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铝阳极氧化与表面着色

发布时间:2017-11-30 10:54 | 浏览:84

  铝由于其比重小,加工性能好,导电、热性能优良,塑性好,抗大气腐蚀能力强,易于成形,价格便宜等优点在轻工,建材,航天等领域广泛应用。铝在空气中可自然形成一层氧化膜,起到一定的防护作用,但这种在空气中自然形成的膜性能并不足以真正地保护铝基体。因而人们研究了各类方法以制得性能优良的氧化膜,阳极氧化法是其中最为常用的一种。阳极氧化膜不仅具有良好的力学性能、很高的耐蚀性,同时还具有较强的吸附性,可对其进行着色处理获得诱人的装饰外观。

铝阳极氧化与表面着色
铝阳极氧化与表面着色

  铝的阳极氧化,是指在一定的电解液中,以铝为阳极进行电解,从而使其表面形成氧化物薄膜的过秳。通过铝阳极氧化法可以在铝表面上获得足够厚的氧化膜,且膜层具有硬度高、绝缘性好、耐蚀性强、吸附能力强等特点。它被广泛应用于建筑、航空、军事等领域。随着工业的収展,传统的阳极氧化法已不能满足人们的需要,因此改善阳极氧化铝膜的性能成为当今研究领域的一个焦点。

  铝阳极氧化的方法可以根据是电解液的不同分为硫酸法、草酸法、铬酸法、磷酸法、有机酸法和混合酸法等。阳极氧化使用的电源从开始时的直流电,发展到交流电、交直流叠加、方波脉冲电源等。用硫酸配电解液直流电进行阳极氧化,是最为经典的方法,此法具有工艺简单、溶液稳定、操作简便和成本低等优点。

  硫酸具有强导电性,所以氧化时所需的电压低,而且它对新生成的氧化膜有较强的溶解作用,不宜长时间通电,通电10-15min即可获得厚度为5-20μm的氧化膜,膜的硬度高、孔隙多、吸附力强、易着色,将孔隙封闭后有较高的抗蚀能力。

  用硫酸配电解液直流电进行阳极氧化时,铝的阳极氧化膜性能受到诸多因素的影响,主要包括电流密度、硫酸浓度、氧化时间、添加剂等。添加剂法是其中最简单易行的方法。添加柠檬酸并不会改变氧化铝多孔膜的形成过程,也不会改变形成氧化铝多孔膜中Al2O3的非晶态结构。实验探究发现,往电解液中添加柠檬酸,可有效增加氧化膜厚度,并提高阳极氧化铝的绝缘性能和耐腐蚀性。本次实验采用控制柠檬酸的量对氧化膜性能影响的研究。如果对铝阳极氧化膜处理知识感兴趣,推荐阅读《如何处理铝阳极氧化膜层着色故障