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壓鑄鋁陽極氧化

壓鑄鋁陽極氧化

 詳情說明

  以鋁或鋁合金制品為陽(yang)極(ji),置于電解質溶液中(zhong)進行通(tong)電處(chu)理, 利(li)用電解作用使其表面形成氧(yang)化鋁薄膜的(de)(de)過(guo)程, 稱(cheng)為鋁及(ji)鋁合金的(de)(de)陽(yang)極(ji)氧(yang)化處(chu)理。經過(guo)陽(yang)極(ji)氧(yang)化處(chu)理,鋁表面能(neng)生(sheng)成幾(ji)個微米(mi)———幾(ji)百個微米(mi)的(de)(de)氧(yang)化膜。比(bi)起鋁合金的(de)(de)天然(ran)氧(yang)化膜,其耐蝕性、耐磨性和裝飾(shi)性都有明顯的(de)(de)改善和提高。

  鋁陽極氧化的原(yuan)理實質上就是水電解的原(yuan)理。當(dang)電流通過時(shi), 將發生以下的反應:

  在陰極上, 按下列反應放出 H2:2H + + 2e → H2

  在陽極上, 4OH - 4e → 2H2O + O2, 析出的(de)氧不僅是分子態的(de)氧 (O2), 還包括原子氧(O), 以(yi)及離子氧(O-2), 通常(chang)在反應中以(yi)分子氧表示。

  作(zuo)(zuo)為陽極的(de)鋁(lv)被(bei)其上(shang)析(xi)(xi)出(chu)的(de)氧所氧化(hua), 形成(cheng)無水(shui)的(de)Al2O3膜: 2Al + 3[O] = Al2O3 + 1675.7KJ 應(ying)指出(chu), 生成(cheng)的(de)氧并不是全部與鋁(lv)作(zuo)(zuo)用, 一部分以氣態的(de)形式(shi)析(xi)(xi)出(chu)。

  陽(yang)極(ji)氧(yang)(yang)化(hua)的種類陽(yang)極(ji)氧(yang)(yang)化(hua)早(zao)就在工業上得到廣泛應用。冠以不(bu)同(tong)名稱的方法(fa)繁多, 歸納起來有以下幾種分類方 法(fa):

  按電流(liu)(liu)型式分有:直流(liu)(liu)電陽極氧(yang)化(hua)、交流(liu)(liu)電陽極氧(yang)化(hua)、以及可縮短達到(dao)要求厚度的生(sheng)產時間,膜層既厚又均勻致密, 且抗蝕(shi)性顯著(zhu)提高的脈(mo)沖電流(liu)(liu)陽極氧(yang)化(hua)。

  按電解液分有(you):硫(liu)酸、草酸、鉻酸、混合酸和以有(you)機(ji)磺酸溶液的自然著(zhu)色陽極(ji)氧化。

  按膜(mo)層(ceng)性質(zhi)(zhi)分(fen)有:普通(tong)膜(mo)、硬質(zhi)(zhi)膜(mo)(厚膜(mo))、瓷質(zhi)(zhi)膜(mo)、光亮修飾層(ceng)、半導體作用的阻擋(dang)層(ceng)等陽極氧化(hua)。

  直流電硫(liu)(liu)酸(suan)陽極(ji)氧化法(fa)的(de)應用(yong)最為普遍(bian), 這是因為它具有(you)適用(yong)于鋁及大(da)部分(fen)鋁合金的(de)陽極(ji)氧化處(chu)理;膜層較厚、硬而(er)耐磨(mo)、封孔后可獲得更好的(de)抗(kang)蝕性(xing);膜層無色透明、吸附能力強極(ji)易著色;處(chu)理電壓較低,耗電少(shao);處(chu)理過(guo)程不必改變電壓周(zhou)期, 有(you)利于連續生產和實踐操作(zuo)自動化;硫(liu)(liu)酸(suan)對(dui)人身(shen)的(de)危害(hai)較鉻酸(suan)小, 貨源廣(guang), 價(jia)格(ge)低等優(you)點。

  近十年來, 我國的(de)建筑業(ye)逐(zhu)步使用鋁(lv)門窗(chuang)及其它裝飾鋁(lv)材, 它們(men)的(de)表面(mian)處理生產線(xian)都是采(cai)用這種方(fang)法。

  陽極結構

  1) 陽(yang)極氧(yang)化(hua)膜(mo)的(de)結構 陽(yang)極氧(yang)化(hua)膜(mo)由(you)兩層(ceng)組成(cheng), 外層(ceng)稱(cheng)為多(duo)孔層(ceng),較厚(hou)(hou)、疏松多(duo)孔、電(dian)阻低。 內層(ceng)稱(cheng)為阻擋(dang)層(ceng)(亦稱(cheng)活性(xing)層(ceng)),較薄、致密、電(dian)阻高。 多(duo)孔的(de)外層(ceng)是在具有介電(dian)性(xing)質(zhi)的(de)致密的(de)內層(ceng)上成(cheng)長起來的(de)。總體(ti)而言,陽(yang)極氧(yang)化(hua)膜(mo)是六角柱(zhu)體(ti)的(de)列陣,每(mei)一個柱(zhu)體(ti)都要一個充滿溶液的(de)星型小(xiao)孔,形似蜂窩(wo)狀結構,孔壁的(de)厚(hou)(hou)度(du)孔隙直徑的(de)兩倍。

