyonlarının gerçekleşmesini sağlayan elektrolit adı verilen kimyasal bir çözelti bulunmaktadır. Bu çözeltinin görevi akımın (DA) daha kolay akmasını sağlamaktır.

Akım uygulandığı zaman elektrolit içindeki su parçalanır ve oksijen anotta toplanır. Daha sonra bu oksijen aluminyumla birleşerek yüzeyde aluminyum oksit filmi oluşur.

Elektrolit genelde sülfirik asit ve az miktarda oxalik asit içerir. Elektrolit içindeki asit yüzeyde oluşan oksit filmi parçalamaya çalışır ve bunun sonucunda aluminyum yüzeyinde porlu bir oksit film oluşur

Eloksal Tabakasının Özellikleri Eloksal tabakasının alüminyuma tutunması, alüminyum ile bütünleşerek oluşmasından dolayı mükemmel sonuç verir.

Eloksal tabakası çok sert (Al2O3=Korundum) ve böylece aşınmaya karşı çok dayanıklı olduğundan, alüminyuma üstün özellikler kazandırır.

Tespit işlemi tamamlanmış bir eloksal tabakası çeşitli asit ve diğer kimyasallara karşı dayanıklı olduğundan, birçok ortamda alüminyumu korozyona karşı korur. Eloksal tabakasının şeffaf yapısı, alüminyumun metalik görünümünü ortaya çıkarır, ve bu özellik sayesinde alüminyum yüzeyine parlak veya mat görünüm verecek çeşitli mekanik veya kimyasal işlemler uygulanabilir.

Eloksal kaplama 2 tabaka içerir.

Bunlar; içerdeki ince ve yoğun tabaka ki buna bariyer tabaka denmektedir, ve bu tabakanın üzerinde gelişen kalın ve porlu bir yapıya sahip olan dış tabaka.

İçteki tabaka oldukça incedir ve oluşan filmin kalınlığının % 0.1- 2 si bu içteki tabakaya aittir ve bu tabakanın kalınlığı elektrolitin kompozisyonu ve çalışma koşullarına bağlıdır. Dış tabaka ise elektrolitin etkisinden dolayı porlu bir yapıya sahiptir.

Aşağıdaki şekilde tipik bir eloksal kaplama hücresinin yapısı görülmektedir.Hücre boyutu iki adet hücre duvarı kalınlığı ve por çapının toplamına eşittir

Daha önceden belirtildiği gibi oluşan oksitin yapısı elektrolit ve anodizasyon koşulları tarafından kontrol edilmektedir.

Eğer anodik oksit elektrolitte çözünmez ise, sonuçta oluşan oksit ince, porsuz ve yalıtkan bir yapıya sahip olmaktadır. Eğer anodik oksit elektrolitte çözünebilir ise oluşan yapı porlu bir yapı olmaktadır.

Oksit doğru akım etkisi altında büyürken, öte yandan çözünür ve porlar gelişir. Temel olarak porozite 4 ana parametreye bağlıdır. Bunlar elektrolitin tipi ve konsantrasyonu, elektrolit sıcaklığı ve etki boyutu, anodizasyon tankında geçen süre, akım yoğunluğudur.

Porozite kontrolü bu proseste oldukça önemli bir parametredir. Çünkü porozite miktarı incelenerek yapılan anodik oksit kaplamanın kalitesi hakkında bir fikir edinilebilir. Yüksek porozite düşük kalite ve düşük porozite yüksek kalite anlamına gelmektedir. Ayrıca yüzeyin renklendirilmesi işlemide porlarla bağlantılı bir işlemdir.

Sert Eloksal

Sert eloksal temel karakteristiği yüksek aşınma dayanımı olan anodik kaplamayı ifade etmektedir. Bu kaplama diğer anodik kaplamalara göre daha kalındır.

Bu işlemle üretilen kaplamalar özel anodizasyon koşullarında üretilmektedir. Kalınlık genellikle 25 ile 250 µm arasında olmaktadır ve eloksal kaplama işlemi süresi yaklaşık olarak 240 dakikadır.

Görüldüğü gibi sert eloksal (hard anodising) kaplamanın kalınlığı diğer eloksal kaplama çeşitleri ile karşılaştırıldığında en fazla olan eloksal kaplamadır. Eloksal aydınlatma sektöründe de kullanılmaktadır. Dekoratif aydınlatma ürünlerinde eloksal kullanılabilir

Sert eloksal işleminin temel parametreleri;

  • elektrolit konsantrasyonu : 5-15 % (hacimce)
  • sülfirik asit, akım yoğunluğu : 2-5 A/dm2 (Doğru akım),
  • voltaj : 23-120 10 volt ve sıcaklık -5 ile 5 C arası olmalıdır.

Sert eloksal işlemi ile elde edilen kaplamanın bu denli yüksek bir aşınma direncine sahip olmasının sebebi düşük anodizasyon sıcaklığı, düşük elektrolit yüksek akım yoğunluğudur