બ્લેક ઓક્સિડેશન ચોકસાઇ પ્રોટોટાઇપ

બ્લેક ઓક્સાઇડ અથવા બ્લેકનિંગ એ ફેરસ સામગ્રી, સ્ટેનલેસ સ્ટીલ, કોપર અને કોપર આધારિત એલોય, જસત, પાઉડર મેટલ્સ અને સિલ્વર સોલ્ડર માટે રૂપાંતર કોટિંગ છે.[1]તેનો ઉપયોગ હળવો કાટ પ્રતિકાર ઉમેરવા, દેખાવ માટે અને પ્રકાશનું પ્રતિબિંબ ઘટાડવા માટે થાય છે.[2]મહત્તમ કાટ પ્રતિકાર પ્રાપ્ત કરવા માટે બ્લેક ઓક્સાઇડને તેલ અથવા મીણથી ગર્ભિત કરવું આવશ્યક છે.[3]અન્ય કોટિંગ્સ કરતાં તેનો એક ફાયદો એ તેનું ન્યૂનતમ બિલ્ડઅપ છે.

1. ફેરસ સામગ્રી
પ્રમાણભૂત બ્લેક ઓક્સાઇડ મેગ્નેટાઇટ (Fe3O4) છે, જે સપાટી પર વધુ યાંત્રિક રીતે સ્થિર છે અને લાલ ઓક્સાઇડ (રસ્ટ) Fe2O3 કરતાં વધુ સારી કાટ સુરક્ષા પૂરી પાડે છે.બ્લેક ઓક્સાઇડ બનાવવા માટેના આધુનિક ઔદ્યોગિક અભિગમોમાં નીચે વર્ણવેલ ગરમ અને મધ્ય-તાપમાન પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે.એનોડાઇઝિંગમાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક પ્રક્રિયા દ્વારા પણ ઓક્સાઇડની રચના થઈ શકે છે.પરંપરાગત પદ્ધતિઓ બ્લુઇંગ પરના લેખમાં વર્ણવવામાં આવી છે.તેઓ ઐતિહાસિક રીતે રસ ધરાવે છે અને શોખીનો માટે ઓછા સાધનો સાથે અને ઝેરી રસાયણો વિના સુરક્ષિત રીતે બ્લેક ઓક્સાઇડ બનાવવા માટે પણ ઉપયોગી છે.

નીચા તાપમાનના ઓક્સાઇડ, જે નીચે વર્ણવેલ છે, તે રૂપાંતર કોટિંગ નથી-નીચા-તાપમાનની પ્રક્રિયા આયર્નને ઓક્સિડાઇઝ કરતી નથી, પરંતુ કોપર સેલેનિયમ સંયોજન જમા કરે છે.

1.1 હોટ બ્લેક ઓક્સાઇડ
141 °C (286 °F) પર સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ, નાઇટ્રેટ્સ અને નાઇટ્રાઇટના ગરમ સ્નાનનો ઉપયોગ સામગ્રીની સપાટીને મેગ્નેટાઇટ (Fe3O4)માં રૂપાંતરિત કરવા માટે થાય છે.વરાળ વિસ્ફોટને રોકવા માટે યોગ્ય નિયંત્રણો સાથે સ્નાનમાં સમયાંતરે પાણી ઉમેરવું જોઈએ.

ગરમ કાળા રંગમાં ભાગને વિવિધ ટાંકીઓમાં ડૂબવાનો સમાવેશ થાય છે.વર્કપીસ સામાન્ય રીતે ટાંકીઓ વચ્ચે પરિવહન માટે સ્વચાલિત પાર્ટ કેરિયર્સ દ્વારા "ડૂબાડવામાં આવે છે".આ ટાંકીમાં, ક્રમમાં, આલ્કલાઇન ક્લીનર, પાણી, 140.5 °C (284.9 °F) પર કોસ્ટિક સોડા (કાળો બનાવવાનું સંયોજન), અને અંતે સીલંટ, જે સામાન્ય રીતે તેલ હોય છે.કોસ્ટિક સોડા અને એલિવેટેડ તાપમાન ધાતુની સપાટી પર Fe2O3 (લાલ ઓક્સાઇડ; રસ્ટ) ને બદલે Fe3O4 (બ્લેક ઓક્સાઇડ) બનાવે છે.જ્યારે તે લાલ ઓક્સાઇડ કરતાં ભૌતિક રીતે ઘન હોય છે, ત્યારે તાજો કાળો ઓક્સાઇડ છિદ્રાળુ હોય છે, તેથી તે પછી ગરમ ભાગ પર તેલ નાખવામાં આવે છે, જે તેને તેમાં "ડૂબીને" સીલ કરે છે.મિશ્રણ વર્કપીસના કાટને અટકાવે છે.કાળા થવાના ઘણા ફાયદા છે, મુખ્યત્વે:

