Tip:
Highlight text to annotate it
X
Ανοδίωση Αλουμινίου Το Μυστικό των Ανθεκτικών Laptop & iPod της Apple Μηχανικός Σειρά #4
Λατρεύω το σχεδιασμό \"ενιαίου πλαισίου\" που χρησιμοποιεί η Apple στα laptop της.
Είναι φτιαγμένα από αλουμίνιο ή τιτάνιο που έχει υποστεί επεξεργασία
ώστε να έχει γυαλισμένη και λεία μορφή αλλά και ανθεκτική επιφάνεια.
Μια παρόμοια επεξεργασία χρησιμοποιούν και στα iPod.
Οι χρωματιστές αλουμινένιες θήκες μοιάζουν βαμμένες, αλλά στην πραγματικότητα η επιφάνεια είναι ένα στρώμα
από οξείδιο του αλουμινίου που έχει δημιουργηθεί στο αλουμίνιο και το οποίο εσωκλείνει βαφή.
Αυτό που είναι παράξενο είναι πως αυτά τα στρώματα προέρχονται από
προσεκτικά ελεγχόμενη διάβρωση, με άλλα λόγια, σκουριά.
Κάθε κομμάτι αλουμινίου αναπτύσσει μία αεροστεγής επικάλυψη οξειδίου στην επιφάνειά του
σχεδόν αμέσως μόλις εκτεθεί στον αέρα.
Αν και θεωρούμε τη διάβρωση ως μια καταστροφική δύναμη,
εάν χρησιμοποιηθεί δημιουργικά από τους μηχανικούς μπορεί να είναι ιδιαίτερα χρήσιμη,
όπως φαίνεται στα προϊόντα της Apple.
Για να δημιουργηθεί η επικάλυψη που χρησιμοποιείται σε αυτά τα προϊόντα,
οι μηχανικοί ενισχύουν τη δημιουργία του στρώματος οξειδίου ηλεκτροχημικά.
Θα σας δείξω πως χρησιμοποιώντας ένα κομμάτι τιτάνιο.
Έχω τοποθετήσει μία λωρίδα τιτάνιο σε αυτό το διάλειμμα
και την έχω συνδέσει σε ένα τροφοδοτικό.
Μην το επιχειρήσετε στο σπίτι: Μπορεί να είναι θανατηφόρο.
Δείτε τι συμβαίνει όταν εφαρμόζω τάση.
Βλέπουμε φυσαλίδες να βγαίνουν από τα ηλεκτρόδια.
Όσο αυξάνω την τάση το χρώμα του τιτανίου αλλάζει.
Αυτή η διαδικασία ονομάζεται ανοδίωση. Να τι συμβαίνει.
Δημιουργώ ένα στρώμα διοξειδίου του τιτανίου.
Ήδη υπάρχει ένα πολύ λεπτό στρώμα που έχει σχηματισθεί φυσικά,
αλλά καθώς αυξάνω το πάχος του βλέπετε το χρώμα να αλλάζει.
Εάν δούμε τη λωρίδα από το πλάι
και αυξήσουμε τη κλίμακα
βλέπουμε πως κάθε χρώμα αντιστοιχεί
σε διαφορετικού βάθους στρώμα οξειδίου.
Το χρώμα προέρχεται από την αλληλεπίδραση των ακτίνων του φωτός
που ανακλώνται από την επιφάνεια του τιτανίου στο βάθος
του διάφανου στρώματος οξειδίου και από αυτές που ανακλώνται από την επιφάνεια του στρώματος του οξειδίου.
Το πάχος του στρώματος καθορίζει πως θα αλληλεπιδράσουν αυτές οι ακτίνες.
Για κάθε διαφορετικό πάχος του στρώματος οξειδίου δύο κύματα συγκεκριμένου χρώματος
θα είναι κατά ακριβώς μισό μήκος κύματος εκτός φάσης και
έτσι όταν θα ανασυσταθούν στην επιφάνεια θα ακυρώσουν το ένα το άλλο.
