鋁及鋁合金的氧化

1、v自然氧化膜太薄(1015nm)，孔隙率高，強(qiáng)度低，耐蝕性差v純鋁加入合金元素強(qiáng)化后，耐蝕性能下降（一）陽極氧化 硫酸陽極氧化 硬質(zhì)陽極氧化 鉻酸陽極氧化 草酸陽極氧化 其他陽極氧化（二）化學(xué)氧化 堿性化學(xué)氧化 酸性化學(xué)氧化（三）鋁合金氧化膜的性質(zhì) 多孔結(jié)構(gòu)（吸附性能） 機(jī)械性質(zhì)（硬度高） 電學(xué)性質(zhì)（電絕緣） 熱性質(zhì)（絕熱） 化學(xué)性質(zhì)（耐蝕性能）陽極氧化的電極反應(yīng)v陽極：H2O=O+2H+2e；3O+2Al=Al2O3 v陰極：2H+2e=H2 v膜的溶解：Al2O3 +3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2OvAl的溶解：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2膜層生長過程 無孔層

2、形成生成大于溶解；臨界電壓與系統(tǒng)有關(guān) 膜孔出現(xiàn)溶解；擊穿；升溫；溶解 多孔層加厚孔底成膜，當(dāng)其速度與孔口腐蝕速度相等時(shí)，膜厚不再增加電滲流 水化的氧化膜帶負(fù)電 孔底水化程度低，接近基體，電位高，使得Al3+溶液從里向外按電位高低移動(dòng) 新鮮溶液由中心進(jìn)入v氧化物，水，陰離子v六方形氧化物組成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)v工藝流程槽液組成及工藝條件影響氧化膜質(zhì)量的因素 硫酸含量溶膜，導(dǎo)電 溫度（重要因素）熱量來源：反應(yīng)放熱；無孔層電壓降冷凍機(jī)降溫；加入有機(jī)酸；控制電壓和電流；攪拌影響氧化膜質(zhì)量的因素 氧化時(shí)間 電流密度 材料化學(xué)成分 電解液中的雜質(zhì)膜比及電流效率v硬度和耐磨性 Hv250，高的可達(dá)350 微孔可吸

3、附潤滑劑，提高耐磨性v耐蝕性v電絕緣性v絕熱性v降低溫度以降低氧化膜的溶解速度v延長時(shí)間v提高電壓和加大電流以克服電阻，提高氧化膜的生成速度延長多孔層加厚段時(shí)間區(qū)的長度.硫酸的濃度.溫度.陽極電流密度.始末電壓.合金成分(重要因素)v在含有緩蝕劑的對氧化膜有輕微溶解作用的弱酸和弱堿溶液中煮沸，可得0.54m的化學(xué)氧化膜v優(yōu)點(diǎn)：快，不耗電，設(shè)備簡單，成本低，有一定的耐蝕性，與涂層的結(jié)合力好v缺點(diǎn)：薄，著色難，裝飾性不好，軟v適用于涂裝底層和不宜陽極氧化的小薄工件v沸水中：AlAl3+ +3e2H2O +2e 2OH- +H2Al3+ + 3OH- AlOOH +H2O偏鋁酸轉(zhuǎn)化為難溶的-Al2O

4、3H2O晶體v加有Na2CO3和Na2CrO4時(shí)：2Al +Na2CO3+ 3H2O 2NaAlO2+CO2+3H2 NaAlO2+ H2O AlOOH +NaOHCO2+ NaOH Na2CO3+ H2OAl+Na2CrO4+2H2OAlOOH+2NaOH+CrOOHNa2CrO4+ 3H2 Cr2O3+ 4NaOH + H2Ov氧化膜中含有Al2O3H2O 和Cr2O3 H2O v色彩v耐蝕性v耐曬性v耐磨性v氧化膜著色的條件： 膜層均勻，有一定厚度； 有一定的孔隙率和吸附性； 氧化膜本身應(yīng)無色透明； 氧化膜應(yīng)無機(jī)械損傷最好用硫酸溶液獲得氧化膜.吸附著色/染色（吸附于膜孔表面）v無機(jī)顏料著

5、色無機(jī)顏料分子物理吸附于膜層微孔的表面，進(jìn)行填充不鮮艷，結(jié)合力差v有機(jī)染料著色物理吸附于孔膜之中，進(jìn)行填充有的與氧化層化學(xué)反應(yīng)，生成物進(jìn)入孔膜而顯色： 染料分子上的磺基與氧化鋁形成共價(jià)鍵； 染料分子上的酚基與氧化鋁形成氫鍵； 染料分子與氧化鋁形成絡(luò)合物2.整體著色(帶色氧化膜)v利用合金中的元素發(fā)色；v利用溶液中的元素發(fā)色耐曬性好3.電解著色(金屬沉積于孔底)v在金屬鹽溶液中用交流電電解；v一般用鎳鹽，錫鹽（1）.熱水封閉（2）.重鉻酸鹽封閉(主要用于防護(hù)目的)（3）.水解鹽封閉（4）.兩步法v第一次,吸附NiSO4,水解為Ni(OH)2；v第二次,與K2CrO4=反應(yīng)生成NiCrO4沉淀, 保護(hù)膜層.（5）.中,低溫封閉v水合作用加