બ્લેકનિંગ મોટા બેચમાં કરી શકાય છે (નાના ભાગો માટે આદર્શ).
ત્યાં કોઈ નોંધપાત્ર પરિમાણીય અસર નથી (બ્લેકીંગ પ્રક્રિયા લગભગ 1 µm જાડા સ્તર બનાવે છે).
તે સમાન કાટ સંરક્ષણ પ્રણાલીઓ કરતાં ઘણી સસ્તી છે, જેમ કે પેઇન્ટ અને ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ.
હોટ બ્લેક ઓક્સાઇડ માટે સૌથી જૂનું અને સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતું સ્પષ્ટીકરણ MIL-DTL-13924 છે, જે વિવિધ સબસ્ટ્રેટ માટે પ્રક્રિયાના ચાર વર્ગોને આવરી લે છે.વૈકલ્પિક વિશિષ્ટતાઓમાં AMS 2485, ASTM D769 અને ISO 11408નો સમાવેશ થાય છે.

આ થિયેટ્રિકલ એપ્લિકેશન્સ અને ફ્લાઇંગ ઇફેક્ટ્સ માટે વાયર દોરડાને કાળા કરવા માટે વપરાતી પ્રક્રિયા છે.

1.2 મધ્ય-તાપમાન બ્લેક ઓક્સાઇડ
ગરમ કાળા ઓક્સાઇડની જેમ, મધ્ય-તાપમાન બ્લેક ઓક્સાઇડ ધાતુની સપાટીને મેગ્નેટાઇટ (Fe3O4)માં રૂપાંતરિત કરે છે.જો કે, મધ્ય-તાપમાન બ્લેક ઓક્સાઇડ 90-120 °C (194-248 °F) ના તાપમાને કાળો થઈ જાય છે, જે ગરમ કાળા ઓક્સાઇડ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછો છે.આ ફાયદાકારક છે કારણ કે તે સોલ્યુશનના ઉત્કલન બિંદુથી નીચે છે, એટલે કે ત્યાં કોઈ કોસ્ટિક ધૂમાડો ઉત્પન્ન થતો નથી.

મધ્ય-તાપમાન બ્લેક ઓક્સાઇડ ગરમ કાળા ઓક્સાઇડ સાથે સૌથી વધુ તુલનાત્મક હોવાથી, તે લશ્કરી સ્પષ્ટીકરણ MIL-DTL-13924, તેમજ AMS 2485 ને પણ પૂરી કરી શકે છે.

1.3 કોલ્ડ બ્લેક ઓક્સાઇડ
કોલ્ડ બ્લેક ઓક્સાઇડ, જેને રૂમ ટેમ્પરેચર બ્લેક ઓક્સાઇડ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે 20-30 °C (68-86 °F) ના તાપમાને લાગુ પડે છે.તે ઓક્સાઇડ કન્વર્ઝન કોટિંગ નથી, પરંતુ જમા થયેલ કોપર સેલેનિયમ સંયોજન છે.કોલ્ડ બ્લેક ઓક્સાઇડ ઉચ્ચ ઉત્પાદકતા પ્રદાન કરે છે અને ઘરની અંદર કાળા કરવા માટે અનુકૂળ છે.આ કોટિંગ ઓક્સાઇડ કન્વર્ઝન જેવો જ રંગ ઉત્પન્ન કરે છે, પરંતુ સરળતાથી ઘસવાનું વલણ ધરાવે છે અને ઓછા ઘર્ષણ પ્રતિકાર પ્રદાન કરે છે.તેલ, મીણ અથવા રોગાનનો ઉપયોગ કાટ પ્રતિકારને ગરમ અને મધ્ય-તાપમાનની સમાનતા સુધી લાવે છે.કોલ્ડ બ્લેક ઓક્સાઇડ પ્રક્રિયા માટેની એક અરજી સ્ટીલ પર ટૂલિંગ અને આર્કિટેક્ચરલ ફિનિશિંગ (સ્ટીલ માટે પેટિના) હશે.તેને કોલ્ડ બ્લુઇંગ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

2. કોપર
કુપ્રિક ઓક્સાઇડ.svg નું સ્પેક્યુલર પરાવર્તન
તાંબા માટેનો કાળો ઓક્સાઇડ, જે ક્યારેક વેપારી નામ ઇબોનોલ સી દ્વારા ઓળખાય છે, તે તાંબાની સપાટીને ક્યુપ્રિક ઓક્સાઇડમાં ફેરવે છે.પ્રક્રિયા કામ કરવા માટે સપાટી પર ઓછામાં ઓછું 65% તાંબુ હોવું જરૂરી છે;તાંબાની સપાટીઓ કે જેમાં 90% કરતા ઓછા તાંબાની હોય છે, તેને પહેલા એક્ટિવેટીંગ ટ્રીટમેન્ટ સાથે પ્રીટ્રીટેડ કરવી જોઈએ.ફિનિશ્ડ કોટિંગ રાસાયણિક રીતે સ્થિર અને ખૂબ જ વળગી રહે છે.તે 400 °F (204 °C) સુધી સ્થિર છે;આ તાપમાન ઉપર બેઝ કોપરના ઓક્સિડેશનને કારણે કોટિંગ ઘટી જાય છે.કાટ પ્રતિકાર વધારવા માટે, સપાટીને તેલયુક્ત, રોગાન અથવા મીણ લગાવી શકાય છે.તેનો ઉપયોગ પેઇન્ટિંગ અથવા દંતવલ્ક માટે પૂર્વ-સારવાર તરીકે પણ થાય છે.સપાટીની પૂર્ણાહુતિ સામાન્ય રીતે સાટિન હોય છે, પરંતુ સ્પષ્ટ ઉચ્ચ-ચળકતા દંતવલ્કમાં કોટિંગ કરીને તેને ચળકતા બનાવી શકાય છે.

