表面工程學(xué)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)

1、.1第第1111章章 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)1 11.1 1.1 氧化處理氧化處理1 11.2 1.2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化1 11.3 1.3 磷化處理磷化處理1 11.4 1.4 鉻酸鹽處理鉻酸鹽處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜：化學(xué)轉(zhuǎn)化膜：通過化學(xué)或電化學(xué)手段，使金屬表通過化學(xué)或電化學(xué)手段，使金屬表面形成穩(wěn)定化合物膜層的方法。面形成穩(wěn)定化合物膜層的方法。結(jié)合力好：結(jié)合力好：由于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜是金屬基體直接參與由于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜是金屬基體直接參與成膜反應(yīng)而成的，因此膜與基體的結(jié)合力大。成膜反應(yīng)而成的，因此膜與基體的結(jié)合力大。 典型反應(yīng)：典型反

2、應(yīng)：mM + nAZ MmAn+ nZe 其其 中：中：M_M_基體金屬基體金屬 A_A_介質(zhì)陰離子介質(zhì)陰離子概概 述述Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù) 分類（根據(jù)形成膜介質(zhì)的不同）：分類（根據(jù)形成膜介質(zhì)的不同）：1 1、氧化物膜、氧化物膜_在含有氧化劑的溶劑中形成在含有氧化劑的溶劑中形成(氧化氧化)2 2、磷酸鹽膜、磷酸鹽膜_金屬在磷酸中形成金屬在磷酸中形成(磷化磷化)3 3、鉻酸鹽膜、鉻酸鹽膜_在鉻酸或鉻酸鹽溶液中形成在鉻酸或鉻酸鹽溶液中形成(鈍化鈍化) 幾乎所有的金屬表面均能成膜，工業(yè)上以幾乎所有的金屬表面均能成膜，工業(yè)上以Fe、Al、Zn、Cu、Mg為主。為主。概概 述

3、述Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)1 1 氧化處理氧化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)1 1 氧化處理氧化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)1 1 氧化處理氧化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)1 1 氧化處理氧化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)1 1 氧化處理氧化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)2 2 鋼鐵常溫化學(xué)氧化鋼鐵常溫化學(xué)氧化（常溫發(fā)黑（常溫發(fā)黑_節(jié)能高效簡(jiǎn)便、污染?。┕?jié)能高效簡(jiǎn)便、污染?。? 1 氧化處理氧化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)2 2 鋼鐵

4、常溫化學(xué)氧化鋼鐵常溫化學(xué)氧化（常溫發(fā)黑（常溫發(fā)黑_節(jié)能高效簡(jiǎn)便、污染小）節(jié)能高效簡(jiǎn)便、污染小）1 1 氧化處理氧化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)1 1 氧化處理氧化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)1 1 氧化處理氧化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)不同氧化工藝的特點(diǎn)：不同氧化工藝的特點(diǎn)：1 1 氧化處理氧化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)1 1 氧化處理氧化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù) 為了提高膜層的耐蝕性，凡經(jīng)為了提高膜層的耐蝕性，凡經(jīng)1-3號(hào)處理的號(hào)處理的膜層都要進(jìn)行封閉處理：膜層都要

5、進(jìn)行封閉處理：1 1 氧化處理氧化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)1 1 氧化處理氧化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化：鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化： 在適當(dāng)?shù)碾娊庖褐?，以在適當(dāng)?shù)碾娊庖褐?，以金屬作為?yáng)極金屬作為陽(yáng)極，在外，在外加電流的作用下，使表面生成氧化膜的方法。加電流的作用下，使表面生成氧化膜的方法。 膜層厚：幾十到幾百膜層厚：幾十到幾百m m （鋁的自然氧化膜厚度（鋁的自然氧化膜厚度0.0100.0100.0150.015m m）Ch11

