У цэху па вытворчасці корпусаў для смартфонаў, абалонак для самалётаў і навесных сцен будынкаў, люстрана гладкаяалюмініевая пласцінаможна ператварыць у «разумную скуру», устойлівую да адбіткаў пальцаў, драпін і нават змяняючую колер пасля таямнічай апрацоўкі. У гэтым і заключаецца магія тэхналогіі апрацоўкі паверхні алюмінію — з дапамогай фізічных, хімічных або біялагічных сродкаў на паверхні алюмінію ствараюцца розныя функцыянальныя «малекулярныя панцыры», якія дазваляюць звычайным металам выпраменьваць незвычайную жыццёвую сілу.
Чаму патрэбна павярхоўная апрацоўка?
Нягледзячы на тое, што алюміній вядомы як «метал, які ніколі не іржавее», яго натуральныя ўласцівасці маюць тры асноўныя недахопы:
Схільнасць да карозіі: у вільготным асяроддзі алюміній рэагуе з кіслародам, утвараючы ахоўны пласт аксіду алюмінію, але кіслае або шчолачнае асяроддзе можа пашкодзіць гэты натуральны бар'ер.
Дрэнная зносаўстойлівасць: чысты алюміній мае цвёрдасць толькі HV15-20 (сталь мае HV40-60), і падчас штодзённага трэння схільны да з'яўлення драпін.
Эстэтычныя абмежаванні: неапрацаваная алюмініевая паверхня цьмяная і не мае бляску, што абцяжарвае выкананне патрабаванняў да высокакласнага дызайну.
Тэхналогія апрацоўкі паверхні накіравана на вырашэнне гэтых праблем шляхам фарміравання функцыянальнага пакрыцця таўшчынёй 0,1-500 мкм на паверхні алюмінію, якое надае яму такія характарыстыкі, як каразійная ўстойлівасць, зносаўстойлівасць і дэкаратыўнасць. Штогод ва ўсім свеце апрацоўваецца больш за 200 мільёнаў тон алюмінію, што стварае аб'ём вытворчасці больш за 300 мільярдаў долараў ЗША.
Поўны аналіз асноўных тэхналогій апрацоўкі паверхняў
Анадаванне: магія электролізу стварае «браню»
Прынцып: Алюмініевы матэрыял апускаюць у электраліт сернай кіслаты і пасля электрызацыі на паверхні ўтвараюць керамічны пласт аксіду алюмінію таўшчынёй 10-200 мкм.
Тэхнічныя асаблівасці
Фарміраванне мікрамаштабнай сотападобнай структуры з цвёрдасцю да HV300 (павялічана ў 15 разоў)
Можна афарбоўваць у больш чым 200 колераў (напрыклад, градыентны сіні для iPhone).
Устойлівасць да карозіі ў саляным тумане да 2000 гадзін (звычайная алюмініевая пласціна толькі 500 гадзін).
выпадак прымянення
Аэракасмічная прамысловасць: анадаваная апрацоўка фюзеляжа Boeing 787 паляпшае ўстойлівасць да ультрафіялетавага старэння ў тры разы.
Навесная сцяна будынка: кампазітная панэль Alucobond з анадаванай плёнкай таўшчынёй 50 мкм, тэрмін службы больш за 50 гадоў.
Гальваніка: трансгранічная інтэграцыя металічных пакрыццяў
Прынцып: шляхам электрахімічнага нанясення на паверхню алюмінію наносяцца пласты нікеля, хрому, волава і іншых металаў.
Прарыў у інавацыях:
Нанагальванікапластыка: Японія распрацоўвае ультратонкія пакрыцці таўшчынёй усяго 1 мкм, каб захаваць перавагу лёгкай падкладкі.
Кампазітнае гальванічнае пакрыццё: даданне алмазных часціц у раствор для пакрыцця для павышэння цвёрдасці да HV1000.
Замена навакольнага асяроддзя: працэс гальванічнага пакрыцця без цыяніду зніжае выкіды цяжкіх металаў на 90%.
Сцэнарыі прымянення
Аўтамабільныя кампаненты: латок акумулятара Tesla пакрыты нікелевым пластом, здольны вытрымліваць высокія тэмпературы да 800 ℃.
Электронныя вырабы: корпус MacBook пакрыты медным пластом, цеплаправоднасць палепшана на 40%.
Мікрадугавое акісленне (MAO): «атамная печ» для керамічных пакрыццяў
Тэхнічны прынцып: пад уздзеяннем высокавольтнага электрычнага поля на паверхні алюмінію генеруецца плазменны разрад, утвараючы керамічны пласт таўшчынёй 10-200 мкм.
Перавагі прадукцыйнасці:
Зносаўстойлівасць: хуткасць зносу складае ўсяго 5 × 10⁻⁷ мм³/Н·м (1/5 анадавання).
Ізаляцыйныя характарыстыкі: прабойная напруга да 2000 В/мм² (у 10 разоў вышэйшая за сталь).
Біясумяшчальнасць: медыцынскі сертыфікавана для выкарыстання пры імплантацыі штучных суставаў.
