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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極,置于電解質溶液中進行通電處理, 利用電解作用使其表面形成氧化鋁薄膜的過程, 稱為鋁及鋁合金的陽極氧化處理。經過陽極氧化處理,鋁表面能生成幾個微米———幾百個微米的氧化膜。比起鋁合金的天然氧化膜,其耐蝕性、耐磨性和裝飾性都有明顯的改善和提高。

          鋁陽極氧化的原理實質上就是水電解的原理。當電流通過時, 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, 析出的氧不僅是分子態的氧 (O2), 還包括原子氧(O), 以及離子氧(O-2), 通常在反應中以分子氧表示。

          作為陽極的鋁被其上析出的氧所氧化, 形成無水的Al2O3膜: 2Al + 3[O] = Al2O3 + 1675.7KJ 應指出, 生成的氧并不是全部與鋁作用, 一部分以氣態的形式析出。

          陽極氧化的種類陽極氧化早就在工業上得到廣泛應用。冠以不同名稱的方法繁多, 歸納起來有以下幾種分類方 法:

          按電流型式分有:直流電陽極氧化、交流電陽極氧化、以及可縮短達到要求厚度的生產時間,膜層既厚又均勻致密, 且抗蝕性顯著提高的脈沖電流陽極氧化。

          按電解液分有:硫酸、草酸、鉻酸、混合酸和以有機磺酸溶液的自然著色陽極氧化。

          按膜層性質分有:普通膜、硬質膜(厚膜)、瓷質膜、光亮修飾層、半導體作用的阻擋層等陽極氧化。

          直流電硫酸陽極氧化法的應用最為普遍, 這是因為它具有適用于鋁及大部分鋁合金的陽極氧化處理;膜層較厚、硬而耐磨、封孔后可獲得更好的抗蝕性;膜層無色透明、吸附能力強極易著色;處理電壓較低,耗電少;處理過程不必改變電壓周期, 有利于連續生產和實踐操作自動化;硫酸對人身的危害較鉻酸小, 貨源廣, 價格低等優點。

          近十年來, 我國的建筑業逐步使用鋁門窗及其它裝飾鋁材, 它們的表面處理生產線都是采用這種方法。

          陽極結構

          1) 陽極氧化膜的結構 陽極氧化膜由兩層組成, 外層稱為多孔層,較厚、疏松多孔、電阻低。 內層稱為阻擋層(亦稱活性層),較薄、致密、電阻高。 多孔的外層是在具有介電性質的致密的內層上成長起來的??傮w而言,陽極氧化膜是六角柱體的列陣,每一個柱體都要一個充滿溶液的星型小孔,形似蜂窩狀結構,孔壁的厚度孔隙直徑的兩倍。

          (1) 阻擋層 阻擋層是由無水的AI2O3所組成, 薄而致密, 具有高的硬度和阻止電流通過的作用。

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

          氧化膜的孔徑在100nm~200nm之間,氧化膜厚度10微米左右,孔隙率20%左右,孔距300~500nm之間。氧化膜的截面圖表明氧化膜孔基本上是管狀結構,氧化膜發生溶膜反應基本上是在孔的底部發生的。而一般的硫酸直流陽極氧化膜的孔徑是20nm左右,如果是12微米的氧化膜,那是多深的細管狀結構啊!假設這是一個直徑1m的井,那么它的井深將有600m深。

          氧化膜的絕大部分優良特性,如抗蝕、耐磨、吸附、絕緣等性能都是由多孔外層的厚度及孔隙率所決定的,然而這兩者卻與陽極氧化條件密切相關, 因此可通過改變陽極化條件來獲得滿足不同使用要求的膜層。膜厚是陽極氧化制品一個很主要的性能指針, 其值的大小直接影響著膜層耐蝕、耐磨、絕緣及化學著色能力。在常規的陽極氧化過程中, 膜層隨著時間的增加而增厚。在逹到最大厚度之后, 則隨著處理時間的延長而逐漸變薄, 有些合金如AI-Mg、AI-Mg-Zn合金表現得特別明顯。因此, 氧化的時間一般控制在逹最大膜厚時間之內。

          2) 陽極氧化膜的性質與應用 陽極氧化膜具有較高的硬度和耐磨性、極強的附著能力、較強的吸附能力、良好的抗蝕性和電絕緣性及高的熱絕緣性。由于這些特異的性能, 使之在各方面都獲得了廣泛的應用。

          主要用途有:

          (1)提高零件的耐磨、耐蝕性、耐氣候腐蝕。

          (2)氧化生成的透明膜,可以著色制成各種彩色膜。

          (3)作為電容器介質膜。

          (4)提高與有機涂層的結合力。作涂裝底層。

          (5)作電鍍、搪瓷的底層。

          (6)正在開發的其它用途,太陽能吸收板、超高硬質膜、干潤滑膜、觸媒膜、納米線、在多孔膜中沉積磁性合金作記憶元件。

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