陽極處理工藝流程講義課件

鋁及其合金陽極處理技術(shù)介紹12/18/20221鋁及其合金陽極處理技術(shù)介紹12/14/20221內(nèi)容一.概述二.陽極處理工藝流程三.陽極顏色管控四.生產(chǎn)操作注意事項(xiàng)五.不良品分析六.結(jié)束語12/18/20222內(nèi)容一.概述12/14/202221.什么叫做陽極氧化？將鋁合金制件在硫酸、鉻酸、磷酸、草酸等電解液中，作陽極進(jìn)行電解處理。由水的電解產(chǎn)生初生態(tài)的氧具有很強(qiáng)的氧化能力，它與陽極鋁作用生成氧化物，并形成氧化物膜層。2.陽極氧化作用？通過陽極氧化處理，可以在鋁合金表面形成一層氧化物膜，具有如下作用。(a)提高硬度(b)防腐蝕(c)裝飾作用一.概述12/18/202231.什么叫做陽極氧化？將鋁合金制件在硫酸、鉻酸、磷酸、草酸3.陽極處理適合何種材料？(a)鋁合金(b)鎂合金(c)鈦合金4.鋁合金為什么要進(jìn)行陽極處理？(a)氧化膜薄，抗蝕性差(b)硬度低，耐磨性差(c)不能染色12/18/202243.陽極處理適合何種材料？(a)鋁合金4.鋁合金為什么要5.陽極處理在工業(yè)上有哪些應(yīng)用？徑陽極氧化處理后的鋁材用途廣泛，可用于航空航天、機(jī)械、電子、建筑等工業(yè)領(lǐng)域。主要起到如下功能：A防護(hù)性氧化膜B防護(hù)-裝飾性氧化膜C功能性氧化膜(a)硬質(zhì)氧化膜：(b)自潤滑氧化膜(c)絕緣性氧化膜(d)磁性氧化膜(e)光吸收氧化膜(f)催化膜12/18/202255.陽極處理在工業(yè)上有哪些應(yīng)用？徑陽極氧化處理后的鋁材用途6.經(jīng)陽極處理的鋁合金產(chǎn)品有哪些？飾物門窗建筑美容品3c產(chǎn)品交通化妝品12/18/202266.經(jīng)陽極處理的鋁合金產(chǎn)品有哪些？飾物門窗建筑美容品3c陽極氧化+蝕刻LOGO雙色陽極氧化多色陽極氧化化學(xué)蝕刻+陽極氧化12/18/20227陽極氧化+蝕刻LOGO雙色陽極氧化多色陽極氧化化學(xué)蝕刻+陽極MOTOROLA12/18/20228MOTOROLA12/14/20228二.陽極處理流程脫脂陽極氧化染色封孔烘乾鹼性腐蝕化學(xué)拋光中和剝黑膜12/18/20229二.陽極處理流程脫脂陽極氧化染色封孔烘乾鹼性腐蝕化學(xué)拋光中和目的:除去沖壓/拋光等工段殘余的油脂與蠟澤

主反應(yīng):脫脂液中的鹼與工件表面的油脂反應(yīng),生成水溶性的肥皂與甘油(C17H35COO)3C3H5+3NaOH3C17H15COONa+C3H5(OH)3

硬脂酸酯鹼肥皂甘油乳化:除去工件表面無法皂化的油與蠟性質(zhì):弱堿

溫度:50-55攝氏度時(shí)間:4-8分鍾設(shè)備:超間波清洗化學(xué)藥品:R100註意事項(xiàng):1.溫度2.濃度3.超音波頻率

脫脂12/18/202210目的:除去沖壓/拋光等工段殘余的油脂與蠟澤脫脂劑主成分:

乳狀清潔劑:石臘,三羥基三乙胺，油酸，松油浸泡清潔劑:

磷酸三鈉，硅酸鈉，六甲磷酸鈉，碳酸鈉中級清潔劑:

碳酸鈉，硅酸鈉，多磷酸鈉重級清潔劑:

