מדע החומרים
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
| יש לשכתב ערך זה ייתכנו לכך מספר סיבות: ייתכן שהמידע המצוי בדף זה מכיל טעויות, או שהניסוח וצורת הכתיבה שלו אינם מתאימים לוויקיפדיה. אתם מוזמנים לסייע ולתקן את הבעיות בדף זה, אך אנא אל תורידו את ההודעה כל עוד לא תוקן הדף. אם אתם סבורים כי אין בדף בעיה, ניתן לציין זאת בדף השיחה שלו. |
מדע החומרים הוא מושג נרחב ובעל נגיעה ברוב תחומי המדע. כהגדרה כללית למדי, ניתן להגיד שמדע החומרים מנסה לאפיין את הקשר בין תכונות החומר המאקרו-סקופיות (התכונות החיצוניות) שלו לבין המיקרו-מבנה של החומר (המבנה הפנימי, ברמה המולקולרית). נוכל לקבל מושג טוב על כך דרך לימוד בשלבים.
תוכן עניינים |
[עריכה] פרק ראשון: יציקת חומר (נתמקד ביציקת אלומיניום)
[עריכה] תכונות האלומיניום
- צפיפות נמוכה – 2.7 גר'/סמ"ק - לעומת 7.9 גר'/סמ"ק של פלדה.
- מוליכות חשמלית ומוליכות תרמית (חום) גבוהה.
- עמידות בפני קורוזיה גם בטמפרטורת החדר.
- אינו מגנטי (פאראמגנטי).
- חומר משיך (Ductile) ואלסטי הניתן לעיבוד במגוון שיטות.
- בעל מבנה FCC בטמפ' החדר.
- קשיות
- גמישות
- אלסטי
- טמפ' ההתכה הנמוכה - 660°c – מגבילה את השימוש בו בטמפ' גבוהות יותר.
בכדי לשפר את החוזק המכני ותכונות נוספות של אלומיניום (Aluminuim) טהור אנו מסגסגים אותו, כלומר מוסיפים לו מתכות שונות כגון: נחושת (Cu), מגנזיום (Mg), צורן (Si) אבץ (Zn) וכו' בהרכבים מסוימים. אלומיניום וסגסוגותיו משמשים במגוון רחב של תעשיות ותחומים , בין היתר:
- תעשיית התעופה - כחומרי גלם לבניית מטוסים.
- תעשיית המכוניות והאוטובוסים - מנועים,שלדות.
- תעשיית מוצרי האריזה - קופסאות שימורים, מיכלים שונים, נייר אלומיניום.
- תעשיית הפרופילים - למבנים, חלונות, דלתות וכו'.
סגסוגות האלומיניום נחלקות לשני סוגים; מעובדות/מעוצבות (Wrought), כלומר סגסוגות המסוגלות לעבור דפורמציה מכנית, והסוג השני הינו סגסוגות יצוקות (Cast), אלו סגסוגות פריכות ושבירות שאינן מסוגלות לעבור דפורמציה מכנית ולכן על מנת לקבל את הצורה הרצויה עלינו להתיכן ואז לצקת אותן.
הערה: לצורך מידע על חומרים, מונחים, הגדרות ו/או הרחבת הידע, ניתן לבקר באחד מהאתרים הבאים:
אתרים באנגלית מילון מונחים: [1] מאגר נתונים על חומרים: [2] מידע על פולימרים: [3] עוד מידע על חומרים פולימרים: [4] טבלא מחזורית ומידע על יסודות: [5] דיאגרמות, תרשימים, תמונות מיקרוסקופיות: [6]
אתרים בעברית מידע בעברית על עולם החומרים: [7] הטבלא המחזורית ומידע, עברית: [8]
[עריכה] תהליכים ושלבים ביציקה
כפי שנאמר, ניתן לעבד את הצורה הרצויה של האלומיניום במספר שיטות. נתחיל בשיטת היציקה (Casting) בתבנית פתוחה, כשמה כן היא. תהליך היציקה, מבחינה מאקרוסקופית, הינו תהליך שבו מתכת במצב מותך/נוזלי נמזגת לתוך כלי בעל הצורה רצויה הנקרא דפוס (Mold). הדפוס מוכן מראש בצורה מסוימת. (הערה: ישנה נטייה להתבלבל ולקרוא לדפוס (Mold \Mould) בשם תבנית(Pattern), אך למעשה, המתכת המותכת נמזגת לתוך הדפוס. את הדפוס מכינים באמצעות תבנית). לאחר המזיגה מתרחש תהליך ההתמצקות (Solidification- עליו נרחיב בהמשך), שלאחריו המתכת מקבלת את צורת הדפוס אך מתכווצת מעט.
