पहले परिभाषा: माइक्रो-आर्क ऑक्सीकरण क्या है और एनोडाइज़िंग से इसकी सीमा कहाँ है
माइक्रो-आर्क ऑक्सीकरण (Micro-Arc Oxidation, संक्षेप में MAO; अंतर्राष्ट्रीय साहित्य में Plasma Electrolytic Oxidation अर्थात् PEO कहा जाता है, तथा प्रारंभिक काल में एनोड स्पार्क डिपोज़िशन ANOF कही जाती थी) एक पृष्ठ-उपचार तकनीक है जिसमें एल्युमिनियम, मैग्नीशियम, टाइटेनियम, नियोबियम या टैंटलम जैसी वैल्व धातु (valve metal) के कार्य को दुर्बल क्षारीय विद्युत अपघट्य में एनोड बनाकर डुबोया जाता है और कार्य वोल्टेज को ऑक्साइड फिल्म के परावैद्युत भेदन (dielectric breakdown) की देहली से ऊपर ले जाया जाता है (सामान्यतः 200–600 V)। इन-साइट उत्पन्न होने वाले सूक्ष्म-क्षेत्रीय प्लाज़्मा विसर्जन के भीतर तात्कालिक ताप 2000 ℃ के कोटि तक पहुँचता है, जिससे आधार धातु पिघलती है और ऑक्सीजन से मिलती है; उसके बाद विद्युत अपघट्य उस पिघल को झटके से ठंडा कर सिटर देता है। परिणामस्वरूप कार्य की सतह पर उसी स्थान पर उगने वाली एक रूपांतरण फिल्म बनती है, जिसमें उच्च-ताप सिरेमिक प्रावस्थाएँ अर्थात् एल्युमिना, मैग्नीशियम सिलिकेट और मैग्नीशिया मुख्य होती हैं। सामान्य एनोडाइज़िंग से इसका भेद उपकरण के रूप में नहीं, बल्कि इस बात में है कि सूक्ष्म-क्षेत्रीय प्लाज़्मा विसर्जन होता है या नहीं: सल्फ्यूरिक एसिड एनोडाइज़िंग 12–60 V के विद्युतरसायनिक विलयन–निक्षेप संतुलन वाले क्षेत्र में काम करती है और उसकी फिल्म अस्फटिकीय एवं γ प्रावस्थाओं पर आधारित रहती है; भेदन बिंदु के पार जाने के बाद MAO फिल्म में α-Al₂O₃ (कॉरंडम) जैसी प्रावस्थाएँ दिखती हैं, जो केवल उच्च ताप पर बनती हैं, और कठोरता तथा घर्षण-रोध में कोटि-परिवर्तन हो जाता है।
इस लेख के मुख्य आँकड़े एक नज़र में
- कार्य वोल्टेज: 200–600 V (मैग्नीशियम मिश्र धातु में यही प्रचलित); सामान्य DC एनोडाइज़िंग में 12–60 V।
- फिल्म की मोटाई: मैग्नीशियम मिश्र में 20–100 μm, एल्युमिनियम के अभियांत्रिकी प्रयोग में सामान्यतः 30–80 μm; साहित्य में ऊपरी सीमा 200–230 μm तक दर्ज है।
- सूक्ष्म-कठोरता: 500–1500 HV सामान्य परिसर; अनुकूलित प्रक्रिया में 2134 HV (120 मिनट) तथा शिखर 4300 HV (ja=15 A/dm², jc/ja=0.7) रिपोर्ट किया गया है।
- तटस्थ लवण-कोहरा सहन: MAO में 500–1000 घंटे; हार्ड एनोडाइज़िंग में लगभग 200 घंटे से ऊपर; मैग्नीशियम की सामान्य एनोडाइज़िंग में 100–200 घंटे; रासायनिक रूपांतरण फिल्म में 24–72 घंटे (GB/T 10125-2021 की विधि के अनुसार)।
- वृद्धि दर: एनोड धारा घनत्व ja से दृढ़ सहसंबद्ध — ja≈3 A/dm² पर मंद वृद्धि, ja>5 A/dm² पर तीव्र वृद्धि; फिल्म बनने का प्रतिमान समय 20–60 मिनट।
- द्वि-स्तरीय संरचना: बाहरी शिथिल परत में γ-Al₂O₃ प्रधान, आंतरिक सघन परत में α-Al₂O₃ प्रधान; सघन परत कुल मोटाई का 20%–80% होती है (ja तथा jc/ja के साथ बदलती है) और अनुकूलित स्थितियों में 66% से ऊपर जा सकती है।
- विद्युत रोधन: इन्सुलेशन प्रतिरोध 100 MΩ से अधिक हो सकता है; विद्युत तथा इलेक्ट्रॉनिक संरचनात्मक भागों में भेदन वोल्टेज चयन के मुख्य मापदंडों में एक है।
- तापीय स्थिरता: दीर्घकालिक सेवा ताप 300 ℃ से ऊपर तक; अधिकांश विद्युत अपघट्य दुर्बल क्षारीय सिलिकेट निकाय होते हैं, जिनमें प्रबल अम्ल, प्रबल क्षार या भारी धातु के सम्मिश्रकारक नहीं होते।
१. फिल्म बनने की क्रियाविधि: भेदन बिंदु के पार जाने के बाद क्या होता है