苛性鈉，磷酸三鈉，硅酸鈉酸性清潔劑:

硫酸，磷酸蒸氣清潔劑:

三氯乙烯，四氯乙烯12/18/202211脫脂劑主成分:12/14/202211鹼咬目的:1.除去工件表面原有之Al2O3不導(dǎo)電層2.調(diào)節(jié)工件表面的亮啞度(鹼咬=鹼腐蝕,破壞工件表面平整性造成光線散(漫)射,影響外觀主反應(yīng):先進(jìn)行:Al2O3+OH-NaAlO2+其它后進(jìn)行:Al+NaOHNaAlO2+H2+其它性質(zhì):強(qiáng)堿

溫度:50-60攝氏度化學(xué)藥品:R200主要成份:Na0H時(shí)間:20秒-10分鍾註意事項(xiàng):1.溫度2.濃度12/18/202212鹼咬目的:1.除去工件表面原有之Al2O3不導(dǎo)電層12剝黑膜目的:去除工件表面偏鋁酸鈉及混合金屬雜質(zhì)主反應(yīng):M+HNO3

M(NO3)X

+NO+H2O

AlO2-

+H+

Al3++H2O藥水組成：1.主成份:HNO32.添加劑:六次甲基四胺金屬鹽

性質(zhì):強(qiáng)酸溫度:室溫化學(xué)藥品:HNO3時(shí)間:5-60秒注意事項(xiàng):1.不要碰到此藥水以免損壞皮膚2.加藥時(shí)要配戴防護(hù)用具12/18/202213剝黑膜目的:去除工件表面偏鋁酸鈉及混合金屬雜質(zhì)12/14預(yù)浸目的:防止水份進(jìn)入化學(xué)拋光槽性質(zhì):中強(qiáng)酸溫度:室溫化學(xué)藥品:磷酸時(shí)間:5-10秒注意事項(xiàng):盡量把工件上面的水份甩幹再入預(yù)浸槽12/18/202214預(yù)浸目的:防止水份進(jìn)入化學(xué)拋光槽12/14/202214化學(xué)拋光目的:1.除去工件表面原有之Al2O3不導(dǎo)電層2.調(diào)節(jié)工件表面的亮啞度主反應(yīng):2Al+6H+2Al3++3H2Al2O3+6H+2Al3++3H2O藥水組成1.主成份:H3PO4-HNO3H3PO4-H2SO4H3PO4-H2SO4-HNO32.添加劑:硝酸銅硫酸銅硼酸酒石酸苯磺酸鹽12/18/202215化學(xué)拋光目的:1.除去工件表面原有之Al2O3不導(dǎo)電層1分類硝酸化拋:性質(zhì):強(qiáng)酸溫度:100-110攝氏度化學(xué)藥品:HNO3H3PO4BRI-20時(shí)間:5-60秒硫酸化拋:性質(zhì):強(qiáng)酸溫度:100-110攝氏度化學(xué)藥品:H2SO4H3PO4時(shí)間:5-60秒12/18/202216分類12/14/202216硝酸-硫酸-磷酸化拋:性質(zhì):混合酸溫度:100-110攝氏度化學(xué)藥品:HNO3H2SO4H3PO4BRI-20時(shí)間:5-60秒註意事項(xiàng):1.溫度2.加藥頻率12/18/202217硝酸-硫酸-磷酸化拋:12/14/202217中和目的:去除工件表面磷酸鹽及少量不溶性雜質(zhì)主反應(yīng):

xSi+4MFx

xSiF4

+4Mx+

AlPO4+3H+

Al3++H3PO4藥水組成：1.主成份:HNO32.添加劑:六次甲基四胺金屬鹽

性質(zhì):強(qiáng)酸溫度:室溫化學(xué)藥品:HNO3

時(shí)間:5-60秒注意事項(xiàng):1.不要碰到此藥水以免損壞皮膚2.加藥時(shí)要配戴防護(hù)用具12/18/202218中和目的:去除工件表面磷酸鹽及少量不溶性雜質(zhì)12/14/無機(jī)酸

