ایلومینیم سطح کے علاج کی ٹیکنالوجی: دھات کا "جادو کوٹ"

سمارٹ فون کیسنگز، ہوائی جہاز کی کھالیں، اور پردے کی دیواریں بنانے کی ورکشاپ میں، ایک ہموار آئینہایلومینیم پلیٹاسے ایک "سمارٹ سکن" میں تبدیل کیا جا سکتا ہے جو فنگر پرنٹ مزاحم، سکریچ مزاحم، اور یہاں تک کہ پراسرار پروسیسنگ سے گزرنے کے بعد رنگین ہو جاتی ہے۔ یہ ایلومینیم کی سطح کے علاج کی ٹکنالوجی کا جادو ہے – جسمانی، کیمیائی یا حیاتیاتی ذرائع کے ذریعے ایلومینیم کی سطح پر مختلف فنکشنل "مالیکیولر آرمرز" بنائے جاتے ہیں، جس سے عام دھاتیں غیر معمولی قوتِ حیات کو پھیل سکتی ہیں۔

سطح کا علاج کیوں ضروری ہے؟

اگرچہ ایلومینیم کو "دھات جو کبھی زنگ نہیں لگتی" کے طور پر جانا جاتا ہے، اس کی قدرتی خصوصیات میں تین بڑی خامیاں ہیں:

سنکنرن کا شکار: مرطوب ماحول میں، ایلومینیم آکسیجن کے ساتھ رد عمل سے ایلومینیم آکسائیڈ کی حفاظتی تہہ بناتا ہے، لیکن تیزابیت یا الکلائن ماحول اس قدرتی رکاوٹ کو نقصان پہنچا سکتا ہے۔

کمزور لباس مزاحمت: خالص ایلومینیم میں صرف HV15-20 کی سختی ہوتی ہے (اسٹیل میں HV40-60 ہوتا ہے)، اور روزانہ رگڑ کے دوران خراشیں پڑنے کا خطرہ ہوتا ہے۔

جمالیاتی حدود: غیر علاج شدہ ایلومینیم کی سطح مدھم ہے اور اس میں چمک کی کمی ہے، جس سے اعلیٰ درجے کی ڈیزائن کی ضروریات کو پورا کرنا مشکل ہو جاتا ہے۔

سرفیس ٹریٹمنٹ ٹیکنالوجی کا مقصد ایلومینیم کی سطح پر 0.1-500 μm کی فنکشنل کوٹنگ بنا کر ان مسائل کو حل کرنا ہے، اسے سنکنرن مزاحمت، لباس مزاحمت، اور سجاوٹ جیسی خصوصیات سے نوازنا ہے۔ 200 ملین ٹن سے زیادہ ایلومینیم ہر سال دنیا بھر میں سطح کے علاج سے گزرتا ہے، جس کی پیداواری قیمت 300 بلین امریکی ڈالر سے زیادہ ہوتی ہے۔

مرکزی دھارے کی سطح کے علاج کی ٹیکنالوجیز کا مکمل تجزیہ

انوڈائزنگ: الیکٹرولیسس جادو 'کچّہ' تخلیق کرتا ہے

اصول: ایلومینیم کے مواد کو سلفیورک ایسڈ الیکٹرولائٹ میں ڈبو دیں اور برقی ہونے کے بعد سطح پر 10-200 μm ایلومینا سیرامک ​​تہہ بنائیں۔

تکنیکی جھلکیاں

HV300 تک سختی کے ساتھ مائیکرو اسکیل شہد کے چھتے کا ڈھانچہ بنانا (15 گنا بڑھ کر)
200 سے زیادہ رنگوں میں رنگا جا سکتا ہے (جیسے کہ آئی فون کے لیے میلان نیلا)۔

سالٹ سپرے سنکنرن مزاحمت 2000 گھنٹے تک (عام ایلومینیم پلیٹ صرف 500 گھنٹے)۔

درخواست کیس

ایرو اسپیس: بوئنگ 787 فسلیج سکن اینوڈائزڈ ٹریٹمنٹ UV عمر بڑھنے کی مزاحمت کو تین گنا بہتر بناتا ہے۔

پردے کی دیوار کی تعمیر: ایلوکوبنڈ کمپوزٹ پینل انوڈائزڈ فلم کی موٹائی 50 μm، جس کی عمر 50 سال سے زیادہ ہے۔