१.१ चार अवस्थाएँ
माइक्रो-आर्क ऑक्सीकरण की वोल्टेज–धारा वक्र में चार पहचानने योग्य अवस्थाएँ दिखती हैं; प्रत्येक में फिल्म की वृद्धि की विधि भिन्न होती है, और व्यवहार में उपकरण की स्थिति तथा प्रक्रिया-जालकी का निर्णय भी मूलतः इन्हीं चार अवस्थाओं पर आधारित रहता है:
- सामान्य एनोडाइज़िंग अवस्था: वोल्टेज कम होता है, सतह पर पतली एवं सघन अवरोध परत बनती है, और वृद्धि विद्युतरसायनिक ऑक्सीकरण तथा विद्युत अपघट्य में विलय की गतिशील संतुलन के अधीन होती है; इस समय दृश्यमान कोई विसर्जन नहीं होता।
- स्पार्क अवस्था (spark): वोल्टेज भेदन देहली पार करता है, फिल्म के दुर्बल स्थानों पर तात्कालिक भेदन होता है और तेज़ी से चलने वाली मंद चमक वाली चिंगारियाँ दिखती हैं; इसी अवस्था में फिल्म अवरोध परत से सरंध्र परत की ओर बदलने लगती है। यह देहली संकेत है — अर्थात् आगे की फिल्म-संरचना भेदन के अधीन आ चुकी है।
- माइक्रो-आर्क अवस्था (micro-arc): चिंगारियाँ स्थिर तथा अधिक उज्ज्वल माइक्रो-आर्क नलिकाओं में बदल जाती हैं, जो सतह पर घूमती रहती हैं। नलिका के भीतर तात्कालिक उच्च ताप धातु–ऑक्सीजन अभिक्रिया के पिघल को बाहर फेंकता है, जो नलिका-मुँह के चारों ओर झटके से जमकर «थलुआ-आकार» संरचना बना लेता है; प्रत्येक थलुए के केंद्र में एक विसर्जन नलिका होती है। फिल्म का अधिकांश भाग इसी अवस्था में बढ़ता है।
- आर्क-प्रकाश अवस्था (arc): आर्क बिंदु स्थिर हो जाता है, ऊर्जा केंद्रित हो जाती है और घूमना बंद हो जाता है; स्थानीय अत्यधिक ताप से फिल्म जलती, चूर्णित और विदीर्ण होती है — यह वह विफलता-देहली है जिससे बचना अनिवार्य है। प्रक्रिया में तरंग-आकार की सीमा, धारा घनत्व की ऊपरी सीमा, विद्युत अपघट्य परिसंचरण तथा शीतलन इसे घटने से पहले ही रोक लेते हैं।
१.२ प्रावस्था संरचना «एलुमिना» के तीन शब्दों में क्यों नहीं समटती
क्योंकि विसर्जन नलिका के भीतर «तात्कालिक उच्च ताप + विद्युत अपघट्य से झटकेदार शीतलन» की घटना घटती है, फिल्म उच्च-ताप की सुस्थायी (metastable) प्रावस्थाएँ बरकरार रखती है; यह मंद तापीय ऑक्सीकरण से बिल्कुल भिन्न है:
- एल्युमिनियम आधार: शिथिल परत में γ-Al₂O₃ तथा अस्फटिकीय प्रावस्था प्रधान, सघन परत में α-Al₂O₃ (कॉरंडम) प्रधान; सिलिकेट अपघट्य में मलाइट (3Al₂O₃·2SiO₂) भी बनता है — एल्युमिनियम आधार धातु से आता है, जबकि सिलिकॉन तथा मिलन तत्व विद्युत अपघट्य से मिलते हैं।
- मैग्नीशियम आधार: मुख्य प्रावस्थाएँ MgO (परिक्लेज़), Mg₂SiO₄ (फॉर्स्टेराइट) और MgAl₂O₄ (स्पिनेल) हैं, जो अपघट्य निकाय पर निर्भर करती हैं — सिलिकेट निकाय फॉर्स्टेराइट की ओर, एल्युमिनेट निकाय स्पिनेल की ओर झुकाव देता है।
- टाइटेनियम आधार: TiO₂ की एनाटेज़ तथा रूटाइल दोनों प्रावस्थाएँ प्रधान रहती हैं।
- धारा घनत्व के प्रावस्था-नियमन की एक दिशा होती है: पल्स्ड DC स्थितियों में j के निम्न मान पर फिल्म में α-Al₂O₃ का अंश स्पष्ट बढ़ता है; j के लगभग 10 A/dm² से ऊपर जाने पर फिल्म γ-Al₂O₃ प्रधान हो जाती है — अर्थात् «उच्च धारा से मोटाई, निम्न धारा से कॉरंडम» वाला चुनाव कठोरता के लक्ष्य के साथ मिलाकर किया जाए।
२. प्रक्रिया मापदंडों की जालकी: धारा घनत्व, अनुपात और तरंग-आकार
माइक्रो-आर्क ऑक्सीकरण कोई अकेला «वोल्टेज–समय» नुस्खा नहीं, बल्कि विद्युत, रासायनिक और तापीय मापदंडों का युग्मन है। बड़े पैमाने पर स्थिर उत्पादन पर इनके प्रभाव को नियंत्रणीयता के क्रम से नीचे दिया गया है।