אנו משתמשים בשיטת היציקה מהסיבות הבאות:
- בהשוואה לשיטות עיבוד אחרות, שיטת היציקה היא הפשוטה והחסכונית מכולן.
- כאשר הצורה הסופית המבוקשת גדולה ומסובכת וכל שיטה אחרת עלולה לייקר את המוצר.
- סגסוגות מסוימות אינן משיכות בצורה מספקת, כך שתהליכי עיבוד אחרים מלבד יציקה אינם יעילים.
[עריכה] סוגים של דפוסי יציקה מקובלים
- דפוס קרמי-דפוס זה עשוי מחול או חומרים קרמיים אחרים. החול מעורבב עם דבקים שונים (לעיתים דבק אפוקסי) על מנת להקנות לו צורה וחוזק רצויים. הודות להיותם עשויים חומרים קרמיים, דפוסים אלו עמידים בפני טמפ' גבוהות ביותר ובדר"כ זולים לייצור. לאחר תהליך התמצקות החומר שוברים את התבנית ומוציאים את המוצר. גימור המוצר אינו חלק מחמת החיספוס של החומר הקרמי.
- דפוס פלדה-דפוס זה, בניגוד לדפוס הקרמי, הינו דפוס קבוע ומיועד לשימוש חוזר. עשוי ממתכות ששומרות על חוזק המבנה שלהן גם בטמפ' גבוהות. כאשר היציקה מוכנה היא מוסרת בקלות מהתבנית. בסוג דפוס זה, מתקבל מוצר בעל גימור חלק.
- דפוס קירור כיווני-עשוי משניים או יותר סוגים של חומרים (מתכות, למשל פלדה, וחומר קרמי כמו חול, גרפיט וכו'). שני החומרים ושילוב התכונות שלהם, מאפשרים שליטה על קצב הקירור (על ידי בחירת מתכת מוליכת חום בצורה טובה נוכל לקבל קצב קירור מהיר), שיפור חוזק היציקה וכו'.
כנזכר למעלה, טמפ' ההיתוך של אלומיניום היא 660°c. בכדי למנוע התמצקות מוקדמת של החומר וכמו כן לאפשר התכה מלאה של החומר עלינו להתיך את החומר בתנור ב – 100 מעלות מעל טמפ' ההתכה. על התנור, בו אנו מתיכים את האלומיניום, להיות עשוי מחומר אינרטי (לא פעיל מבחינה כימית), כך שלא יגיב בתגובה כימית עם המתכת. בנוסף עליו להיות בעל טמפ' היתוך גבוהה למדי, כדי שלא ימס בתהליך ההתכה ולכן אנו משתמשים בתנור העשוי מגרפיט (חומר קרמי - טמפ' היתוך כ-2000 מעלות צלזיוס).
מהדפוס, אליו אנו מוזגים את האלומיניום המותך, נדרוש תכונות דומות לתכונות התנור. ובנוסף נדרוש מוליכות חום טובה - כך נוכל לשלוט על קצב הקירור ועל אופן גדילת הגרעינים (הרחבה בהמשך).
[עריכה] שלבים בהתמצקות החומר המותך בתוך הדפוס
הקירור, הגירעון ולבסוף ההתגבשות מופיעים באופן הבא בתהליך:
לאחר מזיגת המתכת לתוך הדפוס, מחל תהליך ההתמצקות, במהלכו נוצרים גרעינים אשר התנאים בהם נוצרו (סוג המתכת המותכת, התכונות התרמיות של הדפוס והמתכת, צורת הדפוס, זוויות, צורות ושטחי המגע בין המתכת לדפוס וכו') משפיעים על הצורה הסופית של המוצר ועל תכונותיו הכלליות (כגון חוזק). גידול הגרעינים חל על חשבון הנוזל עד אשר כל החומר מתמצק. את ההתמצקות נחלק לשני חלקים: גירעון (נוקלאציה), במהלכו, מתחת לטמפ', חלקיקים קטנים של הפאזה, בין הנוזלית למוצקה מתחילים להיווצר. כאשר אנו ממשיכים לקרר את היציקה לעבר טמפרטורה נמוכה יותר הם גדלים, כלומר נפחם גדל – שלב זה נקרא גידול הגרעינים (נוקלאוסים).
