آلومینیوم بعنوان یکی از پرکاربردترین فلزات روی زمین، به دلیل داشتن ویژگی‌های منحصر به فرد گوناگون، در ساخت انواع سازه‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اما یکی از مهم‌ترین المان‌ها برای پایداری بیشتر این فلز در موارد مصرفی، مقاومت به خوردگی آن است.
دستیابی به افزایش مقاومت به خوردگی در فلز آلومینیوم مسیری طولانی را در طول سالیان گذشته طی کرده است.
در ابتدا مشاهده شد که سطح آلومینیوم در معرض هوا به طور طبیعی توسط یک لایه‌ی اکسیدی غیرفعال پوشانده میشود که فلز را در برابر خوردگی محافظت می‌کند.
این پدیده مقدمات یک فرآیند تحقیقاتی را با هدف حاصل کردن یک لایه‌ی اکسیدی مصنوعی جهت افزایش مقاومت در برابر خوردگی و همچنین پایداری خواص آلومینیوم، فراهم کرد.
در سال 1911 میلادی، این تحقیقات منجر به ثبت اختراعی بسیار کارآمد شد؛
آندایزینگ الکترولیتی آلومینیوم در محلول اسید سولفوریک.
در این فرآیند ابتدا سطحی که باید آندایز شود، به منظور از بین بردن روغن‌های رسوب داده شده طی فرآیندهای قبلی، چربی‌زدایی میشود.
سپس با آب فراوان شستشو داده میشود.
پس از آن از محلول اچ استفاده میشود تا اکسید طبیعی موجود بر سطح آلومینیوم حذف گشته و یکنواختی آن افزایش یابد.
گام بعدی نیز شستشو است و به دنبال آن برای از بین بردن بقایای محلول‌های مراحل قبلی، یک مرحله‌ی خنثی‌سازی ترتیب داده میشود.
البته جهت جلوگیری از آلودگی ناشی از انتقال محلول‌های قبلی و بدست آوردن سطحی تمیز، شستشوهای بیشتری لحاظ میشود.
پس از طی این مراحل، سطح برای اکسیداسیون آندی آماده است که با غوطه‌ور شدن قطعه‌ی آلومینیومی در یک محلول الکترولیتی صورت می‌گیرد.
اصطلاح اکسیداسیون آندی به خاطر این است که لایه‌ی اکسیدی، به سادگی و بدون استفاده از رسوب فلزات دیگر، تنها با قرار دادن آلومینیوم بعنوان آند در مخزن الکترولیتی، تشکیل میشود.
عملیات آندایزینگ با عبور جریان مستقیم برق از محلول الکترولیت انجام میشود.
در این شرایط در محلول الکترولیت، یونهای H مثبت به سمت کاتد و یونهای OH منفی به سمت آند حرکت می‌کنند.
پس از گذشت چند ثانیه از عبور جریان برق از داخل الکترولیت، بر سطح آند اکسیژن ایجاد میشود که با آلومینیوم واکنش داده و لایه‌ای نازک از اکسید آلومینیوم را در سطح آن تشکیل می‌دهد.
لایه‌ی اول تشکیل شده‌ی اکسید آلومینیوم، به شدت فشرده است و عبور جریان الکتریسیته را در ادامه دشوار می‌کند.
این لایه، لایه‌ی مانع نامیده میشود.
به دلیل استفاده‌ی مداوم از جریان الکتریکی و عملکرد محلول الکترولیت، تعدادی حفره بر روی لایه‌ی مانع ظاهر میشود.
از آنجا که قبل از آنکه لایه‌ی اکسید به حداکثر ضخامت خود برسد، این حفرات روی لایه‌ی مانع تشکیل می‌گردند، عبور جریان الکتریکی به واسطه‌ی وجود این مناطق امکان پذیر میشود.
در ابتدا این حفرات به صورت استوانه‌ای بر سطح لایه‌ی مانع تشکیل می‌شوند.
سپس به دلیل برقراری فاصله‌ی تعادلی میان حفرات، این استوانه‌ها به سلول‌های شش ضلعی تبدیل می‌گردند.
در نهایت یک لایه‌ی چسبنده از اکسید آلومینیوم شکل می‌گیرد که از نظر شیمیایی به پایه فلز پیوند خورده است.
هنگامی که لایه‌ی آندی تشکیل میشود، یک فرآیند شستشوی دیگر نیز اعمال میشود تا آثار باقی‌مانده‌ی احتمالی از محلول آندایز، به طور کامل از منافذ حذف شود.
در این مرحله در صورتی که نیازی به رنگ‌آمیزی سطح فلز نباشد، مستقیماً به سراغ مرحله‌ی آب‌بندی خواهیم رفت.
اما چنانچه بخواهیم رنگ آلومینیوم تغییر کند، با رسوب دادن نمک‌های فلزی و ترکیبات شیمیایی مخصوص در داخل منافذ لایه‌ی آندی، می‌توان تناژهای مختلفی از رنگ را بر سطح آن ایجاد کرد.
پس از این که لایه‌ی آندی ایجاد گشته و روند رنگ‌آمیزی تکمیل شد، منافذ باید آب‌بندی شوند.
به این منظور، اول از همه یک شستشوی دقیق با آب لحاظ میشود.
سپس با آب دیونیزه شده، جهت حذف کامل باقی‌مانده‌های اسیدی از منافذ شستشو داده میشود.
در نهایت ساختار متخلخل لایه‌ی آندی برای بدست آوردن بالاترین سطح مقاومت در برابر خوردگی، به دو روش هیدراته کردن و یا اشباع آب‌بندی میشود تا منافذ پر شوند.
در آب‌بندی هیدراته کردن آلومینیوم آندایز شده که منافذ لایه‌ی آندی آن همچنان باز هستند، درون یک مخزن قرار داده می‌شوند.
با استفاده از آب دیونیزه شده و یا بخار آب، اکسید آلومینیوم شروع به هیدراته شدن و افزایش حجم می‌کند تا نهایتاً منافذ آن به طور کامل بسته شوند.
اما در آب‌بندی به روش اشباع، بستن منافذ سطحی بدین صورت انجام میشود که آلومینیوم آندایز شده در یک مخزن آب دیونیزه‌ی حاوی نمک‌های معدنی غوطه‌ور میشود تا این مواد طی یک واکنش شیمیایی درون منافذ رسوب کنند.
در نتیجه‌ی هر دو روش، یک لایه‌ی آندی تولید میشود که در برابر سایش بسیار مقاوم بوده و قادر به محافظت از آلومینیوم در برابر خوردگی جوی است.
منبع https://www.aluminum-alborz.com/
https://www.aluminum-alborz.com/Portfolio%20/andizing/