6、Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化：鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化：金屬作為陽(yáng)極金屬作為陽(yáng)極Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)一、陽(yáng)極氧化膜的性質(zhì)及用途一、陽(yáng)極氧化膜的性質(zhì)及用途1、膜層多孔、膜層多孔 蜂窩狀，吸附能力很強(qiáng)（樹脂、蠟、涂料）蜂窩狀，吸附能力很強(qiáng)（樹脂、蠟、涂料）2、耐磨性好、耐磨性好 硬度高，吸附潤(rùn)滑劑后，進(jìn)一步提高耐磨性硬度高，吸附潤(rùn)滑劑后，進(jìn)一步提高耐磨性3、耐蝕性好、耐蝕性好 大氣中很穩(wěn)定，并與厚度、孔隙率有關(guān)，可采大氣中很穩(wěn)定，并與厚度、孔隙率有關(guān)，可采用封閉處理，進(jìn)一步提高耐蝕性用封閉處理，進(jìn)

7、一步提高耐蝕性2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)一、陽(yáng)極氧化膜的性質(zhì)及用途一、陽(yáng)極氧化膜的性質(zhì)及用途4、電絕緣性、電絕緣性 電阻大，擊穿電壓高，電容器電介質(zhì)層或電器電阻大，擊穿電壓高，電容器電介質(zhì)層或電器絕緣層絕緣層5、絕熱性、絕熱性 良好的絕熱層，承受良好的絕熱層，承受1500 ，瞬時(shí)高溫，導(dǎo)，瞬時(shí)高溫，導(dǎo)熱系數(shù)很低熱系數(shù)很低0.4191.26W/(m.k)6、結(jié)合力、結(jié)合力 很強(qiáng)，難以用機(jī)械的方法將它分離。很強(qiáng)，難以用機(jī)械的方法將它分離。2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜

8、技術(shù)二、陽(yáng)極氧化膜的形成機(jī)理二、陽(yáng)極氧化膜的形成機(jī)理 陰極：陰極：Pb 2H2e H2 陽(yáng)極：陽(yáng)極：Al-alloy H2O-2e O2H 2Al3O Al2O3 介質(zhì)：介質(zhì)：酸性溶液酸性溶液*同時(shí)酸對(duì)同時(shí)酸對(duì)Al或或Al-alloy膜進(jìn)行化學(xué)溶解：膜進(jìn)行化學(xué)溶解： 2Al+6H 2Al33H2 Al2O36H 2Al33H2 氧化氧化溶解溶解 最后達(dá)到平衡最后達(dá)到平衡2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù) 陽(yáng)極氧化的電壓陽(yáng)極氧化的電壓時(shí)間曲線：時(shí)間曲線：1 1、A A區(qū)無孔層形成區(qū)無孔層形成abab段段 幾十秒內(nèi)幾十秒內(nèi)0 0Vmax

9、Vmax2 2、B B階段多孔層形成階段多孔層形成bcbc段，被電解液溶解，段，被電解液溶解，出現(xiàn)多孔層出現(xiàn)多孔層3 3、C C階段多孔層增厚階段多孔層增厚cdcd段，直到動(dòng)態(tài)平衡，段，直到動(dòng)態(tài)平衡，無孔層和多孔層不隨無孔層和多孔層不隨時(shí)間變化時(shí)間變化2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù) 陽(yáng)極氧化的電壓陽(yáng)極氧化的電壓時(shí)間曲線：時(shí)間曲線：1 1、A A區(qū)無孔層形成區(qū)無孔層形成abab段段 幾十秒內(nèi)幾十秒內(nèi)0 0VmaxVmax2 2、B B階段多孔層形成階段多孔層形成bcbc段，被電解液溶解，段，被電解液溶解，出現(xiàn)多孔層出現(xiàn)多孔層3 3