Памежныя праграмы:
Медыцынскае абсталяванне: хірургічныя інструменты нямецкай вытворчасці B Braun пакрытыя МАО на паверхні з антыбактэрыйным узроўнем 99,9%.
Ізаляцыя касмічных караблёў: НАСА распрацавала кампазітны керамічны пласт Al₂O∝–TiO₂, устойлівы да тэмпературы 2000 ℃.
Плёнка для хімічнай канверсіі: «нябачны шчыт» для зялёнай вытворчасці
Тэхнічныя характарыстыкі: Не патрабуецца электрычнасць, стварае ахоўную плёнку пры пакаёвай тэмпературы.
Тыповы працэс:
Ператварэнне храмата: выдатная каразійная ўстойлівасць, але шасцівалентны хром з'яўляецца канцэрагенным (забаронены Еўрапейскім Саюзам).
Пераўтварэнне фасфат-храмату: альтэрнатыўнае рашэнне без хрому і экалагічна чыстае, якое цалкам ужываецца на вытворчай лініі Ford.
Апрацоўка сілана: замена соляў металаў малекуламі арганасілану зніжае выдаткі на ачыстку сцёкавых вод на 70%.
Новая рэвалюцыйная тэхналагічная рэвалюцыя
Нанапакрыццё: дакладная абарона на малекулярным узроўні
Пакрыццё з «біяміметычным эфектам ліста лотаса», распрацаванае Гарвардскім універсітэтам, мае кут кантакту 160 градусаў, і кроплі вады аўтаматычна скочваюцца.Нанакерамічнае пакрыццё BASF з Германіі таўшчынёй 200 нм можа супрацьстаяць уздзеянню пяску і жвіру.
Самааднаўляльнае пакрыццё: «самааднаўленне» матэрыялаў
Японская кампанія Kansai Coatings распрацавала мікракапсульную сістэму самааднаўлення, якая вызваляе аднаўляльныя агенты ў месцах драпін, што дазваляе аднаўляць паверхню на працягу 24 гадзін.
Хэфэйскі інстытут матэрыялазнаўства і тэхналогій Кітайскай акадэміі навук распрацаваў тэрмічна рэагуючае пакрыццё, якое аўтаматычна аднаўляецца пад уздзеяннем цяпла.
Інтэлектуальнае пакрыццё, якое змяняе колер: паверхня, якая можа «думаць»
Электрахромнае шкло Gentex з Ізраіля, з рэгуляванай напружаннем прапускальнасцю святла (1% -80%)
Тэхналогія электронных чарнілаў Merck з Германіі дазваляе дасягаць дынамічнага пераключэння паверхневых узораў на алюмініевых пласцінах.
Панарама прымянення ў галіне
Бытавая электроніка: вітрына дакладнага майстэрства
Рамка серыі Huawei Mate мае пакрыццё мікрадугавога аксідавання + PVD, таўшчыня якога складае ўсяго 0,6 мм.У аправе Samsung Galaxy S24 Ultra выкарыстоўваецца алмазападобная вугляродная плёнка (DLC) з цвёрдасцю HV900.
Транспартныя сродкі на новых энергіях: баланс паміж лёгкасцю і бяспекай
Акумулятарны паддон BYD blade мае анадаванне + пакрыццё з эпаксіднай смалы, клас вогнеаховы UL94 V-0
Браня шасі BMW iX пакрыта керамічным сіланам, што зніжае вагу на 30% і з'яўляецца ўдаратрывалым.
Архітэктурная заслона: тэхналагічнае выражэнне гарадской эстэтыкі
Знешнія сцены Бурдж-Халіфа ў Дубаі пакрытыя фторвугляродам, які мае ўстойлівасць да ўздзеяння надвор'я да 50 гадоў.
На кароне вежы цэнтральнага будынка Шанхая выкарыстоўваецца фотакаталізнае самаачышчальнае пакрыццё для выдалення пылу пасля дажджу.
Будучыя тэндэнцыі і выклікі
Трансфармацыя зялёнай вытворчасці
Біялагічны канверсійны агент: выкарыстанне раслінных экстрактаў для замены традыцыйных хімікатаў
Нізкатэмпературная плазменная апрацоўка: спажыванне энергіі зніжана на 50%, адсутнічаюць сцёкавыя воды.
Шматфункцыянальная інтэграцыя
Даследаванне і распрацоўка супергідрафобнага, антыбактэрыйнага і праводнага пакрыцця «тры ў адным»
Расцяжное электроннае пакрыццё: захоўвае праводнасць нават пры расцяжэнні на 300%.
Інтэлектуальнае развіццё
Пакрыццё з інтэграваным датчыкам: маніторынг стану матэрыялу ў рэжыме рэальнага часу.
Святлоадчувальнае пакрыццё, якое змяняе колер: аўтаматычна рэгулюе глыбіню колеру ў залежнасці ад інтэнсіўнасці ультрафіялетавага выпраменьвання.
Час публікацыі: 09 красавіка 2025 г.