Sa pagawaan ng pagmamanupaktura ng mga casing ng smartphone, mga balat ng eroplano, at mga dingding ng kurtina ng gusali, isang makinis na salaminaluminyo platoay maaaring maging isang "matalinong balat" na lumalaban sa fingerprint, lumalaban sa scratch, at maging kupas ng kulay pagkatapos sumailalim sa mahiwagang pagproseso. Ito ang magic ng teknolohiya sa paggamot sa ibabaw ng aluminyo - sa pamamagitan ng pisikal, kemikal, o biyolohikal na paraan, ang iba't ibang functional na "molecular armors" ay itinayo sa ibabaw ng aluminum, na nagpapahintulot sa mga ordinaryong metal na magpalabas ng pambihirang sigla.
Bakit kailangan ang surface treatment?
Kahit na ang aluminyo ay kilala bilang "metal na hindi kinakalawang", ang mga likas na katangian nito ay may tatlong pangunahing pagkukulang:
Corrosion prone: Sa mahalumigmig na kapaligiran, ang aluminyo ay tumutugon sa oxygen upang bumuo ng aluminum oxide protective layer, ngunit ang acidic o alkaline na kapaligiran ay maaaring makapinsala sa natural na hadlang na ito.
Hindi magandang wear resistance: Ang purong aluminum ay may tigas lamang na HV15-20 (ang bakal ay may HV40-60), at ang mga gasgas ay madaling mangyari sa araw-araw na alitan.
Mga aesthetic na limitasyon: Ang hindi ginagamot na ibabaw ng aluminyo ay mapurol at kulang sa ningning, na nagpapahirap sa pagtugon sa mga kinakailangan sa high-end na disenyo.
Ang teknolohiya sa paggamot sa ibabaw ay naglalayong tugunan ang mga isyung ito sa pamamagitan ng pagbuo ng functional coating na 0.1-500 μm sa ibabaw ng aluminyo, na nagbibigay dito ng mga katangian tulad ng corrosion resistance, wear resistance, at dekorasyon. Mahigit sa 200 milyong tonelada ng aluminum ang sumasailalim sa surface treatment sa buong mundo bawat taon, na lumilikha ng production value na mahigit 300 bilyong US dollars.
Buong pagsusuri ng mga pangunahing teknolohiya sa paggamot sa ibabaw
Anodizing: Lumilikha ang magic ng electrolysis ng 'baluti'
Prinsipyo: Ilubog ang aluminum material sa sulfuric acid electrolyte at bumuo ng 10-200 μm alumina ceramic layer sa ibabaw pagkatapos makuryente.
Mga teknikal na highlight
Bumubuo ng micro scale honeycomb structure na may tigas na hanggang HV300 (nadagdagan ng 15 beses)
Maaaring makulayan sa mahigit 200 kulay (gaya ng gradient blue para sa iPhone).
Salt spray corrosion resistance hanggang 2000 oras (ordinaryong aluminum plate na 500 oras lang).
Kaso ng aplikasyon
Aerospace: Ang Boeing 787 fuselage skin anodized treatment ay nagpapabuti sa UV aging resistance ng tatlong beses.
Pagbuo ng kurtina sa dingding: Alucobond composite panel anodized film kapal na 50 μ m, na may habang-buhay na higit sa 50 taon.
Electroplating: Cross border Integration ng Metal Coatings
Prinsipyo: Sa pamamagitan ng electrochemical deposition, nickel, chromium, tin at iba pang mga metal layer ay natatakpan sa ibabaw ng aluminum.
Pambihirang tagumpay:
Nanoelectroplating: Gumagawa ang Japan ng mga ultra-thin coating na may kapal na 1 μm lamang upang mapanatili ang bentahe ng magaan na substrate.
Composite electroplating: Pagdaragdag ng mga particle ng brilyante sa solusyon ng plating upang mapataas ang tigas sa HV1000.
Pagpapalit sa kapaligiran: Ang proseso ng libreng electroplating ng cyanide ay binabawasan ang mga paglabas ng mabibigat na metal ng 90%.
Mga sitwasyon ng aplikasyon
Mga bahagi ng sasakyan: Ang tray ng baterya ng Tesla na nilagyan ng nickel layer, na kayang tiisin ang mataas na temperatura hanggang sa 800 ℃.
Mga produktong elektroniko: Ang MacBook shell na nilagyan ng tansong layer, ang thermal conductivity ay napabuti ng 40%.
Micro arc oxidation (MAO): isang "atomic furnace" para sa mga ceramic coating
Teknikal na prinsipyo: Sa ilalim ng mataas na boltahe na electric field, ang paglabas ng plasma ay nabuo sa ibabaw ng aluminyo, na bumubuo ng isang 10-200 μm na ceramic na layer.
Mga pakinabang sa pagganap:
Wear resistance: Ang wear rate ay kasing baba ng 5 × 10 ⁻⁷ mm ³/N · m (1/5 ng anodizing).