२.१ विद्युत मापदंड
- एनोड धारा घनत्व ja: प्रचलित परिसर 0.5–15 A/dm²। ja और jc/ja मिलकर वृद्धि दर, सघन परत का अंश तथा पिटिंग-रोध तय करते हैं; प्रयोगों से एक दृढ़ नियम यह मिला है कि ja=15 A/dm² और jc/ja=0.7 पर उसी श्रृंखला में पिटिंग-रोध और सूक्ष्म-कठोरता अपने उच्चतम स्तर पर होती हैं।
- कैथोड/एनोड धारा घनत्व अनुपात jc/ja: द्वि-दिशीय असममित पल्स का केंद्रीय चर; 20%–80% के दायरे में सघन परत का अंश समायोजित किया जा सकता है। विपरीत अर्ध-चक्र «शीतलन–नियमन» का काम करता है और अतिवृद्धि तथा ऊष्मा-संचय को दबाता है।
- तरंग-आकार और आवृत्ति: पावर फ्रीक्वेंसी, मध्य आवृत्ति, उच्च आवृत्ति पल्स और DC — सबसे फिल्म बन सकती है; आवृत्ति तथा ड्यूटी साइकल प्रति इकाई समय दी गई ऊर्जा और ऊष्मा के विसरण की चाल को बदलते हैं, जिससे सतह की खुरदरापन और सूक्ष्म-दराड़ों की घनत्व प्रभावित होती है। उपकरण चयन में तीन क्षमताओं को प्राथमिकता दें: स्थिर वोल्टेज/स्थिर धारा में अदला-बदली, द्वि-दिशीय असममित पल्स, और यथार्थ समय डेटा-संग्रह।
- गतिशील प्रतिरोध और प्रतिरोधकता: फिल्म की वृद्धि के दौरान अग्र एवं विपरीत दिशा के प्रतिरोध बराबर नहीं रहते (सामान्यतः अग्र बहुत बड़ा); समय के साथ उनका वक्र फिल्म के सघनीभवन को ऑनलाइन दिखा देता है, जो पैमाना-वृद्धि में व्यावहारिक निगरानी राशि है।
- समय: सामान्य जालकी 20–60 मिनट। वृद्धि दर समय के साथ पहले बढ़कर फिर घटती है (लगभग 60 मिनट के बाद कमी), जबकि कठोरता पहले 45 मिनट में तेज़ी से बढ़कर बाद में सपाट हो जाती है — अतः «उपचार समय बढ़ाने» का सीमांत लाभ कठोरता या दर में नहीं, बल्कि मुख्यतः मोटाई और खुरदरापन में दिखता है।
२.२ रासायनिक एवं तापीय मापदंड
| निकाय | मुख्य लवण और सांद्रता परिसर | फिल्म की विशेषताएँ | अभियांत्रिकी झुकाव |
|---|---|---|---|
| सिलिकेट | Na₂SiO₃ 5–20 g/L, साथ में NaOH 2–10 g/L | Mg₂SiO₄ तथा मलाइट युक्त; फिल्म मोटी, रूप समान, प्रक्रिया-सहिष्णुता बड़ी | मैग्नीशियम मिश्र के लिए सार्वत्रिक प्रारंभ, पारिस्थितिक दबाव कम |
| एल्युमिनेट | NaAlO₂ 5–15 g/L | स्पिनेल तथा α-Al₂O₃ के बनने के अनुकूल; कठोरता और सघन परत का अंश अधिक | उच्च कठोरता एवं घर्षण-रोध वाले भाग |
| फॉस्फेट | Na₃PO₄ / Na₂HPO₄ 5–20 g/L | वृद्धि तेज़; फिल्म में फॉस्फेट प्रावस्थाएँ, प्रायः टंग्स्टेट के साथ मिलाकर | जब दर और संक्षारण-रोध दोनों चाहिए |
| टंग्स्टेट युग्मित | Na₂WO₄ 1–5 g/L, सिलिकेट या फॉस्फेट के साथ | सघनता और संक्षारण-रोध सुधरता है, लागत अधिक | जिन परिस्थितियों में संक्षारण मापदंड कठोर हो |
| सॉल/कणिका मिलन | अपघट्य में 3 g/L Cr₂O₃ + 1 g/L ग्राफीन (साहित्य का उदाहरण) | α/γ-Al₂O₃ का अंश बढ़ता है; मोटाई 25.3 μm, कठोरता 763.01 HV तथा माध्य घर्षण गुणांक 0.4781 | ऐसी संशोधन-पद्धति जिसमें घर्षण घटाना और सघनीभवन साथ हों |
- ताप और परिसंचरण: विद्युत अपघट्य को परिसंचारी शीतलन की स्थिति में रखा जाए (अधिकांश उत्पादन रेखाएँ 20–40 ℃ पर अनिवार्य हीट एक्सचेंजर के साथ चलती हैं); टब का ताप अनियंत्रित होना आर्क-प्रकाश और फिल्म के चूर्णित होने का पहला कारण है।
- ज्यामिति और आच्छादन: नुकीले कोणों पर धारा केंद्रित होती है, और गहरी गुहाओं तथा अंध छिद्रों में क्षेत्र रेखाएँ कमज़ोर पड़ जाती हैं, जिससे स्थानीय जलन या फिल्म का न बनना होता है। डिज़ाइन में 0.2–0.5 mm फिलेट रखें और आंतरिक गुहा की आवरण-सीमा पहले से भाँप लें।