酸性電解質(zhì)有機(jī)酸

混合酸氫氧化鈉系磷酸鈉系鹼性電解液磷酸二氫鈉系氫氧化銨系非水電解液陽極氧化硫酸系鉻酸系磷酸系溶融電解液硼酸甲酸胺系草酸系磺基水揚(yáng)酸等12/18/202219

陽極氧化:利用電化學(xué)原理,在鋁工件表面生成一層Al2O3膜,除了抗腐蝕,磨耗目的外,還可以利用Al2O3陶瓷材料的多孔性,填充染料,達(dá)成著色的目的

1.陰極半反應(yīng)2H++2e-H2(氫氣)

2.陽極半反應(yīng)Al-3eAl3+(1)H2OO2-+2H+

(2)

3O2-+2Al3+Al2O3(3)……Al2O3膜生成2Al+6H+2Al3++3H2Al2O3+6H+2Al3++3H2O(5)……Al2O3膜溶解

(3),(4)是互相競爭的反應(yīng),但當(dāng)(3),(4)的反應(yīng)速率相等時(shí),即表示Al2O3膜的生成與消失速率相同,膜厚不再增長,即使延長氧化時(shí)間,都不再有變化

-8-12/18/202220陽極氧化:利用電化學(xué)原理,在鋁工件表面生成一層Al2O3膜鋁陽極氧化膜的生成A區(qū)膜層生長B區(qū)陰擋層形成C區(qū)膜層穩(wěn)定生成,直到溶解與生長速率達(dá)到平衡時(shí)間/s20304050482620226024ABC電壓/VABC鋁基件阻擋層多孔層Al2O3.H2O鋁陽極氧化膜生成過程示意圖12/18/202221鋁陽極氧化膜的生成A區(qū)膜層生長時(shí)間/s20304050482性質(zhì):強(qiáng)酸溫度:20-22攝氏度時(shí)間:35-65分鍾化學(xué)藥品:H2SO4注意事項(xiàng):

1.溫度2.時(shí)間3.濃度4.電壓5.電流6.陽極氧化時(shí)工件置放于陽極12/18/202222性質(zhì):強(qiáng)酸12/14/202222陽極參數(shù)對氧化膜性能的影響12/18/202223陽極參數(shù)對氧化膜性能的影響12/14/202223染色前處理

Al2O3膜生成后,並不宜立刻染色,因?yàn)锳l2O3為無機(jī)物質(zhì),而染料為有機(jī)物質(zhì),兩者之間結(jié)合不易.所以必須於染色前在工件表面覆蓋一層兼具無/有機(jī)物質(zhì)化性的即“界面活性劑,以利Al2O3--染料結(jié)合.染色前處理—有機(jī)酸12/18/202224染色前處理Al2O3膜生成后,並不宜立刻染色,染色前處理—無機(jī)酸常用酸：H2SO4HNO3優(yōu)點(diǎn)1.使氧化膜孔隙率增加，提高吸附力2.溶解膜與大氣水分反應(yīng)生成的水合物缺點(diǎn)氧化膜質(zhì)量下降

12/18/202225染色前處理—無機(jī)酸常用酸：H2SO4HNO312/1染色

即將染料分子填充至Al2O3孔隙的過程,染料大致上可分為有機(jī)與無機(jī)兩種,一般陽極用染料為有機(jī)性,例煤碳綠所需的706,804兩種染料,結(jié)構(gòu)如下:12/18/202226染色即將染料分子填充至Al2O3孔隙的過程,染料大致染色過程:第一階段：溶液中遷移第二階段：膜外表面吸附第三階段：孔內(nèi)擴(kuò)散染料與染色12/18/202227染色過程:染料與染色12/14/202227磺酸鹽染料的染色機(jī)理含硫酸基酸性染料的染色反應(yīng)ACBAlAlAlAlO3S-O3S+SO3--O3S-O3S++Al+-O3S-染料+NaHSO4AlHSO4+NaO3S-染料A:共價(jià)鍵B:單個(gè)分子離子交換C:膠團(tuán)離子交換12/18/202228磺酸鹽染料的染色機(jī)理含硫酸基酸性染料的染色反應(yīng)ACBAl804,706染料結(jié)構(gòu)圖12/18/202229804,706染料結(jié)構(gòu)圖12/14/202229濃度控制比色法UV法HPLC法12/18/202230濃度控制比色法UV法HPLC法12/14/202230染色問題點(diǎn)一、槽液濃度濃度變化大消耗速率不同二、槽液老化帶入雜質(zhì)多染色分子的降解注意事項(xiàng):

