کاربرد در شیرآلات بهداشتی
با پیشرفت دانش و فناوری نانو، این فناوری کاربردهای گسترده‌ای در صنایع شیرآلات بهداشتی، یراق‌آلات ساختمان و صنایع وابسته پیدا کرده است.
مشکلات موجود در صنایع ساخت شیرآلات بهداشتی و یراق‌آلات خانگی در زمینه‌های تولید، کیفیت محصولات نهایی و همچنین آلودگی‌های زیست‌محیطی، شرکت‌های بزرگ فعال در تولید این محصولات را از پوشش‌دهی با روش‌های سنتی آبکاری به سمت استفاده از پوشش‌های نوین به‌ویژه «نانوپوشش‌ها» سوق داده است. امروز استفاده از پوشش‌های نانوساختاری مانند TiN، TiCN، TiAlN، ZrN، ZrCN و… به روش PVD روی شیرآلات، دستگیره درها و یراق‌آلات، پرکاربرد و مرسوم شده است. این پوشش‌ها نه‌تنها دوام قطعات بلکه مقاومت به خوردگی و مقاومت به سایش را نیز بالا می‌برند .
این پوشش‌های نوین، دوستدار محیط‌زیست بوده و علاوه‌بر کاهش چشمگیر هزینه‌های تولید، کاهش هزینه‌های بازیافت پساب‌ها، آلودگی‌های حاصل از روش‌های آبکاری و افزایش کیفیت محصول نهایی و همچنین امکان دسترسی به طیف وسیعی از رنگ‌ها را روی بیشتر سطوح ایجاد می‌کنند.
پوشش دهی فیزیكی در خلا كه به لایه نشانی در خلا، Coating و آبكاری در خلا نیز معروف است، نوعی پوشش دهی می باشد كه در محفظه دستگاه با میزان خلا بالا (High Vacuum) ایجاد شده و در ابتدا با استفاده از گازهای خنثی معمولا آرگون و سپس استفاده از جریان بالای DC بصورت جرقه هایی متداوم فلز تارگت (هدف) را كه می تواند فلزات مختلفی از جمله تیتانیوم، زیرکونیوم، كرم و … می باشد بخار كرده و با استفاده از اختلاف پتانسیل داخل دستگاه در دما و شرایط مشخص همراه با گازهای دیگر مانند نیتروژن، اكسیژن و استیلن تركیباتی ) مانند TiN,ZrNو … ) را روی قطعه كار بصورت لایه ای نازك و بسیار مقاوم می نشاند.
1 میکرون چقدر نازک است؟ باید بدانید که قطر موی انسان حدود 70 میکرون است، بنابراین می توانید ببینید که چقدر لایه ایجاد شده نازک است، اما از آنجا که پوشش PVD در سطح مولکولی به شیر آب پیوند می خورد، یک پوشش فوق العاده سخت را ایجاد می کند و در آزمایش های سایش نیز مشخص شد که مقاومت PVD در برابر سایش 10 تا 20 برابر بیشتر از روش متداول قدیمی یعنی آبکاری با کروم است.
در حال حاضر مقاوم ترین نوع آبکاری، آبکاری(Physical Vapor Deposition) PVD یا رسوب گذاری فیزیکی از بخار فلز است. در این نوع آبکاری، لایه هایی بسیار خالص پس از تصعید یا تبخیر تیتانیوم در شرایط خلأ بر روی سطح مورد نظر تشکیل می گردد. اصول این نوع آبکاری که روش های مختلفی دارد، عموماً بر پایه اثرات فیزیکی است. البته واکنش های شیمیایی که ممکن است در شرایط خاص پیش بیاید نیز در فناوری انباشت لایه های خاص رنگ مورد استفاده قرار می گیرند.
به زبان ساده، طی آبکاری PVD در محیط خلا، یون های فلز تیتانیوم بر روی سطح شیرآلات قرار می گیرند و لایه نازک اما بسیار سخت و مقاومی را پدید می آورند. در واقع در حین این فرایند، تیتانیوم از حالت جامد یا مایع به بخار تبدیل می شود. سپس این بخار به سرعت با بار مثبت یونیزه می شود و بر روی سطح شیرآلات که دارای بار منفی است، رسوب می کند. سختی تیتانیوم تقریباً 3 برابر فولاد است و همین باعث مقاومت بالای آبکاری PVD می شود.
از چالش‌های مطرح در این صنایع می‌توان به تخریب سطوح محصولات به دلیل عواملی مانند خوردگی و همچنین شرایط مخرب محیطی اشاره کرد. همچنین آلودگی‌های زیست‌محیطی ناشی از آبکاری کروم سخت، تولیدنکردن محصولات با تنوع رنگی وسیع، مقاومت پایین در برابر سایش، خراش و خوردگی و همچنین بحث زیباسازی و جلوه‌های ظاهری پوشش از مهم‌ترین چالش‌ها در این صنایع است. از این‌رو برای حل این چالش‌ها، طراحان با استفاده از «مهندسی سطح» و اعمال فرآیندهای پوشش دهی توانسته‌اند درصد تخریب قطعات را کاهش و زیبایی محصولات را افزایش دهند. اعمال پوشش‌هایی به رنگ‌های طلائی، نقره ای، دودی، رزگلد، هفت رنگ جلوه ی زیبایی به شیرآلات می بخشد.
یکی از بزرگ‌ترین عوامل موفقیت اقتصادی در صنعت، توان رقابت با شرکت‌های خارجی است. با ارتقای تجهیزات در صنعت شیرآلات و تحول در نحوه تولید محصولات، می‌توان به عرصه رقابت با سایر کشورها بازگشت. فناوری نانوپوشش‌ها نقش بسزایی در ارتقای تجهیزات این صنعت ایفا می‌کند.
با توجه به نیاز بالای کشور، وجود قابلیت تامین صددرصدی این نیاز و همچنین توجه ویژه به بازار رقابتی صادرات در کشورهای منطقه و جهان، لزوم توجه به کیفیت، تنوع و زیبایی محصولات، کاهش هزینه‌های تولید، نوسازی فناوری‌های تولید و همچنین کاهش آلودگی‌های زیست‌محیطی حاصل از روش‌های سنتی آبکاری، بیش‌ازپیش در این صنایع کشور احساس می‌شود.
بدون دیدگاه