- पूर्व-उपचार: वसा-नाशन → धुलाई → (आवश्यकता पर क्षारीय इचिंग/चमक) → धुलाई → सुखाना। डाई-कास्ट भागों में मोल्ड-रिलीज़ एजेंट का अवशेष तथा सिलिकॉन प्रावस्था का पृथक्करण सीधे फिल्म के दागदार होने और सरंध्रता के केंद्रित होने के रूप में दिखता है।
३. फिल्म संरचना और प्रदर्शन-मापदंड: द्वि-स्तरीय, सरंध्रता और खुरदरापन
३.१ द्वि-स्तरीय संरचना और विमीय क्षतिपूर्ति
MAO फिल्म «बाहर से शिथिल, अंदर से सघन» द्वि-स्तरीय संरचना का प्रतिमान है: इंटरफ़ेज़ लगभग कार्य की मूल सतह के पास होता है, शिथिल परत बाहर की ओर और सघन परत अंदर की ओर बढ़ती है। इसके दो अभियांत्रिकी अर्थ हैं:
- विमा में वृद्धि: शिथिल परत को पॉलिश से हटाने के बाद कार्य व्यवहारतः अपने मूल विमाओं पर लौट आता है, अर्थात् बाहर की ओर बढ़ने वाला भाग मुख्यतः शिथिल परत में है; परंतु यदि शिथिल परत को कार्यात्मक परत मानकर असेंबली में गिना जाए तो अति-इंटरफ़ेरेंस बनेगा। डिज़ाइन में वास्तविक कार्यात्मक मोटाई «कुल मोटाई में सघन परत के अंश» से निकाली जाए।
- कठोरता-प्रवणता: सूक्ष्म-कठोरता सतह से अंदर की ओर बढ़ती है, और इंटरफ़ेज़ पार करके मापने पर मान स्पष्ट नीचे आता है। अतः कठोरता के आँकड़े में परीक्षण भार, नमूना-स्थान और यह कि अनुप्रस्थ-काट पॉलिश किया गया था या नहीं, अवश्य लिखा जाए।
३.२ सरंध्रता — MAO को जिस कमज़ोरी को खुलकर स्वीकारना है
विसर्जन नलिकाओं के छोड़े हुए सूक्ष्म-छिद्र (व्यास सामान्यतः उप-माइक्रोमीटर से कुछ μm तक, साथ में सतह पर «थलुआ-आकार» संगलित संरचना तथा सूक्ष्म-दराड़ें) फिल्म में सुसंपर्क सरंध्रता बनाते हैं; स्वतंत्र परीक्षण एजेंसियों की रिपोर्ट में औद्योगिक भागों के लिए सामान्य मान 1% से कम मिलता है (जैसे AZ91, मोटाई 15–20 μm, कठोरता 600–700 HV), जबकि साहित्य में बिना अनुकूलन की गई फिल्मों में सरंध्रता स्पष्ट अधिक होती है। खौलते पानी के परीक्षण में क्षय-वक्र सरंध्रता की वास्तविक कीमत दिखा देता है:
| डुबोने का समय / घंटे | मोटाई / μm | कठोरता / HV | सतह सरंध्रता / % | स्वतः संक्षारण धारा घनत्व / μA·cm⁻² |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 18.5 | 680 | 0.8 | 1.5 |
| 24 | 18.3 | 665 | 1.0 | 2.0 |
| 72 | 17.9 | 650 | 1.5 | 3.5 |
| 168 | 17.2 | 630 | 2.0 | 5.2 |
168 घंटे खौलते पानी के बाद मोटाई में लगभग 7% की कमी, सरंध्रता 0.8% से 2.0% तक और संक्षारण धारा घनत्व लगभग 3.5 गुना तक बढ़ जाती है, फिर भी फिल्म समग्रतः सघन रहती है और उतरती नहीं — यही वक्र कहता है कि MAO की संक्षारण-रोध की ऊपरी सीमा सिरेमिक प्रावस्था के स्वयं पर नहीं, बल्कि इस बात पर निर्भर है कि छिद्र और सूक्ष्म-दराड़ें बंद हैं या नहीं।
३.३ खुरदरापन और रूप
फिल्म की सतह अपेक्षाकृत खुरदरी होती है और रंग हल्के भूरे से गहरे भूरे तथा भूरे-लाल तक केंद्रित रहते हैं; सल्फ्यूरिक एनोडाइज़िंग जैसी स्थिर रंजकता संभव नहीं। इसी से उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के दृश्य भागों पर इसकी सीमा तय होती है, और इसी कारण «जिस आधार पर आगे कोटिंग चढ़नी हो» वहाँ यह लाभदायक बन जाता है: सूक्ष्म एवं नैनो स्तर का खुरदरापन तथा खुले छिद्र कार्बनिक कोटिंग को यांत्रिक लंगर देते हैं।
४. छिद्र-बंदी और उपरांत-उपचार: वह कदम जो परियोजना का परिणाम तय करता है
४.१ प्रचलित सीलिंग पद्धतियाँ
| विधि | आदर्श स्थितियाँ | कार्य-विधि | लाभ | सीमाएँ |