الیکٹروپلاٹنگ: دھاتی کوٹنگز کا کراس بارڈر انٹیگریشن

اصول: الیکٹرو کیمیکل جمع کرنے سے، نکل، کرومیم، ٹن اور دیگر دھاتی تہوں کو ایلومینیم کی سطح پر ڈھانپ دیا جاتا ہے۔

اختراعی پیش رفت:

نینو الیکٹروپلاٹنگ: جاپان ہلکے وزن کے سبسٹریٹ کا فائدہ برقرار رکھنے کے لیے صرف 1 μm کی موٹائی کے ساتھ انتہائی پتلی کوٹنگز تیار کرتا ہے۔

جامع الیکٹروپلاٹنگ: HV1000 میں سختی بڑھانے کے لیے ہیرے کے ذرات کو چڑھانے کے محلول میں شامل کرنا۔

ماحولیاتی متبادل: سائینائیڈ سے پاک الیکٹروپلاٹنگ کا عمل بھاری دھاتوں کے اخراج کو 90% تک کم کرتا ہے۔

درخواست کے منظرنامے۔
آٹوموٹو اجزاء: ٹیسلا بیٹری ٹرے نکل کی تہہ سے چڑھی ہوئی ہے، جو 800 ℃ تک اعلی درجہ حرارت کو برداشت کرنے کی صلاحیت رکھتی ہے۔

الیکٹرانک مصنوعات: MacBook شیل کو تانبے کی تہہ سے چڑھایا گیا، تھرمل چالکتا میں 40 فیصد بہتری آئی۔

مائیکرو آرک آکسیڈیشن (MAO): سیرامک ​​کوٹنگز کے لیے ایک "ایٹمک فرنس"

تکنیکی اصول: ہائی وولٹیج الیکٹرک فیلڈ کے تحت، ایلومینیم کی سطح پر پلازما ڈسچارج پیدا ہوتا ہے، جس سے 10-200 μm سیرامک ​​پرت بنتی ہے۔

کارکردگی کے فوائد:

پہننے کی مزاحمت: پہننے کی شرح 5 × 10 ⁻⁷ ملی میٹر ³/N · m (انوڈائزنگ کا 1/5) تک کم ہے۔

موصلیت کی کارکردگی: بریک ڈاؤن وولٹیج 2000V/mm تک (اسٹیل سے 10 گنا)۔

حیاتیاتی مطابقت: مصنوعی مشترکہ امپلانٹیشن میں استعمال کے لئے طبی طور پر تصدیق شدہ۔

فرنٹیئر ایپلی کیشنز:

طبی سازوسامان: جرمنی B Braun سرجیکل آلات کو سطح پر MAO کے ساتھ لیپت کیا جاتا ہے، جس کی اینٹی بیکٹیریل شرح 99.9% ہے۔

خلائی جہاز کی موصلیت: NASA نے Al ₂ O ∝ - TiO ₂ جامع سرامک تہہ تیار کی، درجہ حرارت 2000 ℃ تک مزاحم۔

کیمیکل کنورژن فلم: گرین مینوفیکچرنگ کے لیے "غیر مرئی ڈھال"

تکنیکی خصوصیات: بجلی کی ضرورت نہیں، کمرے کے درجہ حرارت کے حل میں حفاظتی فلم بنائیں۔

عام عمل:

Chromate کی تبدیلی: بہترین سنکنرن مزاحمت، لیکن hexavalent کرومیم سرطان پیدا کرنے والا ہے (یورپی یونین کی طرف سے ممنوع)۔

فاسفیٹ کرومیٹ کی تبدیلی: کرومیم سے پاک اور ماحول دوست متبادل حل، مکمل طور پر فورڈ کی پروڈکشن لائن میں لاگو ہوتا ہے۔

سائلین ٹریٹمنٹ: دھاتی نمکیات کو آرگنوسیلین مالیکیولز سے تبدیل کرنے سے گندے پانی کے علاج کے اخراجات میں 70 فیصد کمی واقع ہوتی ہے۔

خلل ڈالنے والا نیا تکنیکی انقلاب

نینو کوٹنگ: سالماتی سطح کی صحت سے متعلق تحفظ

ہارورڈ یونیورسٹی کی تیار کردہ "بائیومیمیٹک لوٹس لیف ایفیکٹ" کوٹنگ کا رابطہ زاویہ 160 ڈگری ہے اور پانی کی بوندیں خود بخود گر جاتی ہیں۔جرمنی سے BASF نانو سیرامک ​​کوٹنگ، 200nm کی موٹائی کے ساتھ، ریت اور بجری کے اثرات کا مقابلہ کر سکتی ہے۔