10、、C C階段多孔層增厚階段多孔層增厚cdcd段，直到動(dòng)態(tài)平衡，段，直到動(dòng)態(tài)平衡，無孔層和多孔層不隨無孔層和多孔層不隨時(shí)間變化時(shí)間變化2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)三、鋁及其陽(yáng)極氧化工藝三、鋁及其陽(yáng)極氧化工藝硫酸、鉻酸、草酸硫酸、鉻酸、草酸1 1、硫酸的陽(yáng)極氧化、硫酸的陽(yáng)極氧化 稀硫酸電解液中通交流或直流電，膜層厚稀硫酸電解液中通交流或直流電，膜層厚5 52020 mm，吸附性較好，吸附性較好，無色透明氧化膜無色透明氧化膜，工藝簡(jiǎn)單，溶液穩(wěn)定，工藝簡(jiǎn)單，溶液穩(wěn)定，操作方便。操作方便。2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化

11、Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)三、鋁及其陽(yáng)極氧化工藝三、鋁及其陽(yáng)極氧化工藝硫酸、鉻酸、草酸硫酸、鉻酸、草酸1、硫酸的陽(yáng)極氧化、硫酸的陽(yáng)極氧化2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)硫酸陽(yáng)極氧化的影響因素：硫酸陽(yáng)極氧化的影響因素： 硫酸的濃度硫酸的濃度 溶解速度快，膜薄且軟，空隙多，吸附力強(qiáng)，染色性好溶解速度快，膜薄且軟，空隙多，吸附力強(qiáng)，染色性好 氧化膜生產(chǎn)速度快，孔隙率低，硬度較高，耐磨、反光氧化膜生產(chǎn)速度快，孔隙率低，硬度較高，耐磨、反光 溫度溫度T26 疏松，硬度低疏松，硬度低 電流密度電流密度 膜層生產(chǎn)速度加快，

12、氧化時(shí)間縮短，溶解少，膜厚膜層生產(chǎn)速度加快，氧化時(shí)間縮短，溶解少，膜厚2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)硫酸陽(yáng)極氧化的影響因素：硫酸陽(yáng)極氧化的影響因素：時(shí)間時(shí)間 與濃度、溫度、電流密度、所需厚度有關(guān)與濃度、溫度、電流密度、所需厚度有關(guān)攪拌攪拌 避免局部升溫和成分不均，保證膜層質(zhì)量避免局部升溫和成分不均，保證膜層質(zhì)量合金成分合金成分 其他成分增加，膜層質(zhì)量下降其他成分增加，膜層質(zhì)量下降 Al-Mg 當(dāng)當(dāng)Mg5%時(shí)，需用熱處理使時(shí)，需用熱處理使Mg均勻化，否則均勻化，否則影響膜層的透明度影響膜層的透明度 Al-Mg-Si Si% 膜層無

13、色透明膜層無色透明灰色灰色紫色紫色黑色黑色 Al-Cu-Mg-Mn Cu% 膜硬度膜硬度 孔隙率增加，疏松孔隙率增加，疏松2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)2、鉻酸陽(yáng)極氧化、鉻酸陽(yáng)極氧化 25，孔隙率低，膜層質(zhì)軟，耐磨性較差，由于，孔隙率低，膜層質(zhì)軟，耐磨性較差，由于Al溶解少，形成氧化膜后仍能保持原來的精度和溶解少，形成氧化膜后仍能保持原來的精度和Ra，適用于精密零件。適用于精密零件。2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)鉻酸陽(yáng)極氧化的影響因素：鉻酸陽(yáng)極氧化的影響因素：1)

14、1)鉻干的濃度鉻干的濃度 可略高，否則電解液不穩(wěn)定可略高，否則電解液不穩(wěn)定2)2)雜質(zhì)雜質(zhì) Cl、SO42+、Cr3+有害有害 Cl 蝕刻蝕刻 SO42 膜層不透明，縮短電解液使用壽命膜層不透明，縮短電解液使用壽命 Cr3+ 使氧化膜暗而無光使氧化膜暗而無光3)3)電壓電壓 015min內(nèi)，電壓內(nèi)，電壓040V，每次升壓不大于，每次升壓不大于5V/次，到次，到40V后保持到氧化結(jié)束。后保持到氧化結(jié)束。 2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)3、草酸陽(yáng)極氧化、草酸陽(yáng)極氧化 草酸對(duì)鋁及鋁合金的腐蝕作用小，草酸陽(yáng)極氧化膜草酸對(duì)鋁及鋁合金的腐蝕

