鋁陽極氧化與染色技術(shù)(編輯修改稿)
2025-06-28 01:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 在硫酸電解液中陽極氧化，作為陽極的鋁制品，在陽極化初始的短暫時間內(nèi)，其表面受到均勻氧化，生成極薄而有非常致密的膜，由于硫酸溶液的作用，膜的最弱點（如晶界，雜質(zhì)密集點，晶格缺陷或結(jié)構(gòu)變形處）發(fā)生局部溶解，而出現(xiàn)大量孔隙，即原生氧化中心，使基體金屬能與進入孔隙的電解液接觸，電流也因此得以繼續(xù)傳導，新生成的氧離子則用來氧化新的金屬，并以孔底為中心而展開，最后匯合，在舊膜與金屬之間形成一層新膜，使得局部溶解的舊膜如同得到“修補”似的。隨著氧化時間的延長，膜的不斷溶解或修補，氧化反應得以向縱深發(fā)展，從而使制品表面生成又薄而致密的內(nèi)層和厚而多孔的外層所組成的氧化膜。其內(nèi)層（阻擋層、介電層、活性層）厚度至氧化結(jié)束基本都不變，位置卻不斷向深處推移；而外早一定的氧化時間內(nèi)隨時間而增厚。氧化膜厚度計算0陽極氧化生成的氧化膜厚度從理論上可按法拉第第二定律推導的公式進行計算。σ= Kit式中σ為陽極氧化膜厚度（μm），I為電流密度（A/dm2），t 為氧化時間（min），K為系數(shù)（當氧化鋁密度γ=kg/立方米則K=）。上述公式計算的前提是以認為通過的電量全用于氧化鋁析出，同時也把氧化鋁及膜的密度視為純凈的氧化鋁密集的值。但實際情況并非完全如此，為了使K值更切合實際，應將電流效率和在這種工藝條件下所生成膜的密度或孔隙度考慮在內(nèi)，即：K = 式中η為電流效率（電極上實際析出的物質(zhì)量與又總電量換算出的析出物質(zhì)量之比）。K實值各國取值大小各異，、中國、。影響氧化膜生長和質(zhì)量的因素當電解液的溫度從 20度上升到30度，膜的溶解速度約增加3倍。隨電流密度的增加，制品被養(yǎng)護的金屬量、表面生成的鋁氧化膜厚度都隨著增加。硫酸濃度對氧化膜厚度的影響不大，為獲得中等厚度、多孔而易于著色和封閉、抗蝕性較高的膜層，濃度最好為15%20%；溶液用去離子水要求氯離子15mg/L、鐵離子1mg/L、硫酸根離子30mg/L，電阻率為510的56次方Ωcm；溶液中雜質(zhì)允許的最大含量鋁離子 20g/L，銅離子 2g/L，鐵離子 5g/L，氯離子 。隨著陽極氧化時間的延長，氧化膜的厚度增加，到一定厚度后，由于膜厚電阻增加、導電能力下降，膜的生長速度減慢，有的合金即使延長氧化時間，膜的厚度也不會再增加。不同的鋁合金的陽極氧化膜有不同的色彩，純鋁上的膜無色透明，使金屬的光澤完全保持下來；高純鋁添加少量的鎂，膜色不會因氧化時間的延長而改變，當鎂的含量超過2%，膜變暗濁色；鋁硅合金陽極氧化時，硅不會被氧化或溶解，部分進入膜層使膜呈暗灰色。含硅量大時，陽極氧化前先用氫氟酸浸泡，膜色會有所好轉(zhuǎn)，一般含硅5%以上的合金不適合做光亮著色制品，含量達13%就難于進行陽極化處理；含銅的合金，當含量較少時，膜呈綠色，隨銅含量的增加，膜薄，色調(diào)深暗。某些變形鋁合金的陽極氧化處理見表6。鋁合金在硫酸溶液中陽極氧化，由于氧化膜在表面上形成、生長和溶解，引起電阻的變化，使過程中的電流、槽端電壓及電流密度都隨之發(fā)生變化。實際操作中電壓升高不宜太快，否則會使生成的膜不均勻。 表6 某些鋁合金陽極氧化處理效果中國合金牌號主要成分含量%適用于保護性陽極氧化適用于陽極氧化著色適用于光亮陽極氧化LG5L3L5LF21LF2LF3LF5LF7LD31LY11LY12LD8LD2LD5LT15Mg7Mg、1Si、1Si、1Mg2Cu、1Ni、、4Cu、2Ni、1Mg、1Si、5Si11111112222333422
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