خود شفا یابی کی کوٹنگ: مواد کی "خود تخلیق نو"

جاپان میں کانسائی کوٹنگز نے ایک مائیکرو کیپسول خود شفا یابی کا نظام تیار کیا ہے جو مرمت کے ایجنٹوں کو سکریچ سائٹس پر جاری کرتا ہے، جو 24 گھنٹے بحالی کی اجازت دیتا ہے۔
Hefei انسٹی ٹیوٹ آف میٹریلز سائنس اینڈ ٹیکنالوجی، چائنیز اکیڈمی آف سائنسز نے ایک تھرمل ریسپانسیو کوٹنگ تیار کی ہے جو گرمی کی نمائش پر خود بخود مرمت ہو جاتی ہے۔

ذہین رنگ بدلنے والی کوٹنگ: ایک سطح جو 'سوچ سکتی ہے'

اسرائیل سے Gentex الیکٹرو کرومک گلاس، روشنی کی ترسیل کے ساتھ وولٹیج (1% -80%)
جرمنی کی مرک الیکٹرانک انک ٹیکنالوجی ایلومینیم پلیٹوں پر سطح کے نمونوں کی متحرک تبدیلی حاصل کرتی ہے۔

انڈسٹری ایپلی کیشن پینورما

کنزیومر الیکٹرانکس: درست کاریگری کی نمائش

ہواوے میٹ سیریز کا فریم مائیکرو آرک آکسیڈیشن + پی وی ڈی کوٹنگ کو اپناتا ہے، جس کی موٹائی صرف 0.6 ملی میٹر ہے۔Samsung Galaxy S24 Ultra فریم HV900 کی سختی کے ساتھ ہیرے نما کاربن فلم (DLC) کا استعمال کرتا ہے۔

نئی توانائی سے چلنے والی گاڑیاں: ہلکے وزن اور حفاظت میں توازن

BYD بلیڈ بیٹری ٹرے انوڈائزنگ + ایپوکسی رال کوٹنگ، شعلہ retardant گریڈ UL94 V-0 کو اپناتی ہے
BMW iX چیسس آرمر کو سیرامکائزڈ سائلین کے ساتھ لیپت کیا گیا ہے، جو وزن میں 30 فیصد کمی لاتا ہے اور اثر مزاحم ہے۔

آرکیٹیکچرل پردے کی دیوار: شہری جمالیات کا تکنیکی اظہار

دبئی میں برج خلیفہ کی بیرونی دیواریں فلورو کاربن کے ساتھ لیپت ہیں، جس میں موسم کی مزاحمت 50 سال تک ہے۔
شنگھائی سینٹر بلڈنگ کا ٹاور کراؤن بارش کے دھونے کے بعد دھول کو ہٹانے کے لیے فوٹوکاٹالیسس سیلف کلیننگ کوٹنگ کا استعمال کرتا ہے۔

 
مستقبل کے رجحانات اور چیلنجز

گرین مینوفیکچرنگ ٹرانسفارمیشن

بائیو بیسڈ کنورژن ایجنٹ: روایتی کیمیکلز کو تبدیل کرنے کے لیے پودوں کے عرق کا استعمال
کم درجہ حرارت کا پلازما علاج: توانائی کی کھپت میں 50 فیصد کمی، گندے پانی کا اخراج نہیں۔

ملٹی فنکشنل انضمام

ایک کوٹنگ میں سپر ہائیڈروفوبک، اینٹی بیکٹیریل، اور کوندکٹو تھری کی تحقیق اور ترقی
اسٹریچ ایبل الیکٹرانک کوٹنگ: 300% کی اسٹریچنگ ریٹ کے ساتھ بھی چالکتا برقرار رکھتی ہے۔

ذہین ترقی

سینسر انٹیگریٹڈ کوٹنگ: مادی صحت کی حالت کی حقیقی وقت کی نگرانی۔

ہلکی ردعمل والی رنگ تبدیل کرنے والی کوٹنگ: خود بخود UV کی شدت کے مطابق رنگ کی گہرائی کو ایڈجسٹ کرتا ہے۔