1.溫度2.時(shí)間3.濃度4.搖擺5.ph值12/18/202231染色問題點(diǎn)一、槽液濃度注意事項(xiàng):12/14/202231

Al2O3孔隙填充過染料后,如不加以處理,放置一段時(shí)間后,孔隙中的染料會(huì)逐漸析出或變色,為避免此現(xiàn)象發(fā)生,染色后必須將Al2O3孔隙加以封閉,即為[封孔](seal)封孔12/18/202232Al2O3孔隙填充過染料后,如不加以處理,放置一段3-1.精密儀器分析:產(chǎn)品品質(zhì)的保証三、陽極顏色管控12/18/2022333-1.精密儀器分析:產(chǎn)品品質(zhì)的保証三、陽極顏色3-2顏色問題點(diǎn)及改善12/18/2022343-2顏色問題點(diǎn)及改善12/14/2022343-3嚴(yán)格制程管理:外觀界制程條件整理12/18/2022353-3嚴(yán)格制程管理:外觀界制程條件整理12/14/202233-4.掌握染料特性

1.化學(xué)元素特性:有機(jī),無機(jī)及重金屬絡(luò)合物2.特殊應(yīng)用:適合何種材料表面

3.耐光值:遵照ISO標(biāo)準(zhǔn)在光源下曝露100小時(shí)的試樣,用ISO的八級藍(lán)標(biāo)尺作肉眼檢查

1=低2=中度5=好6=很好7=優(yōu)8=傑出

4.染色條件:pH值,溫度,時(shí)間

5.拼色:與其它染料的兼容性

6.封閉條件:鹽類封孔,沸水封孔

7.染色液中雜質(zhì)離子的敏感度12/18/2022363-4.掌握染料特性1.化學(xué)元素特性3-5.設(shè)備周邊配合項(xiàng)目類別設(shè)備名稱功能基本規(guī)格特殊要求主設(shè)備整流器電解氧化25V/2000A精密SCR主設(shè)備冰水機(jī)穩(wěn)定槽液溫度50冷凍噸4-18℃主設(shè)備烘干設(shè)備去除表面水份85℃熱風(fēng)循環(huán)環(huán)保設(shè)備抽風(fēng)裝置去除有毒氣體40HP600m3/mm負(fù)壓式吸氣靜壓130mmAq環(huán)保設(shè)備廢水分流裝置酸堿水分流PH7硫酸H+磷酸硝酸環(huán)保設(shè)備磷酸處理設(shè)備去除磷酸根3噸/時(shí)含磷5PPM附屬設(shè)備過瀘機(jī)過瀘槽液雜質(zhì)230L/min5μ/m棉芯制工具鈦掛具夾持工件作電解鈦質(zhì)勾夾式導(dǎo)電性強(qiáng)12/18/2022373-5.設(shè)備周邊配合項(xiàng)目設(shè)備名稱功能基本規(guī)A.陽極氧化膜的質(zhì)量B.染料的種類、濃度及處理?xiàng)l件（如溫度）C.儀器管控(a)光澤度(b)色差儀(c)色差比較法3-6.陽極顏色管控對策12/18/202238A.陽極氧化膜的質(zhì)量3-6.陽極顏色管控對策12/14/201.陽極處理生產(chǎn)現(xiàn)場四、操作注意事項(xiàng)12/18/2022391.陽極處理生產(chǎn)現(xiàn)場四、操作注意事項(xiàng)12/14/202232.上下料操作注意事項(xiàng)a.防刮傷產(chǎn)品b.防產(chǎn)品靠攏c.防導(dǎo)電不良d.戴手套，防刮傷手e.選鈦合金掛具f.防產(chǎn)品之間相互刮傷3.機(jī)臺(tái)操作注意事項(xiàng)a.嚴(yán)格遵守SOP操作b.化拋-中和后測光澤c.陽極后水洗干凈d.染色后色差測試e.封孔時(shí)間12/18/2022402.上下料操作注意事項(xiàng)12/14/2022401.產(chǎn)品規(guī)格要求移動(dòng)通訊產(chǎn)品對陽極氧化工藝的要求:a.極佳的防護(hù)性與裝飾性b.耐磨性,有較高硬度c.色澤均一,膜層透明d.外觀不允許有缺陷五、不良品分析12/18/2022411.產(chǎn)品規(guī)格要求移動(dòng)通訊產(chǎn)品對陽極氧化工藝的要求:五、不良品2.