  (1) 阻(zu)擋(dang)層 阻(zu)擋(dang)層是由無(wu)水(shui)的AI2O3所組成, 薄而致密, 具有高的硬(ying)度和阻(zu)止電流(liu)通過的作(zuo)用。

  (2) 多孔的(de)外層氧化(hua)膜主要是由非晶型的(de)AI2O3及少量 的(de)r-AI2O3.H2O還(huan)含有電解液的(de)陰離子組成。

  氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)孔(kong)徑在100nm~200nm之間,氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)厚(hou)度10微(wei)米左(zuo)右(you)(you),孔(kong)隙率20%左(zuo)右(you)(you),孔(kong)距300~500nm之間。氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)截面圖(tu)表明氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)孔(kong)基本上是(shi)(shi)(shi)管狀結構(gou),氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)發(fa)生溶膜(mo)(mo)反應基本上是(shi)(shi)(shi)在孔(kong)的(de)(de)(de)(de)底(di)部(bu)發(fa)生的(de)(de)(de)(de)。而一般(ban)的(de)(de)(de)(de)硫酸直流陽極氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)孔(kong)徑是(shi)(shi)(shi)20nm左(zuo)右(you)(you),如(ru)果(guo)是(shi)(shi)(shi)12微(wei)米的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo),那是(shi)(shi)(shi)多深(shen)(shen)的(de)(de)(de)(de)細管狀結構(gou)啊!假(jia)設這是(shi)(shi)(shi)一個直徑1m的(de)(de)(de)(de)井,那么(me)它(ta)的(de)(de)(de)(de)井深(shen)(shen)將(jiang)有600m深(shen)(shen)。

  氧(yang)(yang)化膜的(de)(de)絕(jue)大部分優良特(te)性,如抗(kang)蝕(shi)、耐磨、吸附、絕(jue)緣(yuan)(yuan)等(deng)性能都是由多孔(kong)外層的(de)(de)厚(hou)度及孔(kong)隙率所決定的(de)(de),然而這兩者卻與陽(yang)極(ji)(ji)氧(yang)(yang)化條(tiao)件(jian)密切(qie)相關, 因此(ci)可(ke)通過(guo)改(gai)變陽(yang)極(ji)(ji)化條(tiao)件(jian)來(lai)獲得(de)滿足不(bu)同使用要求的(de)(de)膜層。膜厚(hou)是陽(yang)極(ji)(ji)氧(yang)(yang)化制(zhi)品一(yi)個很(hen)主要的(de)(de)性能指針, 其值的(de)(de)大小直接影響(xiang)著膜層耐蝕(shi)、耐磨、絕(jue)緣(yuan)(yuan)及化學(xue)著色能力(li)。在常規的(de)(de)陽(yang)極(ji)(ji)氧(yang)(yang)化過(guo)程(cheng)中, 膜層隨(sui)著時間的(de)(de)增加而增厚(hou)。在逹(da)到最(zui)大厚(hou)度之后, 則(ze)隨(sui)著處理時間的(de)(de)延長而逐漸變薄, 有(you)些合金如AI-Mg、AI-Mg-Zn合金表現得(de)特(te)別明顯。因此(ci), 氧(yang)(yang)化的(de)(de)時間一(yi)般控(kong)制(zhi)在逹(da)最(zui)大膜厚(hou)時間之內。

  2) 陽極(ji)(ji)氧(yang)化膜(mo)的(de)(de)性質與應用 陽極(ji)(ji)氧(yang)化膜(mo)具(ju)有較高的(de)(de)硬度和(he)耐(nai)磨性、極(ji)(ji)強(qiang)的(de)(de)附著能(neng)力、較強(qiang)的(de)(de)吸附能(neng)力、良好的(de)(de)抗蝕(shi)性和(he)電絕緣性及高的(de)(de)熱絕緣性。由于這些特異(yi)的(de)(de)性能(neng), 使之(zhi)在各方(fang)面都(dou)獲得了廣泛的(de)(de)應用。

  主要用途(tu)有:

  (1)提高零件的耐(nai)磨、耐(nai)蝕性、耐(nai)氣候腐蝕。

  (2)氧化生(sheng)成(cheng)的透明膜,可以著色(se)制(zhi)成(cheng)各種(zhong)彩色(se)膜。

  (3)作為電(dian)容器介質膜。

  (4)提(ti)高與(yu)有機涂層的(de)結(jie)合力(li)。作(zuo)涂裝(zhuang)底(di)層。

  (5)作(zuo)電鍍、搪瓷的底層。

  (6)正在開發(fa)的(de)其它用途(tu),太陽能吸收板、超(chao)高(gao)硬質膜、干潤(run)滑膜、觸媒膜、納米線、在多孔(kong)膜中沉積磁性合金作記憶元件。

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