הנפח גדל עד גודל מסוים, כלומר עד שיש מפגש עם גרעין אחר, ואז נוצרים גבולות גרעין. האזורים הקרובים לדפנות הכלי מתמצקים באופן מהיר יותר מאשר האזורים במרכז היציקה, וזאת כיוון שכיוון גידול הגרעינים הוא הפוך לכיוון בריחת החום, ובריחת החום בדפנות הרבה יותר גדולה מהמרכז מכיוון שבדפנות יש מגע בין המתכת המתמצקת לכלי מוליך החום - מה שמסייע להולכת החום. בפתח העליון של התבנית, לא תהיה התמצקות טובה ומהירה כיוון ששטח המגע הוא עם האוויר, שכידוע אינו מוליך חום בצורה טובה.
תהליך שבו הגירעון מתרחש באופן שווה בכל יחידת נפח נקרא נוקלאציה הומוגנית, או התמצקות הומוגנית. רוב תהליכי ההתמצקות אינם הומוגניים אלא הטרוגניים, כלומר מצב בו יש העדפה לגידול גרעין במקום מסוים ולא באופן שווה בכל היציקה.
[עריכה] תרמודינמיקה
מבחינה תרמודינמית, כאשר מתחיל תהליך ההתמצקות האנטרופיה יורדת (אי הסדר במערכת יורד – חלקיק הפך מנוזל למוצק, מבנה יותר מסודר), אך למעשה ירידת הטמפ' והיווצרות הגרעינים וגידולם, מאפשר שחרור אנרגיה וכך האנרגיה החופשית של המערכת יורדת. כעת המערכת יציבה מבחינה תרמודינמית. כדי שהאנרגיה החופשית תרד, גרעין שנוצר חייב לעבור גודל מסוים של רדיוס, שנקרא הרדיוס הקריטי. אם רדיוס הגרעין שנוצר גדול מהרדיוס הקריטי שעליו לעבור, הוא ישאר גרעין מוצק ויגדל, אם רדיוסו קטן הוא יתפרק ויתמוסס חזרה.
כפי שנאמר, למעשה ירידת הטמפ' היא זו שמאפשרת את מעבר הרדיוס הקריטי וירידת האנרגיה. אם הטמפ' שיורדת לא עוברת את הטמפ' הקריטית אז כל התהליך לא יתרחש כלל. כאשר האנרגיה החופשית במערכת תהיה שלילית, כלומר תצא אנרגיה מהמערכת - יופיע גרעין.
[עריכה] השפעת קצב הקירור על גודל הגרעינים
במתכת טהורה, הגרעינים מתמצקים בדפנות הכלי ואז ממשיכים לגדול במבנה מוארך. הסיבה לכך היא, כפי שכבר אמרנו, שכיוון גדילת הגרעינים היא מהחוץ למרכז. כיוון שבמרכז דרגת קירור היתר קטנה מהדפנות, לא נוצרים גרעינים חדשים ובמקום זאת הגרעינים הקיימים מתארכים לעבר המרכז.
בסגסוגות לעומת זאת, מתאפשר קצב קירור גבוה הודות ליחס גדול בין שטח פנים של הגרעינים לנפחם. בסגסוגות כיוון גדילת הגרעינים אינו אחיד; יש גרעינים שגדלים במקומות שונים באופן מהיר יותר ממקומות אחרים (שבירת המבנה הדנדריטי באמצעות ערבוב). צורת הגרעינים הגדלים מזכירה מבנה של עץ בעל ענפים, גרעינים אלו נקראים דנדריטים.
בין הדנדריטים לנוזל יש מגע. אזור זה נקרא באנגלית The mushy zone, וטווח הבדלי הטמפ' בין שתי הפאזות נקרא The freezing range. צורת הדנדריטים תלויה במידה רבה בקצב הקירור. למשל, קירור איטי מסדר גודל של 100 מעלות/שנייה יגרום לצורה גסה ומחוספסת עם מרווח גדול בין הענפים. ואילו קירור מהיר מסדר 10,000 מעלות/שנייה יגרום למבנה דק עם מרווח מועט בין הענפים. קצב קירור מסדר גודל של 10 בחזקת 6 עד 10 בחזקת 8 מעלות/שנייה יגרום למעיין מבנה אמורפי (חסר צורה).
