سایش و فرسایش
در ابتدا عده ای شاید با شنیدن واژه سایش و فرسایش یک مفهوم را برای آنها بیان کنند در صورتی که از لحاظ علمی کاملاً متفاوت از یکدیگر است. با ما همراه باشید تا به صورت خلاصه به درک بهتری از این دو عامل مخرب در وسایل منزل برسیم و با راه کار مقابله با آنها آشنا شویم.
سایش و مکانیزم های رایج آن در تخریب
سایش (Wear) به تخریب ماده از یک یا هر دو سطح جامد در تماس با یکدیگر گویند. این مکانیزم مخرب در هنگام حرکت لغزشی (Sliding) یا غلتشی (Rolling) دو سطح بر روی هم صورت می پذیرد. تریبولوژی علمی در مهندسی مواد بوده که به ارزیابی پدیده های مرتبط با اصطکاک و سایش سطوح مهندسی می پردازد. در واقع به درک صحیحی از اندرکنش های سطحی می پردازد تا پیشنهاداتی برای بهبود کارآیی سطوح در شرایط عملی ارائه نماید. در شکل های زیر حرکت غلتشی و لغزشی قطعات را مشاهده می کنید.
سایش مکانیزم های مختلفی دارد اما مرسوم ترین آن مکانیزم سایش خراشان (Abrasive) و چسبان (Adhesive) می باشد.
سایش خراشان
این مکانیزم زمانی اتفاق می افتد که مطابق شکل، یک ماده سخت بر روی سطح یک ماده نرم کشیده می شود. جسم سخت با حرکت در طول آن باعث تشکیل خراش و شیارهایی در سطح جسم می شود.
سایش چسبان
سایش چسبان در زمانی که دو سطح چسبندگی قدرتمندی در نقطه تماس دارند اتفاق می افتد. در این حالت تغییر شکل پلاستیک بزرگی به دلیل وجود تنش برشی و فشاری در سطح تماس رخ می دهد. امکان کنده شدن جرم فقط از ماده نرمتر مطرح نیست بلکه از هر دو ماده نیز ممکن است برداشته شود. برآمدگی یا زبری های سطح تغییر شکل پلاستیک یافته در اثر تنش های موضعی بالا به یکدیگر جوش می خورد. یکی از مشخصه های بارز سایش چسبان انتقال جرم از یک ماده به ماده دیگر است. همانطور که در شکل معلوم است در اثر سایش با مکانیزم چسبان، قسمت هایی از نمونه دچار تغییر شکل پلاستیک و کندگی شده است.
فرسایش
فرسایش به برخورد ذرات جامد یا قطرات کوچک مایع یا گاز روی سطح جامد گفته می شود. در واقع در این مکانیزم تماس لغزشی یا غلتشی مانند سایش وجود ندارد بلکه در اثر تماس و زدن ضربه به جسم دیگر فرسایش رخ می دهد. یکی از بارزترین مثال ها برای مکانیزم فرسایش را می توان روش سندبلاست (ماسه پاشی) یا شات بلاست (گلوله پاشی) نام برد. از این روش برای زدودن زنگ آهن و تمییزکاری قطعات فلزی و آماده سازی آنها برای رنگ آمیزی و… استفاده می شود.
همچنین مثال ملموس دیگر فرسایش کاویتاسیون(Cavitation) است. در محل تماس مایعات با جامدات یا سیستم های هیدرولیکی بعضی اوقات فشار سیستم به حدی پایین می آید که به حد فشار بخار آن سیال می رسد. فشار بخار فشاری است که در آن مایع شروع به جوشیدن کرده و با بخار خود به حالت تعادل می رسد. بنابراین بلافاصله سیالی که در آن قسمت از مایع در جریان است به حالت جوشش درآمده، با تشکیل حباب و ترکیدن آن ضربه ای ایجاد می شود. حال اگر این حباب ها در نزدیکی سطح پره توربین باشد، با ترکیدن سبب تخریب پره توربین می شود.
بالابردن مقاومت به سایش و فرسایش قطعات
خوب حالا به این موضوع پی می بریم که لوازم منزل نیز در معرض این مشکلات هستند و باید روشی برای محافظت آنها پیدا کرد. البته باید گفت در منزل شما بحث سایش مهم تر از فرسایش است. به طور کلی برای محافظت قطعات و بالابردن مقاومت سایشی آنها از دیرباز روش هایی وجود دارد که باعث دلگرمی شما می شود.
روان کننده ها
برای قطعاتی که در تماس یکدیگرند مانند چرخ دنده ها از روان کننده (روغن) استفاده می شود. مانند حرکت پیستون، میل سوپاپ و… در موتور خودرو که برای جلوگیری از اصطکاک از روغن موتور استفاده می شود.
پوشش دهی سطح قطعه
برای سطوح قطعات و لوازم منزل نیز برای جلوگیری از سایش از پوششی استفاده می کنند که موجب بالا بردن مقاومت به سایش آنها می شود.
آبکاری الکتریکی
استفاده از روش آبکاری الکتریکی برای ایجاد پوشش کروم بر روی سطح شیرآلات منزل یکی از این راه کارها می باشد. کروم خاصیت ضد سایش و سختی بالایی دارد که از سطح زیرین خود محافظت می کند. همانطور که قبلا گفته شد به دلیل سرطان زا بودن کروم، در لوازم پخت و پز اجازه استفاده از آن را ندارید. فقط در سطوحی مانند شیرآلات یا لوازم دکوری اجازه استفاده از آن را دارید.
باید اشاره کرد که در شیرآلات، آبکاری به صورت چندلایه (Multilayer) انجام می شود. تنه شیر از جنس برنج (آلیاژ مس و روی) بوده و سپس بر روی آن به ترتیب مس، نیکل و کروم آبکاری می شود.
گروه مهندسی آمیتیس
پوشش دهی تحت خلا (PVD)
در روش جدیدتر از پوشش دهی تحت خلا (PVD) استفاده می شود که آنتی باکتریال بوده و سرطان زا نیست. بنابراین علاوه بر شیرآلات در وسایل پخت و پز، قاشق و چنگال و… نیز استفاده می شود. مقیاس اتمی پوشش نیز نانومتر بوده در صورتی که آبکاری الکتریکی در مقیاس میکرومتر است. بنابراین سختی پوشش بالاتری دارد و خواص ضد سایش مطلوب تری را ارائه می کند.
آبکاری الکتروفورتیک
در آبکاری الکتروفورتیک (الکترولاک) پوشش با استفاده از آبکاری الکتریکی انجام می شود. فقط به جای استفاده از ذرات فلز (مانند آبکاری کروم ، نیکل و…) از ذرات لاک (رنگ) استفاده می شود. بعد از باردار کردن آنها بر روی سطح مورد نظر می نشینند. این روش با تنوع رنگ بالا در لوسترسازی، آباژور، دستگیره کابینت و حتی شیرآلات نیز استفاده می شود و در واقع مرزی بین آبکاری فلزی و رنگ آمیزی می باشد.
آبکاری پلاستیک
روش دیگر آبکاری پلاستیک بوده که بر روی قطعات ABS، آبکاری الکترولس انجام می شود. آبکاری الکترولس یعنی بدون جریان برق در ابتدا با استفاده از واکنش شیمیایی قطعه را با پوشش پالادیوم رسانا می کنند. سپس پوشش های به ترتیب مس، نیکل و کروم را بر روی قطعات پلاستیکی برای حفاظت آنها و جنبه تزیینی می پوشانند. معمولا از این روش در آبکاری آرم و جلوپنجره خودرو استفاده می شود.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید!