الجلفنة

الجلفنة ( وتُكتب أيضًا الجلفنة ) ^{[ 1 ]} هي عملية تطبيق طبقة واقية من الزنك على الفولاذ أو الحديد لمنع الصدأ . الطريقة الأكثر شيوعًا هي الجلفنة بالغمس الساخن ، حيث تُغطى الأجزاء بغمرها في حوض من الزنك المنصهر الساخن. ^{[ 2 ]}

يُستخدم الفولاذ المجلفن على نطاق واسع في التطبيقات التي تتطلب مقاومة للتآكل دون تكلفة الفولاذ المقاوم للصدأ ، ويُعتبر متفوقًا من حيث التكلفة وعمر الخدمة. ويمكن تمييزه من خلال نمط التبلور على سطحه (والذي يُطلق عليه غالبًا اسم "الترتر"). ^{[ 3 ]}

يمكن لحام الفولاذ المجلفن ، إلا أن عملية اللحام تُنتج أبخرة زنك سامة. تنبعث هذه الأبخرة عندما يصل المعدن المجلفن إلى درجة حرارة معينة، وتختلف هذه الدرجة باختلاف عملية الجلفنة المستخدمة. في حالة التعرض المستمر طويل الأمد، توصي جمعية الجلفنة الأمريكية بأن تكون درجة الحرارة القصوى للفولاذ المجلفن بالغمس الساخن 200 درجة مئوية (392 درجة فهرنهايت) . استخدام الفولاذ المجلفن عند درجات حرارة أعلى من ذلك سيؤدي إلى تقشر الزنك من الطبقة المعدنية البينية . ^{[ 4 ]}  

على غرار أنظمة الحماية من التآكل الأخرى، تحمي عملية الجلفنة الفولاذ من خلال العمل كحاجز بينه وبين الغلاف الجوي. إلا أن الزنك معدن أكثر كهرجابية (نشاطًا) مقارنةً بالفولاذ. وهذه خاصية فريدة لعملية الجلفنة، ما يعني أنه عند تلف طبقة الجلفنة وتعرض الفولاذ للغلاف الجوي، يستمر الزنك في حماية الفولاذ من خلال التآكل الجلفاني (غالبًا ضمن نطاق 5  مم، حيث يقل معدل انتقال الإلكترونات بعد ذلك).

سُميت هذه العملية نسبةً إلى الطبيب والفيزيائي وعالم الأحياء والفيلسوف الإيطالي لويجي غالفاني (9 سبتمبر 1737 - 4 ديسمبر 1798). وقد عُثر على أقدم مثال معروف للحديد المجلفن على درع هندي في مجموعة متحف الأسلحة الملكية في المملكة المتحدة، ويُعرف من النقوش أنه يعود إلى ما قبل ثمانينيات القرن السابع عشر ^{[ 5 ] .}

يمكن استخدام مصطلح "محفز" مجازياً للإشارة إلى أي محفز يؤدي إلى نشاط من قبل شخص أو مجموعة من الأشخاص. ^{[ 6 ]}

في الاستخدام الحديث، أصبح مصطلح "الجلفنة" مرتبطًا بشكل كبير بطلاءات الزنك، دون غيرها من المعادن. وقد حصل ستانيسلاس سوريل ، من باريس، على براءة اختراع الطلاء الجلفاني، وهو سلف الجلفنة بالغمس الساخن ، في 10 يونيو 1837، وذلك باعتماده مصطلحًا من مجال علمي رائج للغاية في ذلك الوقت، على الرغم من عدم وجود علاقة واضحة بينهما. ^{[ 7 ]}

تمنع طبقة الزنك، عند سلامتها، وصول المواد المسببة للتآكل إلى الحديد الأساسي. ^{[ 8 ]} وتتمثل وظيفتها الرئيسية في العمل كقطب تضحية لمنع صدأ الحديد عن طريق الحماية الكاثودية . يُعد الزنك أكثر تفاعلاً من الحديد، لذا تتأكسد طبقة الزنك بشكل تفضيلي إلى كربونات الزنك، مما يمنع تآكل الحديد، حتى في حال وجود فجوات في طبقة الزنك. ويمكن تطبيق طلاء كهربائي إضافي ، مثل طلاء تحويل الكرومات، لتوفير مزيد من التخميل السطحي لمادة الركيزة. ^{[ 9 ]}

يمكن أن يدوم الفولاذ المجلفن لعقود عديدة إذا تم اتخاذ تدابير تكميلية أخرى، مثل طلاءات الدهان واستخدام الأنودات التضحية الإضافية . ويحدث التآكل في البيئات غير المالحة بشكل رئيسي بسبب مستويات ثاني أكسيد الكبريت في الهواء. ^{[ 10 ]}

تُرسّب عملية الجلفنة بالغمس الساخن طبقة سميكة ومتينة من سبائك الزنك والحديد على سطح قطعة فولاذية. ولا تُقلّل هذه العملية عادةً من قوة الفولاذ بدرجة ملحوظة، باستثناء أنواع الفولاذ عالية القوة حيث قد يُصبح التقصّف الهيدروجيني مشكلة. ^{[ 11 ]}

يمكن إجراء عملية الجلفنة باستخدام الكهرباء في الجلفنة الكهربائية .

توفر عملية الشيرارديزينغ طبقة انتشار الزنك على المواد المصنوعة من الحديد أو النحاس. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

• بشيلينتسيفا، إيرينا يو.؛ بشيلينتسيف، ألكسندر ن.؛ ليتوفكا، يوري ف. (مارس 2021). "نمذجة توزيع المعدن عند طلاء الصفائح المعدنية المسطحة في أحواض الطلاء الكهربائي". المجلة الدولية للنمذجة العددية: الشبكات الإلكترونية والأجهزة والمجالات . 34 (2). doi : 10.1002/jnm.2830 .