|---|---|---|---|---|
| जल-तापीय / खौलते पानी से सीलिंग | 90–100 ℃ गर्म पानी या भाप, 10–60 मिनट | जलयोजन से बोमाइट-जातीय उत्पाद बनकर छिद्र भरते हैं | कम लागत, भारी धातु-रहित | बड़े व्यास के सुसंपर्क छिद्रों पर प्रभाव सीमित; सूक्ष्म-दराड़ें बढ़ा सकती है |
| सिलेन / फ्लुओरो-सिलेन सॉल से सीलिंग | सिलेन के जल-अपघटन विल में डुबोई या छिड़क, फिर 80–150 ℃ पर क्योर | सॉल छिद्र के भीतर संघनित हो जेल-सा अवरोध बनाता है | साथ में निम्न पृष्ठ-ऊर्जा और जल-विकर्षण भी आ जाता है | ठोस अंश या श्यानता अधिक हो तो सतह पर फिल्म बनाकर आगे के आसंजन को घटा देता है |
| रेज़िन / वार्निश से बंद | एपॉक्सी या पॉलीयुरेथेन की तनु वार्निश में डुबो, सामान्य या निम्न ताप पर क्योर | अल्प श्यान रेज़िन केशिका बल से छिद्रों में खिंचा चला जाता है | संक्षारण-रोध में स्पष्ट सुधार; कोटिंग की मध्य-परत के रूप में भी उपयुक्त | कार्बनिक परत जुड़ती है; उच्च ताप या UV वाली स्थिति में मौसम-सहिष्णुता जाँचें |
| मोम / स्टियरिक अम्ल संशोधन | स्टियरिक अम्ल के अल्कोहल विल में निमज्जन | लंबी शृंखलाएँ छिद्र-भित्ति पर अधिशोषित होकर जल-विकर्षी परत बनाती हैं | मैग्नीशियम पर अल्पकालिक जल-रोध और रूप में तुरंत सुधार | तापीय सीमा है; यह बलि देने वाली बंदी है |
| अंत में लघु पल्स से «स्व-सीलिंग» | फिल्म-निर्माण के अंतिम चरण में ja घटाकर विपरीत अर्ध-चक्र लंबा करना | शिथिल परत को निम्न ऊर्जा पर दोबारा संगलित-सिटर करना | नया कार्य-केंद्र नहीं चाहिए | मापदंड-जालकी तंग; ऑनलाइन प्रतिरोध/वोल्टेज वक्र की आवश्यकता |
४.२ सीलिंग की गुणवत्ता कैसे परखें
- एडमिट्यान्स विधि / सोडियम सल्फाइट विधि (GB/T 8753.1 तथा ISO 2143 के सिद्धांत के अनुरूप): सीलिंग की मात्रा को संख्यात्मक बनाती है; आगम-निरीक्षण और बैच-नियंत्रण के लिए उपयुक्त।
- रंग-दाग विधि: क्षारीय रंजक अधिशोषित करके पोंछा जाता है; बचा हुआ रंग खुले छिद्रों की घनत्व दिखाता है — तेज़ पर अर्ध-मात्रात्मक।
- विद्युतरसायनिक पुनः-मापन: सीलिंग से पहले और बाद में स्वतः संक्षारण धारा घनत्व की कमी वह मापदंड है जो ग्राहक के साथ सबसे अधिक मिलाया जा सकता है; साहित्य में अनुकूलित संयुक्त उपचार AZ31 की संक्षारण धारा को कई दशमलव कोटि तक गिरा सकता है।
- खौलते पानी और लवण-कोहरे का संयोजन: केवल 24 घंटे का लवण-कोहरा जल-तापीय स्थितियों को चूक जाता है; गर्म पानी, भाप या संघनन वाले भागों पर 72 घंटे तथा 168 घंटे के खौलते-पानी बिंदु अवश्य जोड़ें।
५. MAO और कार्बनिक कोटिंग की संगति की सीमाएँ (duplex निकाय)
MAO को «अंतिम टॉपकोट» समझना परियोजनाओं के विफल होने का सबसे आम कारण है; संक्षारण-रोधी निकाय में इसकी सही जगह अजैविक रूपांतरण आधार-परत की है।
५.१ तीन संभव संयोजन
- MAO + सीलिंग + टॉपकोट: पहले सॉल या तनु रेज़िन से सुसंपर्क छिद्र बंद करें, फिर पॉलीयुरेथेन/एपॉक्सी का टॉपकोट मौसम-रोध, रंग और सरलता का बोझ उठाए। मैग्नीशियम के हाउज़िंग/बाडी भागों में यही सबसे अधिक प्रयुक्त संयोजन है, क्योंकि यह सरंध्र अजैविक परत पर सीधे टॉपकोट चढ़ाने से बनने वाले पिन्होल और चमक-ह्रास को रोकता है।
- रासायनिक रूपांतरण फिल्म + कोटिंग (MAO के बिना): जब आवश्यकता केवल «पेंट के आसंजन में वृद्धि और कार्य-क्रमों के बीच सुरक्षा» हो, तो 1–5 μm की फॉस्फेट/मैंगनीज़ रूपांतरण फिल्म कम खर्चीली पड़ती है और उच्च-वोल्टेज उपकरण एवं ऊर्जा के निवेश से बचा लेती है।