不良項(xiàng)目及改善對策12/18/2022422.不良項(xiàng)目及改善對策12/14/2022423.染色技術(shù)魚骨圖陽極氧化浸蝕酸污染水洗混入不純物鋁材質(zhì)脫脂材質(zhì)選擇適否素材腐蝕自然氧化膜生成材質(zhì)不均一除粉垢不足浴老化處理?xiàng)l件不適浴老化光澤不均處理?xiàng)l件不適時(shí)間化學(xué)研磨浴組成不良濃度溫度鹼性（燒焦）老化處理?xiàng)l件不適高溫不純物侵入電解后長時(shí)間放置溶存鋁蓄積臘厚不足處理?xiàng)l件不適浴老化長時(shí)間放置水洗不足老化便用水質(zhì)不良水質(zhì)不良臘厚不足處理?xiàng)l件不適染料選擇不當(dāng)染色封孔選擇封孔劑不良浴老化處理?xiàng)l件不當(dāng)蓄積不純物染色不良12/18/2022433.染色技術(shù)魚骨圖陽極氧化浸蝕酸污染水洗混入不純物鋁材質(zhì)脫六、結(jié)束語1.工廠之內(nèi).紀(jì)律至上.安全第一2.特殊工站.穿戴整齊.避免受傷3.槽液添加.認(rèn)清種類.慎防噴測4.指標(biāo)量測.預(yù)先調(diào)機(jī).勤于校正5.各種表單.填寫清楚.按時(shí)呈報(bào)6.緊急情況.快速反應(yīng).不容拖延7.如遇視察.主管客戶.以禮相待12/18/202244六、結(jié)束語1.工廠之內(nèi).紀(jì)律至上.安全第一12/14/202謝謝﹗12/18/202245謝謝﹗12/14/202245鋁及其合金陽極處理技術(shù)介紹12/18/202246鋁及其合金陽極處理技術(shù)介紹12/14/20221內(nèi)容一.概述二.陽極處理工藝流程三.陽極顏色管控四.生產(chǎn)操作注意事項(xiàng)五.不良品分析六.結(jié)束語12/18/202247內(nèi)容一.概述12/14/202221.什么叫做陽極氧化？將鋁合金制件在硫酸、鉻酸、磷酸、草酸等電解液中，作陽極進(jìn)行電解處理。由水的電解產(chǎn)生初生態(tài)的氧具有很強(qiáng)的氧化能力，它與陽極鋁作用生成氧化物，并形成氧化物膜層。2.陽極氧化作用？通過陽極氧化處理，可以在鋁合金表面形成一層氧化物膜，具有如下作用。(a)提高硬度(b)防腐蝕(c)裝飾作用一.概述12/18/2022481.什么叫做陽極氧化？將鋁合金制件在硫酸、鉻酸、磷酸、草酸3.陽極處理適合何種材料？(a)鋁合金(b)鎂合金(c)鈦合金4.鋁合金為什么要進(jìn)行陽極處理？(a)氧化膜薄，抗蝕性差(b)硬度低，耐磨性差(c)不能染色12/18/2022493.陽極處理適合何種材料？(a)鋁合金4.鋁合金為什么要5.陽極處理在工業(yè)上有哪些應(yīng)用？徑陽極氧化處理后的鋁材用途廣泛，可用于航空航天、機(jī)械、電子、建筑等工業(yè)領(lǐng)域。主要起到如下功能：A防護(hù)性氧化膜B防護(hù)-裝飾性氧化膜C功能性氧化膜(a)硬質(zhì)氧化膜：(b)自潤滑氧化膜(c)絕緣性氧化膜(d)磁性氧化膜(e)光吸收氧化膜(f)催化膜12/18/2022505.陽極處理在工業(yè)上有哪些應(yīng)用？徑陽極氧化處理后的鋁材用途6.經(jīng)陽極處理的鋁合金產(chǎn)品有哪些？飾物門窗建筑美容品3c產(chǎn)品交通化妝品12/18/2022516.經(jīng)陽極處理的鋁合金產(chǎn)品有哪些？飾物門窗建筑美容品3c陽極氧化+蝕刻LOGO雙色陽極氧化多色陽極氧化化學(xué)蝕刻+陽極氧化12/18/202252陽極氧化+蝕刻LOGO雙色陽極氧化多色陽極氧化化學(xué)蝕刻+陽極MOTOROLA12/18/202253MOTOROLA12/14/20228二.陽極處理流程脫脂陽極氧化染色封孔烘乾鹼性腐蝕化學(xué)拋光中和剝黑膜12/18/202254二.陽極處理流程脫脂陽極氧化染色封孔烘乾鹼性腐蝕化學(xué)拋光中和目的:除去沖壓/拋光等工段殘余的油脂與蠟澤

