FCSE | מחקר בחזית: ציפוי נגד קורוזיה בעל ״שיקום עצמי״ המונע באור השמש

מועד הפרסום:

2025-06-07

חומרים מתכתיים החשופים ישירות לאוויר, למים או לתווכים קורוזיביים אחרים ניזוקים בקלות עקב תהליכים פיזיקליים וכימיים שונים, וגורמים לבזבוז משאבים עצום ולבעיות סביבתיות. הנחת ציפוי מגן על פניהם יכולה להפריד בין תשתית המתכת לתווך הסביבתי המקיף אותה, וכך להאט ביעילות את התרחשות הקורוזיה.

חומרים מתכתיים החשופים ישירות לאוויר, למים או לתווכים קורוזיביים אחרים ניזוקים בקלות עקב תהליכים פיזיקליים וכימיים שונים, וגורמים לבזבוז משאבים עצום ולבעיות סביבתיות. הנחת ציפוי מגן על פניהם יכולה להפריד בין תשתית המתכת לתווך הסביבתי המקיף אותה, וכך להאט ביעילות את התרחשות הקורוזיה. צפיפות הציפוי ועמידותו בקורוזיה הן שני גורמי מפתח הקובעים את תוצאת ההגנה הסופית. בהשוואה לציפויים אי־אורגניים כגון אמייל וקרמיקה, ציפויים אורגניים מצויים בשימוש נרחב בזכות מגוון מקורות רחב, עמידות טובה בקורוזיה וקלות רבה יותר ביצירת שכבת כיסוי צפופה על פני המתכת. אולם עובדה שאי אפשר להתעלם ממנה היא שבסביבות טבעיות שונות נוצרים בקלות מיקרו־סדקים על פני ציפויים אורגניים, המאפשרים חדירת מים ותווכים קורוזיביים אחרים וגורמים לאובדן פעולת ההגנה.

כדי לפתור בעיה זו, צוותי המחקר של לין ג׳יפנג ולי וייחואה מאוניברסיטת סון יאט־סן הכינו ציפוי שרף אפוקסי המכיל חלקיקי Fe3O4 ננומטריים וטטרדקנול (בעובי של כ־200 μm). הוא מציג יכולת טובה לשיקום עצמי באור השמש ויכול להגן על פלדת הפחמן שמתחתיו מפני קורוזיה.

ציפוי בעל שיקום עצמי (SHC) הוא סוג חדש של ציפוי, שרק 20 שנים חלפו מאז דווח עליו לראשונה. הוא יכול לשקם את המיקרו־סדקים או הנזקים שלו וליצור מחסום פיזי, ובכך להאריך ביעילות את חיי השירות הצפויים. אף שכבר התגלו כמה שיטות שונות להכנת ציפויים בעלי שיקום עצמי, ובהן הוספת חומרי שיקום/מעכבי קורוזיה חיצוניים, קישור דינמי בשרף הפולימרי עצמו ושימוש בחומרים תרמופלסטיים/בעלי זיכרון צורה, לרוב נדרשים קרינה על־סגולה או תנאי טמפרטורה גבוהה כדי לעורר את התגובות הכימיות הרלוונטיות. לכן יש צורך דחוף לפתח ציפויים המסוגלים לשיקום עצמי בתנאים מתונים.

החוקרים גילו שבהשפעה הפוטותרמית של חלקיקי Fe3O4 הננומטריים, הציפוי בעל השיקום העצמי שהוכן יכול להתחמם ל־70 °C בתוך 200 s בלבד בתאורה מדומה. די בכך כדי להתיך טטרדקנול ולאפשר לו לזרום ולמלא פגמים בפני השטח; בתוך 3 דקות שוקמו במהירות נקבים ושריטות על פני הציפוי. ניתן לווסת את יכולת ההרטבה של הציפוי באמצעות יחס הוספת הטטרדקנול, וקבוצות ההידרוקסיל הרבות שעל פניו הופכות את פני הציפוי להידרופיליים יותר. הם אימתו עוד את השפעת השיקום העצמי של הציפוי בתאורת חוץ אמיתית, והתוצאות הראו שניתן לשקם בהצלחה שריטות על פניו בתוך 93 s. לפני השיקום ואחריו יעילות ההגנה מקורוזיה של הציפוי החדש נשמרת מעל 99%, והוא יכול למנוע ביעילות חדירת O2, H2O ו־Cl–. גם לאחר טבילה בתמיסת NaCl בריכוז 3.5 wt% במשך 168 שעות הוא עדיין מציג יציבות ותכונות הגנה טובות.

חומר ציפוי חדש זה נגד קורוזיה, בעל ״שיקום עצמי״ המונע באור השמש, פשוט להכנה, אינו דורש תנאים מלאכותיים נוספים ובעל יכולת מניעת חדירה וקורוזיה המשתווה לזו של ציפויים מסחריים. הוא צפוי לאפשר ייצור בהיקף גדול ויישום בתחומי הגנה הנדסיים שונים.

העמוד הקודם

ריתוך בחיכוך וערבול: ריתוך בעלות נמוכה של לוחות פלדה וחומרים אחרים בעלי נקודת התכה גבוהה

שיטות וטכניקות לשיקום משטחי מתכת במכונות וציוד

העמוד הבא

העמוד הקודם:

ריתוך בחיכוך וערבול: ריתוך בעלות נמוכה של לוחות פלדה וחומרים אחרים בעלי נקודת התכה גבוהה

העמוד הבא:

שיטות וטכניקות לשיקום משטחי מתכת במכונות וציוד

חדשות קשורות

היכרות עם מוצרי עיבוד שבבי בשנת 2026: פתרונות מקצועיים של ווהאן קאימינג היי־טק לשיקום משטחי מתכת של ציוד מכני

2026-08-15

הסבר מפורט על עקרונות העיבוד השבבי 2026: ידע מקצועי מעשי לשיקום משטחי מתכת של ציוד מכני

2026-07-31

שאלות נפוצות בעיבוד שבבי בשנת 2026: מדריך מעשי לטיפול בתקלות תהליך ולאופטימיזציה יעילה

2026-07-16

דגשים לכל שלבי העיבוד השבבי בשנת 2026: מדריך מעשי להפחתת עלויות, לשיפור איכות ולמניעת תקלות

2026-07-01

סקירת יישומי עיבוד שבבי בכל הענפים 2026: מדריך להפחתת עלויות ולייעול באמצעות שיקום משטחי מתכת

2026-06-16

חדשות ועדכונים אחרונים בענף העיבוד השבבי בשנת 2026: ניתוח מלא לשדרוג טכנולוגי, הפחתת עלויות ושיפור היעילות במפעלי ייצור

2026-06-01

שיתוף ב־

חזרה לרשימה