Oksida hitam atau penghitaman ialah salutan penukaran untuk bahan ferus, keluli tahan karat, aloi berasaskan tembaga dan kuprum, zink, logam serbuk, dan pateri perak.[1]Ia digunakan untuk menambah rintangan kakisan ringan, untuk penampilan, dan untuk meminimumkan pantulan cahaya.[2]Untuk mencapai rintangan kakisan yang maksimum, oksida hitam mesti diresapi dengan minyak atau lilin.[3]Salah satu kelebihannya berbanding salutan lain ialah pembentukan minimumnya.
1.Bahan ferus
Oksida hitam piawai ialah magnetit (Fe3O4), yang lebih stabil secara mekanikal pada permukaan dan memberikan perlindungan kakisan yang lebih baik daripada oksida merah (karat) Fe2O3.Pendekatan perindustrian moden untuk membentuk oksida hitam termasuk proses suhu panas dan pertengahan yang diterangkan di bawah.Oksida juga boleh dibentuk melalui proses elektrolitik dalam anodizing.Kaedah tradisional diterangkan dalam artikel mengenai kebiruan.Mereka menarik dari segi sejarah, dan juga berguna untuk penggemar untuk membentuk oksida hitam dengan selamat dengan peralatan yang sedikit dan tanpa bahan kimia toksik.
Oksida suhu rendah, juga diterangkan di bawah, bukanlah salutan penukaran—proses suhu rendah tidak mengoksidakan besi, tetapi memendapkan sebatian selenium kuprum.
1.1 Oksida hitam panas
Mandian panas natrium hidroksida, nitrat dan nitrit pada 141 °C (286 °F) digunakan untuk menukar permukaan bahan kepada magnetit (Fe3O4).Air mesti ditambah secara berkala ke dalam tab mandi, dengan kawalan yang betul untuk mengelakkan letupan wap.
Penghitaman panas melibatkan mencelupkan bahagian ke dalam pelbagai tangki.Bahan kerja biasanya "dicelup" oleh pembawa bahagian automatik untuk pengangkutan antara tangki.Tangki ini mengandungi, mengikut urutan, pembersih alkali, air, soda kaustik pada 140.5 °C (284.9 °F) (sebatian menghitam), dan akhirnya pengedap, yang biasanya minyak.Soda kaustik dan suhu tinggi menyebabkan Fe3O4 (oksida hitam) terbentuk pada permukaan logam dan bukannya Fe2O3 (oksida merah; karat).Walaupun ia secara fizikal lebih tumpat daripada oksida merah, oksida hitam segar adalah berliang, jadi minyak kemudiannya disapu pada bahagian yang dipanaskan, yang mengelaknya dengan "tenggelam" ke dalamnya.Gabungan menghalang kakisan bahan kerja.Terdapat banyak kelebihan menghitam, terutamanya:
Penghitaman boleh dilakukan dalam kelompok besar (sesuai untuk bahagian kecil).
Tiada kesan dimensi yang ketara (proses penghitaman menghasilkan lapisan kira-kira 1 µm tebal).
Ia jauh lebih murah daripada sistem perlindungan kakisan yang serupa, seperti cat dan penyaduran elektrik.
Spesifikasi tertua dan paling banyak digunakan untuk oksida hitam panas ialah MIL-DTL-13924, yang merangkumi empat kelas proses untuk substrat yang berbeza.Spesifikasi alternatif termasuk AMS 2485, ASTM D769 dan ISO 11408.
Ini adalah proses yang digunakan untuk menghitamkan tali dawai untuk aplikasi teater dan kesan terbang.
1.2 Oksida hitam suhu pertengahan
Seperti oksida hitam panas, oksida hitam suhu pertengahan menukar permukaan logam kepada magnetit (Fe3O4).Walau bagaimanapun, oksida hitam suhu pertengahan menjadi hitam pada suhu 90–120 °C (194–248 °F), jauh lebih rendah daripada oksida hitam panas.Ini berfaedah kerana ia berada di bawah takat didih larutan, bermakna tiada asap kaustik dihasilkan.
Oleh kerana oksida hitam suhu pertengahan paling setanding dengan oksida hitam panas, ia juga boleh memenuhi spesifikasi ketenteraan MIL-DTL-13924, serta AMS 2485.
1.3Oksid hitam sejuk
Oksida hitam sejuk, juga dikenali sebagai oksida hitam suhu bilik, digunakan pada suhu 20–30 °C (68–86 °F).Ia bukan salutan penukaran oksida, sebaliknya sebatian selenium kuprum terdeposit.Oksida hitam sejuk menawarkan produktiviti yang lebih tinggi dan mudah untuk penghitaman dalaman.Salutan ini menghasilkan warna yang serupa dengan yang dilakukan oleh penukaran oksida, tetapi cenderung mudah menggosok dan menawarkan kurang rintangan lelasan.Penggunaan minyak, lilin atau lakuer membawa rintangan kakisan setanding dengan suhu panas dan pertengahan.Satu aplikasi untuk proses oksida hitam sejuk adalah dalam perkakasan dan kemasan seni bina pada keluli (patina untuk keluli).Ia juga dikenali sebagai kebiruan sejuk.
2. Tembaga
Pemantulan spekular oksida kurik.svg
Oksida hitam untuk kuprum, kadangkala dikenali dengan nama dagang Ebonol C, menukarkan permukaan kuprum kepada oksida kurik.Untuk proses berfungsi, permukaan perlu mempunyai sekurang-kurangnya 65% kuprum;bagi permukaan kuprum yang mempunyai kurang daripada 90% kuprum ia mesti terlebih dahulu dirawat dengan rawatan pengaktifan.Salutan siap adalah stabil secara kimia dan sangat melekat.Ia stabil sehingga 400 °F (204 °C);di atas suhu ini salutan merosot kerana pengoksidaan kuprum asas.Untuk meningkatkan rintangan kakisan, permukaan mungkin diminyaki, dipernis, atau dililin.Ia juga digunakan sebagai pra-rawatan untuk mengecat atau enamel.Kemasan permukaan biasanya satin, tetapi ia boleh bertukar berkilat dengan menyalut enamel berkilat tinggi yang jelas.
Pada skala mikroskopik dendrit terbentuk pada kemasan permukaan, yang memerangkap cahaya dan meningkatkan daya serap.Oleh kerana sifat ini salutan digunakan dalam aeroangkasa, mikroskop dan aplikasi optik lain untuk meminimumkan pantulan cahaya.
Dalam papan litar bercetak (PCB), penggunaan oksida hitam memberikan lekatan yang lebih baik untuk lapisan lamina gentian kaca.PCB dicelup dalam tab mandi yang mengandungi hidroksida, hipoklorit, dan cuprate, yang menjadi habis dalam ketiga-tiga komponen.Ini menunjukkan bahawa oksida kuprum hitam datang sebahagian daripada cuprate dan sebahagian daripada litar kuprum PCB.Di bawah pemeriksaan mikroskopik, tiada lapisan kuprum(I) oksida.
Spesifikasi ketenteraan AS yang berkenaan ialah MIL-F-495E.
3. Keluli tahan karat
Oksida hitam panas untuk keluli tahan karat ialah campuran garam kaustik, pengoksidaan, dan sulfur.Ia menghitamkan siri 300 dan 400 dan aloi keluli tahan karat PH 17-4 PH yang dikeraskan oleh pemendakan.Penyelesaian boleh digunakan pada besi tuang dan keluli karbon rendah lembut.Kemasan yang terhasil mematuhi spesifikasi tentera MIL-DTL–13924D Kelas 4 dan menawarkan rintangan lelasan.Kemasan oksida hitam digunakan pada instrumen pembedahan dalam persekitaran intensif cahaya untuk mengurangkan keletihan mata.
Penghitaman suhu bilik untuk keluli tahan karat berlaku melalui tindak balas auto-mangkin bagi mendapan kuprum-selenida pada permukaan keluli tahan karat.Ia menawarkan kurang rintangan lelasan dan perlindungan kakisan yang sama seperti proses penghitaman panas.Satu aplikasi untuk menghitamkan suhu bilik adalah dalam kemasan seni bina (patina untuk keluli tahan karat).
4. Zink
Oksida hitam untuk zink juga dikenali dengan nama dagangan Ebonol Z. Satu lagi produk ialah Ultra-Blak 460, yang menghitamkan permukaan bersalut zink dan tergalvani tanpa menggunakan sebarang cetakan mati krom dan zink.
Masa siaran: Nov-23-2021