主反應(yīng):脫脂液中的鹼與工件表面的油脂反應(yīng),生成水溶性的肥皂與甘油(C17H35COO)3C3H5+3NaOH3C17H15COONa+C3H5(OH)3

硬脂酸酯鹼肥皂甘油乳化:除去工件表面無法皂化的油與蠟性質(zhì):弱堿

溫度:50-55攝氏度時(shí)間:4-8分鍾設(shè)備:超間波清洗化學(xué)藥品:R100註意事項(xiàng):1.溫度2.濃度3.超音波頻率

脫脂12/18/202255目的:除去沖壓/拋光等工段殘余的油脂與蠟澤脫脂劑主成分:

乳狀清潔劑:石臘,三羥基三乙胺，油酸，松油浸泡清潔劑:

磷酸三鈉，硅酸鈉，六甲磷酸鈉，碳酸鈉中級清潔劑:

碳酸鈉，硅酸鈉，多磷酸鈉重級清潔劑:

苛性鈉，磷酸三鈉，硅酸鈉酸性清潔劑:

硫酸，磷酸蒸氣清潔劑:

三氯乙烯，四氯乙烯12/18/202256脫脂劑主成分:12/14/202211鹼咬目的:1.除去工件表面原有之Al2O3不導(dǎo)電層2.調(diào)節(jié)工件表面的亮啞度(鹼咬=鹼腐蝕,破壞工件表面平整性造成光線散(漫)射,影響外觀主反應(yīng):先進(jìn)行:Al2O3+OH-NaAlO2+其它后進(jìn)行:Al+NaOHNaAlO2+H2+其它性質(zhì):強(qiáng)堿

溫度:50-60攝氏度化學(xué)藥品:R200主要成份:Na0H時(shí)間:20秒-10分鍾註意事項(xiàng):1.溫度2.濃度12/18/202257鹼咬目的:1.除去工件表面原有之Al2O3不導(dǎo)電層12剝黑膜目的:去除工件表面偏鋁酸鈉及混合金屬雜質(zhì)主反應(yīng):M+HNO3