- MAO + पाउडर कोटिंग: मोटी आवरण और बड़ी लय की आवश्यकता में संभव, परंतु पाउडर की क्योरिंग ताप (प्रचलित 180–200 ℃) को फिल्म की जल-तापीय स्थिरता और फिल्म में शेष विद्युत अपघट्य आयनों के बहिर्गमन के साथ परखना अनिवार्य है।
५.२ संगति तय करते समय ये चार मापदंड पहले तय करें
- सतह खुरदरापन का लक्ष्य: MAO Ra का मान बढ़ा देती है; जब टॉपकोट पर नारंगी-खाल (orange peel) तथा सरलता की शर्त हो, तो «कोटिंग का लंगर» और «टॉपकोट का रूप» के बीच मापने-योग्य Ra की ऊपरी सीमा तय करें।
- विमीय क्षतिपूर्ति: फिटिंग विमाएँ और थ्रेड का मध्य व्यास कुल मोटाई तथा सघन परत के अंश से निकालें, ड्रॉइंग पर लिखी नाममात्र मोटाई से नहीं।
- सीलिंग के बाद पुनः-कोटिंग की जालकी: सिलेन/सॉल सीलिंग के बाद पुनः-कोटिंग का अनुकूल समय-जालकी होता है; अत्यधिक सूखा या अत्यधिक गीला होने पर पुल-ऑफ आसंजन गिर जाता है।
- निरीक्षण का आधार: आसंजन, लवण-कोहरा और खौलता पानी — तीनों के लिए अनुबंध में मानक संख्या तथा स्वीकृति-स्तर लिखा जाए, ताकि केवल रूप को स्वीकृति का आधार न बनाया जाए।
५.३ कब MAO न चुनें
इन परिस्थितियों में यह प्रायः घाटे में रहती है: जब रंग और उच्च दृश्य-स्तर ही मुख्य माँग हो (फिल्म भूरी, खुरदरी और स्थिर रंजन कठिन); पतली दीवार वाले भाग जहाँ अवशेष प्रतिबल और सूक्ष्म-दराड़ का जोखिम हो; जब प्रति-भाग लय कुछ मिनट से कम माँगी जाए; या बजट उच्च-वोल्टेज पावर सप्लाई और शीतलन निकाय तक न पहुँचे (मूलभूत निवेश सामान्य पूर्व-उपचार से कई गुना तक हो सकता है)। ऐसे में हार्ड एनोडाइज़िंग, बंद रूपांतरण फिल्म के साथ कोटिंग, या सम्पूर्ण स्प्रे-कोटिंग अधिक उचित होती है।
६. चयन की तुलना
| तकनीक | आदर्श मोटाई / μm | कठोरता | तटस्थ लवण-कोहरा / घंटे | मुख्य सीमा |
|---|---|---|---|---|
| रासायनिक रूपांतरण फिल्म (मैग्नीशियम) | 1–5 | 50–100 HV | 24–72 | घर्षण सहन नहीं; केवल आधार-परत और कार्य-क्रमों के बीच सुरक्षा |
| मैग्नीशियम की सामान्य एनोडाइज़िंग | 5–20 | 200–300 HV | 100–200 | सघनता और जल-तापीय रोध सीमित; रंजन संभव |
| हार्ड एनोडाइज़िंग (एल्युमिनियम, Type III) | 25–80 | 400–600 HV | 200 से ऊपर | निम्न-ताप सल्फ्यूरिक निकाय, विमा में स्पष्ट वृद्धि, रंग के कम विकल्प |
| MAO / PEO | 20–100 (ऊपरी सीमा 200–230) | 500–1500 HV (इससे अधिक भी संभव) | 500–1000 | सुसंपर्क सरंध्रता और सूक्ष्म-दराड़ों के लिए सीलिंग अनिवार्य; सतह खुरदरी और स्थिर रंजन असंभव; ऊर्जा एवं मूलभूत निवेश अधिक |
| कार्बनिक कोटिंग निकाय (एपॉक्सी आधार + पॉलीयुरेथेन टॉप) | 60–200 (शुष्क कुल मोटाई) | पेंसिल कठोरता स्तर (HV कोटि में नहीं) | निकाय के अनुसार 1000 से ऊपर | सिरेमिक फिल्म से कठोरता और घर्षण-रोध नीचे; लागू करने के तरीके और निकाय-डिज़ाइन पर अधिक निर्भरता |
७. मानक और परीक्षण विधियाँ
| मानक संख्या | नाम / आवरण | इस निकाय में प्रयोग |
|---|---|---|
| GB/T 39233-2020 | धातु तथा अन्य अजैविक लेप — मैग्नीशियम मिश्र धातु की माइक्रो-आर्क ऑक्सीकरण फिल्म | चीन में मैग्नीशियम MAO फिल्म का उत्पाद एवं पद्धति मानक; मोटाई, कठोरता, संक्षारण-रोध और रोधन के मापदंड तय करता है |
| T/TMAC 219-2025 | मैग्नीशियम मिश्र धातु पृष्ठ-उपचार तकनीकी विनिर्देश (11 अगस्त 2025 को जारी एवं प्रवर्तन में) | रासायनिक निष्क्रियन, MAO, इलेक्ट्रो/केमिकल प्लेटिंग तथा कोटिंग के तकनीकी अपेक्षाएँ, प्रक्रिया-प्रवाह, गुणवत्ता-निरीक्षण, सुरक्षा और पर्यावरण |