15、作用小，草酸陽(yáng)極氧化膜的硬度高、膜層較厚，可達(dá)的硬度高、膜層較厚，可達(dá)6060，耐腐蝕性好，有良，耐腐蝕性好，有良好的絕緣性?？傻玫礁鞣N鮮艷的顏色。好的絕緣性?？傻玫礁鞣N鮮艷的顏色。2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉 多孔膜經(jīng)過著色和封閉處理后，可得到不同多孔膜經(jīng)過著色和封閉處理后，可得到不同的顏色并能提高耐蝕性和耐磨性。的顏色并能提高耐蝕性和耐磨性。1 1、氧化膜的著色、氧化膜的著色

16、1)1)無機(jī)顏料著色無機(jī)顏料著色 物理吸附于膜層微孔表面，與基體結(jié)合力弱，物理吸附于膜層微孔表面，與基體結(jié)合力弱，色彩不夠鮮艷，但抗老化性好。色彩不夠鮮艷，但抗老化性好。2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉1 1、氧化膜的著色、氧化膜的著色 1)1)無機(jī)顏料著色無機(jī)顏料著色2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉 多孔膜經(jīng)過著色和封閉處理后，可得到不同的多孔膜經(jīng)過著色和封閉處理

17、后，可得到不同的顏色并能提高耐蝕性和耐磨性。顏色并能提高耐蝕性和耐磨性。1 1、氧化膜的著色、氧化膜的著色 2)2)有機(jī)顏料著色有機(jī)顏料著色 物理吸附化學(xué)吸附，色彩鮮艷、色譜廣，物理吸附化學(xué)吸附，色彩鮮艷、色譜廣，抗老化性差?？估匣圆?。2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉1 1、氧化膜的著色、氧化膜的著色 2)2)有機(jī)顏料著色有機(jī)顏料著色2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封

18、閉1 1、氧化膜的著色、氧化膜的著色 3)3)電解著色電解著色 陽(yáng)極氧化后的陽(yáng)極氧化后的Al或或Al-alloy放入含金屬鹽的電解液中放入含金屬鹽的電解液中進(jìn)行電解，經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)，使進(jìn)入氧化膜微孔中的重金進(jìn)行電解，經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)，使進(jìn)入氧化膜微孔中的重金屬離子還原為金屬原子，沉積于孔底而著色。屬離子還原為金屬原子，沉積于孔底而著色。特性：特性：耐磨、耐曬、耐熱、耐蝕、色澤穩(wěn)定耐磨、耐曬、耐熱、耐蝕、色澤穩(wěn)定用途：用途：建筑裝飾鋁材建筑裝飾鋁材2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉1 1、

19、氧化膜的著色、氧化膜的著色 3)3)電解著色電解著色2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉2 2、氧化膜的封閉處理、氧化膜的封閉處理 鋁及其合金經(jīng)陽(yáng)極氧化后，無論是否著色，都要及鋁及其合金經(jīng)陽(yáng)極氧化后，無論是否著色，都要及時(shí)進(jìn)行封孔處理，固定顏料在微孔中，防止?jié)B出，同時(shí)時(shí)進(jìn)行封孔處理，固定顏料在微孔中，防止?jié)B出，同時(shí)提高膜的耐磨性、耐曬性、耐蝕性和絕緣性。提高膜的耐磨性、耐曬性、耐蝕性和絕緣性。2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜

20、技術(shù)三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉2 2、氧化膜的封閉處理、氧化膜的封閉處理 1)1)熱水封閉法（蒸汽封閉法）熱水封閉法（蒸汽封閉法） Al2O3nH2O Al2O3nH2O當(dāng)當(dāng)n=1時(shí)，體積增加時(shí)，體積增加33% n=3時(shí)，體積增加時(shí)，體積增加100% 體積增大封閉膜孔體積增大封閉膜孔工藝過程：工藝過程：90100，PH67.5，1530min 蒸餾水或去離子水（透明、色澤）蒸餾水或去離子水（透明、色澤）2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉2 2、氧化膜的封閉

21、處理、氧化膜的封閉處理 2)2)重鉻酸鹽封閉法重鉻酸鹽封閉法 2Al2O33K2Cr2O7H2O 2AlOHCrO4 2AlOHCr2O76KOH封孔：封孔：AlOHCrO4 堿式鉻酸鋁堿式鉻酸鋁 AlOHCr2O7 堿式重鉻酸鋁堿式重鉻酸鋁 Al2O3 H2O 一水氧化鋁一水氧化鋁 Al2O3 3H2O 三水氧化鋁三水氧化鋁2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉2 2、氧化膜的封閉處理、氧化膜的封閉處理 2)2)重鉻酸鹽封閉法重鉻酸鹽封閉法 配方及工藝：重鉻酸鉀配方及工藝：重鉻酸鉀

22、5070g/L 溫度溫度 9095 PH 67 時(shí)間時(shí)間 1525min 膜層：黃色，耐蝕性好膜層：黃色，耐蝕性好 用途：防護(hù)用鋁用途：防護(hù)用鋁 2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉2 2、氧化膜的封閉處理、氧化膜的封閉處理 3)3)水解封閉法水解封閉法工藝工藝 鎳鹽和鈷鹽的極稀溶液被氧化膜吸收后，發(fā)生鎳鹽和鈷鹽的極稀溶液被氧化膜吸收后，發(fā)生水解反應(yīng)：水解反應(yīng)：Ni2+2H2O=Ni(OH)2+2H+Co2+2H2O=Co(OH)2+2H+封孔：封孔：Ni(OH)2和和Co(OH)2

23、無色，適用于著色無色，適用于著色 氧化膜的封孔氧化膜的封孔2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉2 2、氧化膜的封閉處理、氧化膜的封閉處理 3)3)水解封閉法水解封閉法工藝工藝2 2 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉三、陽(yáng)極氧化膜的著色與封閉2 2、氧化膜的封閉處理、氧化膜的封閉處理 4)4)填充封閉法填充封閉法 采用透明清漆、熔融石蠟、樹脂、干性油等采用透明清漆、熔融石蠟、樹脂、干性油等2 2 鋁及鋁合

24、金的陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化幾件事情： 歡迎-畢業(yè)設(shè)計(jì)、研究生選題 QQ群（隨時(shí)交流、明年新開課時(shí)更新） 這次課的安排（化學(xué)轉(zhuǎn)化膜/復(fù)習(xí)/答疑） 成績(jī)（平時(shí)30%，考試70%） 考試（填空/多選/簡(jiǎn)答）鋁的陽(yáng)極氧化： 鋁的陽(yáng)極氧化工藝分哪幾個(gè)步驟？ 畫出陽(yáng)極氧化工藝示意圖 除了溶液配方外，陽(yáng)極氧化還有哪些重要的工藝參數(shù)？ 陽(yáng)極氧化與電鍍有何異同之處？Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)3 3 磷化處理磷化處理一、鋼鐵的磷化處理一、鋼鐵的磷化處理 把金屬放入含有把金屬放入含有MnMn、FeFe、ZnZn的的磷酸鹽溶液磷酸鹽溶液中中進(jìn)