M(NO3)X

+NO+H2O

AlO2-

+H+

Al3++H2O藥水組成：1.主成份:HNO32.添加劑:六次甲基四胺金屬鹽

性質(zhì):強(qiáng)酸溫度:室溫化學(xué)藥品:HNO3時(shí)間:5-60秒注意事項(xiàng):1.不要碰到此藥水以免損壞皮膚2.加藥時(shí)要配戴防護(hù)用具12/18/202258剝黑膜目的:去除工件表面偏鋁酸鈉及混合金屬雜質(zhì)12/14預(yù)浸目的:防止水份進(jìn)入化學(xué)拋光槽性質(zhì):中強(qiáng)酸溫度:室溫化學(xué)藥品:磷酸時(shí)間:5-10秒注意事項(xiàng):盡量把工件上面的水份甩幹再入預(yù)浸槽12/18/202259預(yù)浸目的:防止水份進(jìn)入化學(xué)拋光槽12/14/202214化學(xué)拋光目的:1.除去工件表面原有之Al2O3不導(dǎo)電層2.調(diào)節(jié)工件表面的亮啞度主反應(yīng):2Al+6H+2Al3++3H2Al2O3+6H+2Al3++3H2O藥水組成1.主成份:H3PO4-HNO3H3PO4-H2SO4H3PO4-H2SO4-HNO32.添加劑:硝酸銅硫酸銅硼酸酒石酸苯磺酸鹽12/18/202260化學(xué)拋光目的:1.除去工件表面原有之Al2O3不導(dǎo)電層1分類硝酸化拋:性質(zhì):強(qiáng)酸溫度:100-110攝氏度化學(xué)藥品:HNO3H3PO4BRI-20時(shí)間:5-60秒硫酸化拋:性質(zhì):強(qiáng)酸溫度:100-110攝氏度化學(xué)藥品:H2SO4H3PO4時(shí)間:5-60秒12/18/202261分類12/14/202216硝酸-硫酸-磷酸化拋:性質(zhì):混合酸溫度:100-110攝氏度化學(xué)藥品:HNO3H2SO4H3PO4BRI-20時(shí)間:5-60秒註意事項(xiàng):1.溫度2.加藥頻率12/18/202262硝酸-硫酸-磷酸化拋:12/14/202217中和目的:去除工件表面磷酸鹽及少量不溶性雜質(zhì)主反應(yīng):

xSi+4MFx

xSiF4

+4Mx+

AlPO4+3H+

Al3++H3PO4藥水組成：1.主成份:HNO32.添加劑:六次甲基四胺金屬鹽

性質(zhì):強(qiáng)酸溫度:室溫化學(xué)藥品:HNO3

時(shí)間:5-60秒注意事項(xiàng):1.不要碰到此藥水以免損壞皮膚2.加藥時(shí)要配戴防護(hù)用具12/18/202263中和目的:去除工件表面磷酸鹽及少量不溶性雜質(zhì)12/14/無機(jī)酸

酸性電解質(zhì)有機(jī)酸

混合酸氫氧化鈉系磷酸鈉系鹼性電解液磷酸二氫鈉系氫氧化銨系非水電解液陽極氧化硫酸系鉻酸系磷酸系溶融電解液硼酸甲酸胺系草酸系磺基水揚(yáng)酸等12/18/202264

陽極氧化:利用電化學(xué)原理,在鋁工件表面生成一層Al2O3膜,除了抗腐蝕,磨耗目的外,還可以利用Al2O3陶瓷材料的多孔性,填充染料,達(dá)成著色的目的

1.陰極半反應(yīng)2H++2e-H2(氫氣)

2.陽極半反應(yīng)Al-3eAl3+(1)H2OO2-+2H+

(2)

3O2-+2Al3+Al2O3(3)……Al2O3膜生成2Al+6H+2Al3++3H2Al2O3+6H+2Al3++3H2O(5)……Al2O3膜溶解

(3),(4)是互相競爭的反應(yīng),但當(dāng)(3),(4)的反應(yīng)速率相等時(shí),即表示Al2O3膜的生成與消失速率相同,膜厚不再增長,即使延長氧化時(shí)間,都不再有變化