| GB/T 38216.2-2019 | मैग्नीशियम एवं उसके मिश्रों का पृष्ठ-उपचार — भाग 2: एनोडिक ऑक्सीकरण फिल्म | पड़ोसी प्रक्रिया (भेदन-रहित क्षेत्र) की शर्तें परिभाषित करता है; तुलना एवं चयन के लिए |
| GB/T 10125-2021 | कृत्रिम वातावरण में संक्षारण परीक्षण — लवण-स्प्रे परीक्षण | तटस्थ लवण-कोहरा (NSS) का निर्णय-आधार; अनुबंध में लिखे घंटे इसी विधि से जुड़े हों |
| GB/T 4340.1 | धातुओं का विकर्स कठोरता परीक्षण | सूक्ष्म-कठोरता मापन एवं रिपोर्ट का नियम; फिल्म की कठोरता में भार और नमूना-विधि अवश्य लिखें |
| GB/T 5210 / GB/T 9286 | पुल-ऑफ आसंजन / क्रॉस-कट विधि | सीलित परत और उसके बाद की कार्बनिक कोटिंग के आसंजन की संख्यात्मक स्वीकृति |
| ISO 2143 / GB/T 8753.1 (पद्धति-संदर्भ के रूप में) | एनोडाइज़िंग की सीलिंग गुणवत्ता का निर्धारण | सीलिंग-मात्रा की एडमिट्यान्स और सोडियम सल्फाइट विधियाँ; MAO के बैच-नियंत्रण पर हस्तांतरणीय |
यह ध्यान रखने योग्य है कि अभी के प्रकाशित मानकों में सीलिंग की गुणवत्ता और खौलते पानी से रोध दोनों पर प्रावस्थाएँ कमज़ोर हैं, और यही दो बातें नम-उष्ण तथा गर्म पानी वाली स्थितियों में मैग्नीशियम भागों की वास्तविक आयु तय करती हैं। तकनीकी अनुबंध में 72 घंटे तथा 168 घंटे खौलते पानी के बाद कठोरता, सरंध्रता और संक्षारण धारा घनत्व में परिवर्तन के बिंदु जोड़ें, और आपूर्तिकर्ता से उसी बैच के मूल वक्र माँगें।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
प्र1: MAO और हार्ड एनोडाइज़िंग में किन आधारों पर चुनूँ?
तीन बातें देखें: आधार धातु, विफलता का स्वरूप, और उपरांत कार्य-क्रम। एल्युमिनियम के भाग जहाँ मुख्य शर्त अपघर्षक घर्षण और विमा-स्थिरता हो तथा रंग के विकल्प भी चाहिए, वहाँ हार्ड एनोडाइज़िंग उपयुक्त; मैग्नीशियम या टाइटेनियम के भाग जहाँ संक्षारण और घर्षण दोनों एक साथ रोकने हों, या विद्युत रोधन तथा तापीय सहन (300 ℃ से ऊपर) चाहिए, वहाँ MAO चुनें। यदि भाग पर आगे टॉपकोट चढ़ना है तो द्वि-स्तरीय खुरदरी संरचना आसंजन के अनुकूल है, पर पहले सीलिंग शर्त है।
प्र2: क्या MAO में कठोरता जितनी अधिक उतनी अच्छी?
नहीं। कठोरता α-Al₂O₃ के अंश, सघन परत के अनुपात और मापन-भार का संयुक्त परिणाम है; शिथिल परत हटाने के बाद नापी गई «आभासी कठोरता» कार्यात्मक परत का प्रतिनिधित्व नहीं करती। उच्च ja से मिली कठोरता प्रायः खुरदरापन और सूक्ष्म-दराड़ों की कीमत पर आती है; ja घटाकर jc/ja बढ़ाने पर दर का बलिदान देकर सघन परत का अंश जीता जाता है। स्वीकृति का लंगर «प्रति इकाई मोटाई में सघन परत का अंश तथा घर्षण/संक्षारण का वास्तविक परीक्षण» होना चाहिए।
प्र3: बिना सीलिंग के लवण-कोहरा परीक्षण पास क्यों हो जाता है?
क्योंकि लवण-कोहरा मुख्यतः क्लोराइड आयन के सामने अल्पकालिक अवरोध को परखता है, और फिल्म का अपना निष्क्रियन तथा छिद्र-मुँह पर पुनः-निक्षेप कुछ सौ घंटे निकाल लेते हैं; परंतु खौलता पानी, संघनन और उष्ण-आर्द्र चक्र सुसंपर्क छिद्रों से पानी को आधार तक पहुँचा देते हैं, और क्षय अंदर से बाहर की ओर होता है — ऊपर की तालिका में 168 घंटे बाद धारा घनत्व का लगभग 3.5 गुना होना यही लक्षण है। जिन भागों पर संघनन, भाप या बाह्य ओस का जोखिम हो, वहाँ खौलते-पानी मापदंड से सीलिंग की पुनः-जाँच अनिवार्य है।
प्र4: क्या MAO का टब-विल पर्यावरण के अनुकूल है?