25、行化學(xué)處理，使金屬表面生成一層難溶于水的進(jìn)行化學(xué)處理，使金屬表面生成一層難溶于水的磷酸鹽保護(hù)膜的方法，叫做金屬的磷酸鹽處理，磷酸鹽保護(hù)膜的方法，叫做金屬的磷酸鹽處理，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱磷化磷化。 特性：特性： 膜層為微孔結(jié)構(gòu)，與基體結(jié)合牢固，具有良膜層為微孔結(jié)構(gòu)，與基體結(jié)合牢固，具有良好的吸附性、潤(rùn)滑性、耐蝕性、不粘附熔融金屬好的吸附性、潤(rùn)滑性、耐蝕性、不粘附熔融金屬（SnSn、AlAl、ZnZn）及較高的電絕緣性。）及較高的電絕緣性。Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)一、鋼鐵的磷化處理一、鋼鐵的磷化處理 用途：用途： 涂料的底層，金屬冷加工時(shí)的潤(rùn)滑層，金屬涂料的底層，金屬冷加工時(shí)的潤(rùn)滑層

26、，金屬表面的保護(hù)層，以及電機(jī)硅鋼片的絕緣處理，壓表面的保護(hù)層，以及電機(jī)硅鋼片的絕緣處理，壓鑄模具的防粘處理。鑄模具的防粘處理。 膜厚：膜厚： 520 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、成本低，生產(chǎn)率高。設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、成本低，生產(chǎn)率高。3 3 磷化處理磷化處理磷化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)1 1、磷化膜的形成機(jī)理、磷化膜的形成機(jī)理 磷酸二氫鹽磷酸二氫鹽“”磷酸磷酸 中進(jìn)行如下反應(yīng)：中進(jìn)行如下反應(yīng)： M(H2PO4)2MHPO4 +H3PO4 3MHPO4M3(PO4)2 +H3PO4 MHPO4、 M3(PO4)2結(jié)晶形成磷化膜結(jié)晶形成磷化膜鋼鐵的磷化處理：鋼鐵的

27、磷化處理：3 3 磷化處理磷化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)2 2、磷化膜的組成和結(jié)構(gòu)、磷化膜的組成和結(jié)構(gòu)1)1)磷化鐵膜磷化鐵膜（Fe3P） 非晶質(zhì)非晶質(zhì)，0.210.8g/m2，呈灰色、青色、黃色呈灰色、青色、黃色2)2)磷酸鋅膜磷酸鋅膜 磷酸鋅磷酸鋅 Zn3(PO4)2 和磷酸鋅鐵和磷酸鋅鐵Zn2Fe(PO4)2 4H2O 整體呈淺灰至深灰結(jié)晶狀整體呈淺灰至深灰結(jié)晶狀3)3)磷酸錳系磷酸錳系 磷酸錳磷酸錳Mn3(PO4)2 3H2O 磷酸氫錳磷酸氫錳鐵鐵2MnHPO4 FeHPO4 2.5H2O 其結(jié)構(gòu)呈板狀其結(jié)構(gòu)呈板狀鋼鐵的磷化處理：鋼鐵的磷化處理：3 3 磷化處

28、理磷化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)3、磷化工藝、磷化工藝1)1)磷化配方及工藝規(guī)范磷化配方及工藝規(guī)范 高溫高溫(8898)：膜厚、速度快，硬，耐蝕、耐膜厚、速度快，硬，耐蝕、耐熱，結(jié)合力強(qiáng)，能耗大，蒸發(fā)快，成分變化快，熱，結(jié)合力強(qiáng)，能耗大，蒸發(fā)快，成分變化快，晶粒粗細(xì)不勻晶粒粗細(xì)不勻 中溫中溫(5570) ：速度快，溶液穩(wěn)定，耐蝕性速度快，溶液穩(wěn)定，耐蝕性好，溶液復(fù)雜，調(diào)整麻煩好，溶液復(fù)雜，調(diào)整麻煩 常溫常溫(1535) ：節(jié)能、成本低，溶液穩(wěn)定，節(jié)能、成本低，溶液穩(wěn)定，耐蝕，結(jié)合力低，時(shí)間長(zhǎng)，效率低耐蝕，結(jié)合力低，時(shí)間長(zhǎng)，效率低鋼鐵的磷化處理：鋼鐵的磷化處理：3 3