Το χρώμα που παρατηρείται, εάν η πηγή φωτός είναι λευκή,
θα είναι το συμπληρωματικό αυτού του χρώματος (στμ το συμπληρωματικό του χρώματος των κυμάτων που ανακλάστηκαν)
Αν και το τιτάνιο είναι συναρπαστικό, η ανοδίωση είναι πιο σημαντική για το αλουμίνιο,
επειδή η επίστρωση μπορεί να γίνει πιο παχιά, πιο εύρωστη και προστατευτική.
Για να αποκτήσουμε τα ζωντανά χρώματα, βάφουμε το αλουμίνιο
και σφραγίζουμε την επιφάνεια με το χρώμα μέσα της.
Η ανοδίωση του αλουμινίου ξεκινά σαν αυτή του τιτανίου.
Χρησιμοποιώντας το αλουμίνιο ως θετικό ηλεκτρόδιο, οι μηχανικοί πρώτα περνούν
αρκετό ρεύμα ώστε να δημιουργηθεί ένα λεπτό στρώμα σαν φράγμα
παρόμοιο με αυτό που δημιουργείται φυσιολογικά.
Έπειτα, καθώς η ανοδίωση συνεχίζεται, το ρεύμα ωθεί αυτό το
φράγμα βαθύτερα στο αλουμίνιο μετατρέποντας
την επιφάνεια του αλουμινίου σε ένα πολύ πορώδες στρώμα οξειδίου.
Δεν πρόκειται για ένα στρώμα που έχει τοποθετηθεί πάνω στο αλουμίνιο, αντίθετα η αντίδραση
έχει καταναλώσει και έχει μετατρέψει το ίδιο το αλουμίνιο. Αυτός είναι ένα από του λόγους που
(στμ η ανοδίωση) είναι τόσο αποτελεσματική στο να αποτρέπει τη διάβρωση.
Οι πόροι σε αυτό το στρώμα δίνουν στο αλουμίνιο ένα μοναδικό χαρακτηριστικό
σημαντικό για μια καταναλωτική συσκευή
Τη δυνατότητα να χρωματιστεί.
Οι πόροι που δημιουργήθηκαν στην επιφάνεια έχουν μορφή κυψέλης.
Μέσα σε αυτά τα στρώματα μπορεί να τοποθετηθεί βαφή οποιουδήποτε χρώματος.
Μόλις οι πόροι γεμίσουν, οι μηχανικοί σφραγίζουν το στρώμα
βράζοντας το αλουμίνιο σε καυτό νερό.
Αυτή η διαδικασία κλείνει τους πόρους, κρατώντας το χρώμα μέσα τους για πάντα,
δεν είναι εφικτό να φύγει με τριβή χωρίς να αφαιρεθεί το αλουμίνιο.
Η σκληρότητα προέρχεται από το γεγονός ότι το οξείδιο είναι δομικά
παρόμοιο με τους σκληρούς πολύτιμους λίθους.
Το ζαφείρι είναι οξείδιο του αλουμινίου
το οποίο περιέχει ίχνη σιδήρου και τιτανίου τα οποία του δίνουν μπλε χρώμα
είναι επίσης η βάση του ρουμπινιού, με την ίδια κρυσταλλική δομή
με χρώμιο το οποίο απορροφά το κίτρινο και το πράσινο χρώμα.
Και τα δύο υλικά είναι πολύ σκληρά: εννέα βαθμούς στη κλίμακα Mohs.
Σε ένα τυπικό iPod χρησιμοποιείται μόνο \"μαλακή\" ανοδίωση ώστε
το στρώμα να μην είναι τόσο σκληρό, αλλά πιο ανθεκτικό από τη βαφή.
Λατρεύω την ανοδίωση.
Το φυσικό φαινόμενο της διάβρωσης χρησιμοποιείται στα καθημερινά αντικείμενα.
Είμαι ο Μπιλ Χάμμακ, ο μηχανικός.
Αυτό το βίντεο βασίζεται σε ένα κεφάλαιο
από το βιβλίο Οκτώ Εκπληκτικές Ιστορίες Μηχανικής.
Το κεφάλαιο έχει περισσότερες πληροφορίες για αυτό το θέμα.