תכונות החומר שהתמצק תלויות במבנה ובגרעינים שהתפתחו במהלך ההתמצקות: ירידה בגודל הגרעין תוביל עלייה בחוזק ובמשיכות (היכולת של החומר להימתח בהפעלת מאמץ עליו), והנטייה להיסדק במהלך ההתמצקות תרד. חוסר אחידות בגודל הגרעין (התמצקות הטרוגנית) ותפוצתו תגרום לתכונות אנאיזוטרופיות (לא שוות בכיוון אחד) של החומר היצוק.
[עריכה] השפעת קצב הקירור על תכונות החומר היצוק (פגמים ביציקה)
תכונות החומר היצוק, כלומר המוצר שאותו אנו משווקים בסופו של דבר, מושפעות מהמבנה שהתפתח במהלך ההתמצקות. בקירור איטי ביותר כל דנדריט נמצא בהרכב אחיד וזהה. בקירור מהיר (המצב היומיומי) מופיע סביב כל דנדריט גרדיאנט ריכוזים, שכבות שונות שהתמצקו בזמנים שונים. תופעה זו נקראת סגרגציה. המבנה המתפתח נקרא ליבה (Core).
[עריכה] סגרגציה
סוגים שונים של סגרגציה:
- מיקרוסגרגציה - כאשר ריכוז הסגסוגת המומסת גדול יותר בשטחי המגע בין הדנדריטים מאשר בליבת הדנדריטים, לכן טמפ' ההיתוך גבוהה יותר במרכז.
- מאקרוסגרגציה - כאשר ריכוז הסגסוגת המומסת גדול יותר בליבה מאשר בדפנות הדנדריט, ולכן טמפ' ההיתוך נמוכה יותר במרכז.
משמעות מבנה הליבה היא שכאשר נעמיד את הפאזה בפני טמפ' גבוהות, אזורים מסוימים בה ימסו לפני אזורים אחרים ודבר זה מוביל לאי אחידות בתכונות החומר ופגמים ביציקה. את התופעה הזו ניתן לפתור בעזרת טיפול בחימום (Hot-work) בטמפ' קרוב לקו המוצק – מתבצעת דיפוזיה של אטומים מאזור עם ריכוז גבוה לאזור עם ריכוז נמוך והמבנה הופך יציב יותר. כוח הכבידה משפיע על הסגרגציה בכך שקבוצות גרעינים בעלות צפיפות גבוהה יותר שוקעות לתחתית היציקה וקבוצות בעלות צפיפות נמוכה יותר צפות מעלה לפני המשטח. בגלל גרדיאנט הטמפ', סרגרציית הכבידה והבדלי הצפיפויות, להסעת חום ((Convection יש תפקיד חשוב והשפעה על צורת המבנה הסופי. הסעת חום מאפשרת:
- יצירת אזור חיצוני מקורר
- מעבר ממבנה טורי למבנה גרעיני
- ליטוש ועידון פני הגרעינים
ניתן לבצע הסעה באמצעות הפעלת שדות אלקטרומגנטיים או בשיטות מכניות.
[עריכה] פרק שני: ציפויים
סוגים רבים של מתכות (וגם פלסטיקים) עוברות תהליכי ציפוי אלקטרוליטיים בכדי לספק להן מעטה מתכתי בעל תכונות משופרות ורצויות כגון עמידות בפני קורוזיה ושחיקה. הציפוי גם משפר את המראה החיצוני של אותו חלק ויכול לשמש בנוסף לצורך הגדלת ממדיו הפיסיים של החלק. באופן עקרוני, כל סוגי המתכות המסחריות יכולות לעבור תהליכי ציפוי (מתכות כמו: אלומיניום, נחושת, פליז, פלדה, ויציקות אבץ). חומרים פלסטיים עוברים ציפוי כזה בתנאי שהם מצופים בחומר מוליך חשמל (אלקטרוליט).
חומרי הציפוי המקובלים ביותר כיום הם: אבץ, ניקל, כרום, נחושת, בדיל, זהב, פלטינה וכסף. ציפוי בניקל מעניק עמידות טובה בפני קורוזיה אך נחשב לתהליך יקר וכזה שאינו שומר על הברק שלו לאורך זמן. לכן, כאשר מבוקש מראה מבריק משתמשים בכרום. אך למעשה, בתעשיית הציפויים משלבים בין השניים. השכבה הראשונית היא בדר"כ מעטה של נחושת המיישרת את פני השטח של המוצר המיועד לציפוי. לאחר מכן מצפים בשכבת ניקל (לצורך עמידות בפני קורוזיה) ובסוף בשכבה של כרום (להענקת ברק). עובי כל שכבה הוא בדר"כ פחות מ- 0.0006 in.. ציפויי זהב, כסף ופלטינה משמשים בדר"כ בתעשיית התכשיטים או האלקטרוניקה (שכבות דקות).
