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(jìn)入孔隙的電解液接觸，電流也因此得以繼續(xù)傳導(dǎo)，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(yīng)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(dǎo)的公式進(jìn)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(dāng)氧化鋁密度γ=kg/立方米則K=）。上述公式計算的前提是以認(rèn)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(yīng)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(dāng)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(hù)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(dǎo)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(dāng)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(jìn)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(dá)13%就難于進(jìn)行陽極化處理；含銅的合金，當(dāng)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(hù)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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