अधिकांश निकाय दुर्बल क्षारीय सिलिकेट/एल्युमिनेट/फॉस्फेट होते हैं; उनमें प्रबल अम्ल या क्षार नहीं, षट्-संयोजी क्रोमियम नहीं, और भारी धातु के सम्मिश्रकारक भी प्रयुक्त नहीं होते। पारिस्थितिक दबाव की दृष्टि से क्रोमिक एसिड एनोडाइज़िंग पर स्पष्ट बढ़त है। ध्यान देने योग्य बात यह है कि दीर्घ सेवा में टब में एल्युमिनियम/मैग्नीशियम आयन तथा निलंबित कण जमा होते जाते हैं, अतः बाईपास फिल्ट्रेशन और सामयिक समायोजन चाहिए, तथा अपशिष्ट जल स्थानीय पृष्ठ-उपचार उद्योग की अपेक्षाओं के अनुसार उपचारित किया जाए।
प्र5: क्या MAO वाले भागों पर रंजन या दृश्य रंग संभव है?
स्थिर रूप से कठिन है। फिल्म सरंध्र होती है पर सतह खुरदरी और रंग हल्के भूरे से गहरे भूरे तथा भूरे-लाल तक रहता है; रंजक की अभिव्यक्ति कमज़ोर और बैचों में अंतर बड़ा। यदि रूप महत्वपूर्ण शर्त हो तो सही राह यह है कि MAO कार्य अर्थात् संक्षारण/घर्षण/रोधन वहन करे, और ऊपर से रंगीन कार्बनिक टॉपकोट चढ़े; यह न माँगा जाए कि अजैविक फिल्म ही रंग दे।
प्र6: आंतरिक गुहाएँ, गहरे छिद्र और थ्रेड का क्या करें?
क्षेत्र रेखाएँ आंतरिक गुहाओं और गहराई/व्यास अनुपात अधिक होने वाले अंध छिद्रों में तीव्रता से क्षीण हो जाती हैं, जिससे असमान या बिल्कुल न बनने वाली फिल्म मिलती है; तथा मोटाई बढ़ने से थ्रेड का प्रभावी मध्य व्यास घट जाता है। व्यवहारिक उपाय: डिज़ाइन-चरण में तकनीकी छिद्र या सुचालन-सहायता रखें, थ्रेडों को आच्छादित करें या उपरांत दोबारा टैप करें, और ड्रॉइंग पर पूर्व-उपचार तथा उपरांत-उपचार के विमा स्पष्ट लिखें।
प्र7: खरीदार के नाते स्वीकृति पर सबसे ज़रूरी तीन डेटा कौन से?
पहला: अनुप्रस्थ-काट का SEM चित्र और सघन परत के मोटाई का अंश — यही वास्तविक प्रदर्शन तय करता है। दूसरा: सीलिंग की विधि तथा सीलिंग-मात्रा के परीक्षण का अभिलेख, अर्थात् एडमिट्यान्स या रंग-दाग। तीसरा: लवण-कोहरा तथा खौलते पानी का संयुक्त पुनः-परीक्षण रिपोर्ट, जिसमें संक्षारण धारा घनत्व में परिवर्तन और कठोरता में परिवर्तन दोनों हों। ये तीनों «कुल मोटाई कितने माइक्रोमीटर है» वाले प्रश्न से सेवा-व्यवहार की भली भविष्यवाणी करते हैं।
संदर्भ: GB/T 39233-2020 «धातु तथा अन्य अजैविक लेप — मैग्नीशियम मिश्र धातु की माइक्रो-आर्क ऑक्सीकरण फिल्म»; T/TMAC 219-2025 «मैग्नीशियम मिश्र धातु पृष्ठ-उपचार तकनीकी विनिर्देश»; GB/T 38216.2-2019; GB/T 10125-2021; साँग रिनगुओ, «माइक्रो-आर्क ऑक्सीकरण तकनीक का विकास और उसके अनुप्रयोग», मटेरियल्स इंजीनियरिंग, 2019, 47(3): 50-62; यांग हान, फेंग जून तथा अन्य, «Cr₂O₃ और ग्राफीन के मिलन का एल्युमिनियम पर MAO की ट्राइटम-रोधी कोटिंग की सूक्ष्मसंरचना एवं प्रदर्शन पर प्रभाव», मटेरियल्स इंजीनियरिंग, 2024, 52(12): 151-158, DOI 10.11868/j.issn.1001-4381.2023.000618; «एल्युमिनियम एवं टाइटेनियम मिश्रों पर MAO सिरेमिक फिल्म का निर्माण, अभिलक्षणण और गुण» (शोध-प्रबंध, जिसमें ja=15 A/dm², jc/ja=0.7 तथा HV4300 के आँकड़े शामिल हैं); तथा मैग्नीशियम की तीन सुरक्षा-पद्धतियों — रासायनिक रूपांतरण, एनोडाइज़िंग और MAO — के उद्योग-तुलना सामग्री और स्वतंत्र परीक्षण एजेंसियों के प्रकाशित आँकड़े।
अंतिम अद्यतन: 2026-10-20
यह लेख केज़िन न्यू मैटीरियल्स (गुआंग्डोंग) कं., लिमिटेड की तकनीकी टीम द्वारा संकलित है, ताकि औद्योगिक पेंट और पृष्ठ-इंजीनियरी संगति के चयन में मार्गदर्शन मिले; इस लेख के सभी आँकड़े मानक या प्रकाशित स्रोत से जुड़े हैं, और अंतिम निर्णय अपनी सेवा-स्थिति में वास्तविक परीक्षण से करें।