29、磷化處理磷化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)鋼鐵的磷化處理：鋼鐵的磷化處理：3、磷化工藝、磷化工藝 1)磷化配方及工藝規(guī)范磷化配方及工藝規(guī)范3 3 磷化處理磷化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)3、磷化工藝、磷化工藝2)2)影響磷化的因素影響磷化的因素 游離酸度游離酸度 高，晶粒粗大、疏松、耐蝕性差高，晶粒粗大、疏松、耐蝕性差 低，膜薄低，膜薄 總酸度總酸度 高，高， 晶粒晶粒 耐蝕性耐蝕性 低，低， 晶粒晶粒 耐蝕性耐蝕性 金屬離子的影響金屬離子的影響鋼鐵的磷化處理：鋼鐵的磷化處理：3 3 磷化處理磷化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)

30、3、磷化工藝、磷化工藝2)影響磷化的因素影響磷化的因素 P2O5的影響的影響 NO3、NO2、F的影響的影響 雜質(zhì)的影響雜質(zhì)的影響 溫度的影響溫度的影響 基體金屬基體金屬 預(yù)處理的影響預(yù)處理的影響鋼鐵的磷化處理：鋼鐵的磷化處理：3 3 磷化處理磷化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)3、磷化工藝、磷化工藝3)3)磷化膜的后處理磷化膜的后處理填充和封閉填充和封閉 填充：填充：重鉻酸鉀重鉻酸鉀 3050g/L 碳酸鈉碳酸鈉 24g/L 溫度溫度 8095 PH 67 時(shí)間時(shí)間 515min 封閉：封閉：防銹油、潤(rùn)滑油防銹油、潤(rùn)滑油鋼鐵的磷化處理：鋼鐵的磷化處理：3 3 磷化處理磷化

31、處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)二、非鐵合金的磷化處理二、非鐵合金的磷化處理涂漆前的打底涂漆前的打底 Al或或Al-alloy 鉻干（鉻干（CrO3） 712 g/L 磷酸（磷酸（H3PO4） 5867 g/L 氟化鈉（氟化鈉（NaF） 35 g/L PH 1.52.0 F/CrO3 0.10.43 3 磷化處理磷化處理Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)4 4 鉻酸鹽處理鉻酸鹽處理鉻酸鹽處理鉻酸鹽處理( (鈍化鈍化) )： 把金屬或金屬鍍層放入含有某些添加劑的把金屬或金屬鍍層放入含有某些添加劑的鉻酸或鉻鉻酸或鉻酸

32、鹽溶液酸鹽溶液中，進(jìn)行化學(xué)或電化學(xué)處理，使金屬表面生成中，進(jìn)行化學(xué)或電化學(xué)處理，使金屬表面生成一層一層Cr3+或或Cr6+組成的鉻酸鹽膜的方法。組成的鉻酸鹽膜的方法。特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)合力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊密，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐腐蝕、結(jié)合力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊密，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐腐蝕、 保護(hù)作用強(qiáng)；保護(hù)作用強(qiáng)；色彩豐富，色彩豐富，透明、乳白、黃色、透明、乳白、黃色、 淡綠、綠、橄欖綠、褐色、黑色淡綠、綠、橄欖綠、褐色、黑色用途：用途：Zn、Cd鍍層的后處理，提高耐蝕性鍍層的后處理，提高耐蝕性 Al、Cu、Sn、Mg及其合金的防腐及其合金的防腐Ch11 Ch11 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)一、鉻酸鹽膜的形成過程一、鉻酸鹽膜的形成過程三個(gè)步驟三個(gè)步驟1、金屬表面被氧化并以離子的形式轉(zhuǎn)入溶液，、金屬表面被氧化并以離子的形式轉(zhuǎn)入溶液，并有并