Pagganap ng pagkakabukod: breakdown boltahe hanggang sa 2000V/mm (10 beses kaysa sa bakal).
Biocompatibility: medikal na sertipikado para sa paggamit sa artificial joint implantation.
Mga aplikasyon sa hangganan:
Mga kagamitang medikal: Ang mga instrumentong pang-opera ng Germany B Braun ay pinahiran ng MAO sa ibabaw, na may antibacterial rate na 99.9%.
Insulation ng spacecraft: Binuo ng NASA ang Al ₂ O ∝ – TiO ₂ composite ceramic layer, lumalaban sa temperatura hanggang 2000 ℃.
Chemical conversion film: ang "invisible shield" para sa green manufacturing
Mga teknikal na tampok: Hindi na kailangan ng kuryente, bumuo ng proteksiyon na pelikula sa solusyon sa temperatura ng silid.
Karaniwang proseso:
Chromate conversion: Napakahusay na corrosion resistance, ngunit ang hexavalent chromium ay carcinogenic (pinagbabawal ng European Union).
Phosphate chromate conversion: isang chromium free at environment friendly na alternatibong solusyon, ganap na inilapat sa production line ng Ford.
Paggamot ng silane: Ang pagpapalit ng mga metal na asing-gamot ng mga molekula ng organosilane ay binabawasan ang mga gastos sa paggamot ng wastewater ng 70%.
Nakakagambalang bagong teknolohikal na rebolusyon
Nano coating: proteksyon sa katumpakan ng antas ng molekular
Ang patong na "biomimetic lotus leaf effect" na binuo ng Harvard University ay may contact angle na 160 degree at ang mga patak ng tubig ay awtomatikong gumugulong.Ang BASF nanoceramic coating mula sa Germany, na may kapal na 200nm, ay kayang labanan ang epekto ng buhangin at graba.
Self healing coating: ang "self regeneration" ng mga materyales
Ang Kansai Coatings sa Japan ay bumuo ng microcapsule self-healing system na naglalabas ng mga repair agent sa mga scratch site, na nagbibigay-daan para sa 24 na oras na pagpapanumbalik.
Ang Hefei Institute of Materials Science and Technology, Chinese Academy of Sciences, ay nakabuo ng thermally responsive coating na awtomatikong nag-aayos kapag nalantad sa init.
Matalinong pagpapalit ng kulay na patong: isang ibabaw na maaaring 'mag-isip'
Gentex electrochromic glass mula sa Israel, na may light transmittance na inaayos ng boltahe (1% -80%)
Nakakamit ng Merck electronic ink technology mula sa Germany ang dynamic na paglipat ng mga pattern sa ibabaw sa mga aluminum plate.
Panorama ng application sa industriya
Consumer electronics: isang showcase ng precision craftsmanship
Ang frame ng Huawei Mate series ay gumagamit ng micro arc oxidation+PVD coating, na may kapal na 0.6mm lang.Gumagamit ang Samsung Galaxy S24 Ultra frame ng carbon film (DLC) na mala-diyamante na may tigas na HV900.
Bagong Enerhiya na Sasakyan: Pagbabalanse ng Magaan at Kaligtasan
Ang tray ng baterya ng blade ng BYD ay gumagamit ng anodizing+epoxy resin coating, flame retardant grade UL94 V-0
Ang BMW iX chassis armor ay pinahiran ng ceramicized silane, na nagpapababa ng timbang ng 30% at lumalaban sa epekto.
Architectural Curtain Wall: Technological Expression of Urban Aesthetics
Ang mga panlabas na dingding ng Burj Khalifa sa Dubai ay pinahiran ng fluorocarbon, na may paglaban sa panahon na hanggang 50 taon.
Ang tower crown ng Shanghai center Building ay gumagamit ng photocatalysis na self-cleaning coating upang alisin ang alikabok pagkatapos ng rain wash.
Mga Uso at Hamon sa Hinaharap
Pagbabago ng Green Manufacturing
Biobased conversion agent: paggamit ng mga extract ng halaman upang palitan ang mga tradisyonal na kemikal
Mababang temperatura ng paggamot sa plasma: ang pagkonsumo ng enerhiya ay nabawasan ng 50%, walang paglabas ng wastewater.
Multi-functional na pagsasama
Pananaliksik at pagpapaunlad ng superhydrophobic, antibacterial, at conductive three in one coating
Stretchable electronic coating: nagpapanatili ng conductivity kahit na may stretching rate na 300%.
Matalinong pag-unlad
Sensor integrated coating: Real time na pagsubaybay sa katayuan ng kalusugan ng materyal.
Banayad na tumutugon na patong na nagbabago ng kulay: awtomatikong inaayos ang lalim ng kulay ayon sa intensity ng UV.
Oras ng post: Abr-09-2025