(1) توسيع وأداء مجال تطبيق الألواح الفولاذية المقاومة للتآكل للمعالجة السطحية
معظم الألواح الفولاذية المقاومة للاهتراء للمعالجة السطحية عبارة عن ألواح فولاذية مقاومة للاهتراء مطلية بالزنك. في عام 2008، بلغ إنتاج اليابان من صفائح الفولاذ المقاومة للتآكل المطلية بالزنك 15 مليون طن، منها 77% عبارة عن صفائح فولاذية مقاومة للتآكل مطلية بالزنك على الساخن. يتم استخدام صفائح الفولاذ المقاومة للتآكل المطلية بالزنك في السيارات والبناء والأجهزة وغيرها من الجوانب، ونصفها يستخدم في السيارات.
منذ الثمانينيات، تم استخدام 55% من ألواح الفولاذ المقاومة للتآكل المطلية بالزنك الساخن على نطاق واسع في اليابان. في المنطقة الساحلية حيث يكون لملح البحر تأثير كبير، تنخفض مقاومة التآكل للصفائح الفولاذية المطلية بآل. تظهر نتائج التآكل الناتج عن التعرض على المدى الطويل أن الصفائح الفولاذية المقاومة للتآكل المطلية بالزنك تنتج بقعًا حمراء نتيجة لاستهلاك الزنك، بينما تحافظ الصفائح الفولاذية المقاومة للتآكل المطلية بـ 5%Al و55%Al-Zn على مقاومة التآكل ووظيفة الحماية من التآكل البديلة. الهيكل المعدني لطلاء آل الزنك بنسبة 55% هو أن هناك مرحلة غنية بالزنك تحتوي على b-Zn بين الحبوب الأولية الغنية بالزنك. وأشار تاونسند إلى أنه في المرحلة الأولية من تآكل التعرض، تذوب المرحلة الغنية بالزنك أولاً، مما يظهر تأثيرًا بديلاً للحماية من التآكل. وفي المرحلة اللاحقة من تآكل التعرض، تلعب مرحلة الغني دورًا في مقاومة التآكل. تنعكس آلية مقاومة التآكل هذه أيضًا في التآكل النهائي للألواح الفولاذية المقاومة للتآكل المطلية بالزنك و55٪ من الألواح الفولاذية المقاومة للتآكل المطلية بـ Al-ZN. وفقًا لبيانات البحث، في تجربة التعرض طويلة المدى، يكون تمدد الطلاء (التآكل الخطي) لـ 55٪ من الصفائح الفولاذية المقاومة للتآكل المطلية بالزنك بدءًا من الوجه النهائي للعينة في فترة التعرض الأولية أكبر، وتكون يكون معدل تآكل تمدد الطلاء للصفائح الفولاذية المقاومة للاهتراء المطلية بالزنك أكبر في فترة التعرض اللاحقة. في المرحلة الأولية من التعرض، تذوب المرحلة الغنية بالزنك المكونة من 55% من الصفائح الفولاذية المقاومة للتآكل المطلية بـ Al-Zn عند السطح البيني بين الطلاء والطلاء، وبالتالي فإن التآكل يستمر بسرعة من وجه نهاية العينة إلى الداخل. عندما يستمر التآكل إلى مسافة معينة، فإن معدل التآكل ينخفض مع زيادة المسافة من الكاثود. بعد تآكل الصفائح الفولاذية المقاومة للتآكل المطلية بالزنك، تزداد مساحة الكاثود لعدم وجود طور الغني، ويستمر التآكل.
من أجل تحسين مقاومة التآكل للوحات الفولاذية المقاومة للتآكل المطلية بـ Al-ZN بنسبة 5%، سلسلة من الألواح الفولاذية المطلية بسبيكة 6%-11% Al-3%-Mg-Zn مع 3% تم تطوير ملغ. أدت إضافة الماغنسيوم إلى 6% الزنك إلى إطالة زمن تكوين الصدأ الأحمر، كما تم تأكيد تأثير الماغنسيوم على مقاومة التآكل في عينات التعرض للغلاف الجوي. لم يتم العثور على أكسيد الزنك في منتجات التآكل المنتجة في تجربة التعرض لهذه السلسلة من الألواح الفولاذية المقاومة للتآكل في المنطقة الساحلية. منتجات التآكل المتكونة والمتراكمة عن طريق تآكل التعرض تمنع بشكل كبير تفاعل الكاثود. ومع ذلك، فإن أكسيد الزنك الموجود في منتجات التآكل للصفائح الفولاذية المقاومة للتآكل المطلية بالزنك له خصائص أشباه الموصلات ولا يمكنه منع تفاعل الكاثود لـ REDOX. لم يتم اكتشاف أي أكسيد الزنك في منتجات التآكل للصفائح الفولاذية المقاومة للتآكل المطلية بـ 3% ملغم، وهو ما يتوافق مع النتائج التجريبية المذكورة أعلاه.