[עריכה] תהליכי ציפוי
[עריכה] ציפוי בתא אלקטרוכימי – Electroplating
בתהליך זה, מצפים את משטח העבודה (קתודה) בסוגי מתכת שונים (אנודה). הקתודה והאנודה טבולים באמבט המכיל תמיסה מימית של אלקטרוליט (שזהו חומר מוליך בתמיסה, ראה תמונה בהמשך). תהליך הציפוי מורכב ממספר שלבים בסיסיים:
- יונים (מולקולה/אטום טעונה במטען חשמלי שלילי או חיובי) מתכתיים משתחררים מהאנודה באמצעות הפוטנציאל ממקור מתח חיצוני (סוללה חשמלית של זרם ישר)
- הם מאבדים את המטען שלהם (נטענים חיובית) לטובת התמיסה ומהגרים לעבר הקתודה (הטעונה שלילית).
- שוקעים על הקתודה.
ראה תמונה מס' 1: שרטוט סכמאטי של התא בו מתרחש התהליך:(לחץ כאן)[9].
התהליך הנ"ל לכאורה פשוט ואינו מורכב, אך למעשה, בכדי לקבל ציפוי איכותי וטוב יש צורך להתחשב במספר משתנים כולל תמיסת האלקטרוליט והריכוזים של הרכיב המתפרק בתוך התמיסה, טמפ' האמבט, המתח המופעל והזרם. הזיקה בין המשתנים הללו והגעה למצב אופטימלי לתהליך הנבחר אינם פשוטים וגורמים לסיבוך התהליך.
נוסף על האמור, יש צורך בהכנה ראויה של המשטח המיועד לציפוי. אם רצוננו בפני שטח חלקים ומבריקים עלינו להסיר נקבים, שריטות ופגמים נוספים שעלולים להימצא על פני השטח ולהשפיע על איכות הציפוי. יש צורך בניקוי כימי והסרת שומנים ולכלוך מפני השטח בכדי לשפר את האדהזיה של הציפוי למתכת. בתמונה מס' 2 ניתן לראות איור של חלקים שעברו ציפוי שאינו אחיד (a). ב-(b) ניתן לראות אזורים שבהם יש בדר"כ בעיות – פינות חדות, פינות מעוגלות, צורות מורכבות וכד'. החסרונות בתהליך ציפוי שנעשה בתא א"כ מתבטא בפני שטח שאינם אחידים בצורות מורכבות מעט. בנוסף, נדרשת בדר"כ אנרגיה רבה לצורך התהליך.
ראה תמונה מס' 2: אזורים בעיתיים מבחינה גאומטרית: (לחץ כאן)[10]
[עריכה] ציפוי אוטוקטליטי-Electroless
כתוצאה מחסרונותיו של תהליך הציפוי בתא אלקטרוכימי, התפתחה שיטה שבאה לתת מענה לחסרונות הללו. בשיטה זו לא נעשה שימוש במקור מתח חשמלי כלשהו אלא מתרחשת תגובה כימית אוטוקטליטית. בשיטה זו משתמשים בעיקר בניקל (ולעיתים בנחושת) אשר בא בצורה של ניקל-כלוריד (מלח מתכתי). בנוסף באמבט יש חומרים מייצבים, מייצבי pH, קומפלקסים ומחזרים. כל אלו נחשפים למצע מתכתי אשר מיועד לציפוי. המצע מהווה זרז (catalyst) לריאקציה שבה יוני המתכת שבתמיסה מתחזרים ובסיומה שוקעים כאטומי מתכת על המצע הנ"ל (לכן הוא נקרא זרז עצמי). מאחר והריאקציה היא כימית במהותה, עובי הציפוי המתקבל הינו אחיד ובלתי תלוי בגאומטריה של החלק. החיסרון בתהליך זה הוא שקצב השיקוע של יוני המתכת על גבי המצע הינו איטי בהשוואה לתהליכי ציפוי שנעשים בתא אלקטרוכימי (עם הפעלת מתח).