માઈક્રોસ્કોપિક સ્કેલ પર ડેંડ્રાઈટ્સ સપાટીની પૂર્ણાહુતિ પર રચાય છે, જે પ્રકાશને ફસાવે છે અને શોષકતા વધારે છે.આ ગુણધર્મને કારણે કોટિંગનો ઉપયોગ એરોસ્પેસ, માઈક્રોસ્કોપી અને અન્ય ઓપ્ટિકલ એપ્લીકેશનમાં પ્રકાશનું પ્રતિબિંબ ઘટાડવા માટે થાય છે.

પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ (PCBs) માં, બ્લેક ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ ફાઇબરગ્લાસ લેમિનેટ સ્તરો માટે વધુ સારી સંલગ્નતા પ્રદાન કરે છે.પીસીબીને હાઇડ્રોક્સાઇડ, હાઇપોક્લોરાઇટ અને કપરેટ ધરાવતા સ્નાનમાં ડૂબવામાં આવે છે, જે ત્રણેય ઘટકોમાં ક્ષીણ થઈ જાય છે.આ સૂચવે છે કે બ્લેક કોપર ઓક્સાઇડ આંશિક રીતે કપરેટમાંથી અને આંશિક રીતે PCB કોપર સર્કિટરીમાંથી આવે છે.માઇક્રોસ્કોપિક પરીક્ષા હેઠળ, ત્યાં કોઈ કોપર(I) ઓક્સાઇડ સ્તર નથી.

લાગુ યુએસ લશ્કરી સ્પષ્ટીકરણ MIL-F-495E છે.

3. સ્ટેનલેસ સ્ટીલ
સ્ટેનલેસ સ્ટીલ માટે હોટ બ્લેક ઓક્સાઇડ એ કોસ્ટિક, ઓક્સિડાઇઝિંગ અને સલ્ફર ક્ષારનું મિશ્રણ છે.તે 300 અને 400 શ્રેણી અને વરસાદ-કઠણ 17-4 PH સ્ટેનલેસ સ્ટીલ એલોયને કાળા કરે છે.સોલ્યુશનનો ઉપયોગ કાસ્ટ આયર્ન અને હળવા લો-કાર્બન સ્ટીલ પર થઈ શકે છે.પરિણામી પૂર્ણાહુતિ લશ્કરી સ્પષ્ટીકરણ MIL-DTL–13924D વર્ગ 4નું પાલન કરે છે અને ઘર્ષણ પ્રતિકાર પ્રદાન કરે છે.આંખનો થાક ઘટાડવા માટે પ્રકાશ-સઘન વાતાવરણમાં સર્જિકલ સાધનો પર બ્લેક ઓક્સાઇડ ફિનિશનો ઉપયોગ થાય છે.

સ્ટેનલેસ સ્ટીલ માટે રૂમ-તાપમાનનું કાળું થવું સ્ટેનલેસ-સ્ટીલની સપાટી પર કોપર-સેલેનાઇડ જમા થવાની સ્વતઃ ઉત્પ્રેરક પ્રતિક્રિયા દ્વારા થાય છે.તે ઓછી ઘર્ષણ પ્રતિકાર અને ગરમ કાળા કરવાની પ્રક્રિયાની જેમ જ કાટ સંરક્ષણ પ્રદાન કરે છે.ઓરડાના તાપમાને કાળા કરવા માટેની એક એપ્લિકેશન આર્કિટેક્ચરલ ફિનિશમાં છે (સ્ટેનલેસ સ્ટીલ માટે પેટિના).

4. ઝીંક
ઝિંક માટે બ્લેક ઓક્સાઇડને વેપાર નામ ઇબોનોલ ઝેડ દ્વારા પણ ઓળખવામાં આવે છે. અન્ય ઉત્પાદન અલ્ટ્રા-બ્લેક 460 છે, જે કોઈપણ ક્રોમ અને ઝિંક ડાઈ-કાસ્ટનો ઉપયોગ કર્યા વિના ઝિંક-પ્લેટેડ અને ગેલ્વેનાઈઝ્ડ સપાટીઓને કાળી કરે છે.