منذ الثمانينات من القرن العشرين، تم استخدام الفولاذ المقاوم للتآكل المقاوم لبصمات الأصابع والفولاذ المقاوم للتآكل المشحم المطلي بحوالي 1 فيلم عضوي على طبقة جلد الكروميت، والفولاذ المطلي بحوالي 20 فيلمًا عضويًا، والفولاذ المقاوم للتآكل المطلي مسبقًا بدون عملية الطلاء وقد تم تسويقها واستخدامها على نطاق واسع. بعد ذلك، دخل قانون RoHS (أحكام تقييد استخدام بعض المواد الخطرة) الذي يحظر استخدام P وCr6+ وCd6+ في المعدات الكهربائية والإلكترونية حيز التنفيذ في عام 2006، مما أدى إلى تعزيز عملية العلاج خالية من CR. خصائص أداء اللوحة الفولاذية المقاومة للتآكل المطلية مسبقًا هي مقاومة التآكل، وقابلية المعالجة العالية، ومقاومة عيوب السطح، ومقاومة التلوث، والممتلكات المضادة للبكتيريا، وامتصاص الحرارة، وتبديد الحرارة، وما إلى ذلك. يتم تحديد هذه الخصائص بشكل أساسي من خلال خصائص الفيلم المطلي .
(2) لا توجد عملية معالجة الكروم
في السنوات الأخيرة، أصبح مفهوم حماية بيئة الأرض، ومنع التلوث، وبناء مجتمع إعادة التدوير قويًا بشكل متزايد، وأصبحت متطلبات المواد لتقليل العبء البيئي أعلى وأعلى. في أوروبا، يحدد قانون RoHS للمعدات الكهربائية والإلكترونية في شكل قانون الاتحاد الأوروبي الحد الأقصى للقيمة المسموح بها لـ P وHg وCr6+ وCd6+ ومركبين عضويين عند 1000 جزء في المليون، وأي منتج تجاوز هذه القيمة محظور البيع في منطقة الاتحاد الأوروبي. يحظر مرسوم ELV بشأن تخريد المركبات استخدام P وHg وCr6+ وCd6+.
وفقًا لعملية معالجة الكرومات سوف تنتج Cr6+ ضار، بدأت اليابان في استكشاف تكنولوجيا بديلة لمعالجة الكرومات منذ السبعينيات، لأنه لم يتم العثور على طريقة فعالة، ولا تزال عملية معالجة الكرومات قيد الاستخدام. ومع ذلك، تم تسريع الأبحاث حول التدابير المضادة بعد صدور القانون المذكور أعلاه، وتم تطوير تكنولوجيا العلاج الخالي من CR في اليابان بشكل كامل عندما دخل القانون حيز التنفيذ.
يجب أن تظل عملية المعالجة التي لا تحتوي على الكروم قادرة على الحفاظ على وظيفة الحاجز ووظيفة الشفاء الذاتي لفيلم الجلد المعالج بالكرومات. تتمثل آلية المعالجة الخالية من CR في استخدام فيلم راتينج عضوي أقل من بضعة ميكرونات لضمان وظيفة الحاجز، واستخدام مثبط لضمان مقاومة التآكل، وإضافة عوامل اقتران سيلاني لتحسين الالتصاق بين فيلم الراتنج العضوي و طبقة أكسيد المعدن والطلاء. إن مقاومة التآكل للصفائح الفولاذية المقاومة للتآكل والمطلية بمركب عضوي عالية الوظيفة وخالية من CR يمكن مقارنتها بشكل أساسي بمقاومة الصفائح الفولاذية المقاومة للتآكل والمعالجة بالكرومات.
في الوقت الحاضر، المعالجة الكيميائية لمصانع الصلب اليابانية خالية بشكل أساسي من CR. في المستقبل، من الضروري تطوير طبقة الجلد بشكل أكبر مع إصلاح ذاتي أفضل ومقاومة للتآكل. إن الطريقة التي اقترحها أراكي لتعديل الفيلم الأحادي الجزيئي المنظم ذاتيًا من ألكان-ميرتان مع مركبات السيلان لتشكيل بوليمرات ثنائية، والتي يمكن أن تحصل على مقاومة عالية للتآكل بطبقة سمكها بضعة نانومترات، تستحق الاهتمام.