[עריכה] ציפוי על ידי טבילה חמה – Hot-Dip Coatings
בטבילה חמה משטח העבודה (בדר"כ פלדה או ברזל) נטבל באמבט של מתכת מותכת (כמו אבץ, בדיל, אלומיניום וכד'). התהליך מעניק לאלמנט המצופה עמידות בפני קורוזיה. בתמונה מס' 3 אנו רואים תהליך טיפוסי של טבילה באופן רציף ומתמשך של חלקי פלדה. בתחילה הפלדה עוברת ניקוי אלקטרוליטי ושפשוף על ידי הברשה. לאחר מכן היא נכנסת לתנור שבו הטמפ' מורמת ושם היא עוברת ריפוי (הפחתת המאמצים הפנימיים בחומר) באווירה מבוקרת ובאופן רציף. לאחר הריפוי היא נטבלת באמבט עם מתכת מותכת (בתמונה: אבץ). לאחר מכן היא עוברת קירור על ידי מפוח אוויר. בסוף התהליך יש טיפול כימי להסרת עודף ציפוי. מאחר ומטרת תהליך ציפוי זה היא להעניק עמידות בפני קורוזיה, ציפוי בעל עובי דק אינו מסוגל לתת הגנה טובה וארוכת טווח. מאידך, ציפוי עבה עלול להיסדק ולהתקלף תחת מאמץ. ישנן שתי הגבלות בתהליך זה. האחת: גודל האלמנט שיעבור ציפוי מוגבל למקס' גודל האמבט/המיכל. ההגבלה השנייה היא על הנזק שיכול לנבוע כאשר האלמנט נחשף לטמפ' הגבוהה יחסית של המתכת המותכת.
[עריכה] ציפוי על ידי אנודיזציה - Anodizing
זהו תהליך חמצון שבמהלכו המשטח מקבל ציפוי נקבובי וקשה של שכבת אוקסיד המעניקה עמידות בפני קורוזיה ושחיקה ומהווה גימור דקורטיבי. המשטח (הוא האנודה) טבול באמבט אלקטרוליטי חומצי. המשטח סופח אליו חמצן באופן כימי מהתמיסה החומצית. כמו כן, ניתן להשתמש במולק' אורגניות בצבעים שונים להענקת שכבת צבע יציבה. בשיטה זו נעשה שימוש מסחרי, כמו למשל ציפוי לרהיטי אלומיניום או כלי אלומיניום, בתעשיית הרכב, מפתחות ומוצרי ספורט. משטח החמצן מאפשר בסיס טוב לצביעה ובמיוחד מקל את צביעת האלומיניום. הקושי הסופי תלוי בעובי, צפיפות ונקבוביות הציפוי. פרמטרים אלו נשלטים בידי זמן המחזור, הזרמים המופעלים, ריכוזי החומרים, טמפ' והרכב תמיסת האלקטרוליט. טקסטורת הציפוי מקבלת את הטקסטורה של פני השטח המקוריים, לכן, ליטוש והחלקה של פני השטח לפני התחלת האנודיזציה יוביל לציפוי אחיד וחלק. לאחר האנודיזציה ממדי הדגם גדולים יותר משום שמעטה השכבה אלומיניום-אוקסיד תופס כמעט פי 2 יותר נפח מאשר נפח האלומיניום לבדו. טבעו של הציפוי המתפתח נשלט על ידי האלקטרוליט: אם המעטה של שכבת האוקסיד אינו מסיס בתמיסה אזי הוא ימשיך ויגדל עד לרגע בו התנגדותו (החשמלית) תמנע מעבר זרם. במקרה זה השכבה שתתקבל תהיה דקה, לא נקבובית ולא מוליכה (מבודדת). אם המעטה של שכבת האוקסיד מסיס קלות בתמיסה אזי ישנם שני תהליכים מתחרים: המסת האוקסיד שצופה בחזרה לתמיסה וגידול שכבת האוקסיד. במקרה כזה שכבת האוקסיד שמתפתחת תהיה נקבובית כאשר החללים מאפשרים את מעבר הזרם למתכת אותה מצפים. ככל שהמעטה מתעבה קצב גדילת השכבה פוחת עד להגעה למצב יציב (steady state) בו קצב הגדילה שווה לקצב ההמסה לתמיסה. זמן ההגעה למצב יציב תלוי במתח המופעל, צפיפות הזרם, ריכוז האלקטרוליט בתמיסה והטמפ' בה הוא נמצא. חומצות זרחניות/גופרתיות/כרומיות ואוקסליות מייצרות אלקטרוליט שמפרק את שכבת האוקסיד (כלומר גורם לו להתמוסס).