-8-12/18/202265陽極氧化:利用電化學(xué)原理,在鋁工件表面生成一層Al2O3膜鋁陽極氧化膜的生成A區(qū)膜層生長B區(qū)陰擋層形成C區(qū)膜層穩(wěn)定生成,直到溶解與生長速率達(dá)到平衡時(shí)間/s20304050482620226024ABC電壓/VABC鋁基件阻擋層多孔層Al2O3.H2O鋁陽極氧化膜生成過程示意圖12/18/202266鋁陽極氧化膜的生成A區(qū)膜層生長時(shí)間/s20304050482性質(zhì):強(qiáng)酸溫度:20-22攝氏度時(shí)間:35-65分鍾化學(xué)藥品:H2SO4注意事項(xiàng):

1.溫度2.時(shí)間3.濃度4.電壓5.電流6.陽極氧化時(shí)工件置放于陽極12/18/202267性質(zhì):強(qiáng)酸12/14/202222陽極參數(shù)對氧化膜性能的影響12/18/202268陽極參數(shù)對氧化膜性能的影響12/14/202223染色前處理

Al2O3膜生成后,並不宜立刻染色,因?yàn)锳l2O3為無機(jī)物質(zhì),而染料為有機(jī)物質(zhì),兩者之間結(jié)合不易.所以必須於染色前在工件表面覆蓋一層兼具無/有機(jī)物質(zhì)化性的即“界面活性劑,以利Al2O3--染料結(jié)合.染色前處理—有機(jī)酸12/18/202269染色前處理Al2O3膜生成后,並不宜立刻染色,染色前處理—無機(jī)酸常用酸：H2SO4HNO3優(yōu)點(diǎn)1.使氧化膜孔隙率增加，提高吸附力2.溶解膜與大氣水分反應(yīng)生成的水合物缺點(diǎn)氧化膜質(zhì)量下降

12/18/202270染色前處理—無機(jī)酸常用酸：H2SO4HNO312/1染色

即將染料分子填充至Al2O3孔隙的過程,染料大致上可分為有機(jī)與無機(jī)兩種,一般陽極用染料為有機(jī)性,例煤碳綠所需的706,804兩種染料,結(jié)構(gòu)如下:12/18/202271染色即將染料分子填充至Al2O3孔隙的過程,染料大致染色過程:第一階段：溶液中遷移第二階段：膜外表面吸附第三階段：孔內(nèi)擴(kuò)散染料與染色12/18/202272染色過程:染料與染色12/14/202227磺酸鹽染料的染色機(jī)理含硫酸基酸性染料的染色反應(yīng)ACBAlAlAlAlO3S-O3S+SO3--O3S-O3S++Al+-O3S-染料+NaHSO4AlHSO4+NaO3S-染料A:共價(jià)鍵B:單個(gè)分子離子交換C:膠團(tuán)離子交換12/18/202273磺酸鹽染料的染色機(jī)理含硫酸基酸性染料的染色反應(yīng)ACBAl804,706染料結(jié)構(gòu)圖12/18/202274804,706染料結(jié)構(gòu)圖12/14/202229濃度控制比色法UV法HPLC法12/18/202275濃度控制比色法UV法HPLC法12/14/202230染色問題點(diǎn)一、槽液濃度濃度變化大消耗速率不同二、槽液老化帶入雜質(zhì)多染色分子的降解注意事項(xiàng):

1.溫度2.時(shí)間3.濃度4.搖擺5.ph值12/18/202276染色問題點(diǎn)一、槽液濃度注意事項(xiàng):12/14/202231

Al2O3孔隙填充過染料后,如不加以處理,放置一段時(shí)間后,孔隙中的染料會(huì)逐漸析出或變色,為避免此現(xiàn)象發(fā)生,染色后必須將Al2O3孔隙加以封閉,即為[封孔](seal)封孔12/18/202277Al2O3孔隙填充過染料后,如不加以處理,放置一段3-1.精密儀器分析:產(chǎn)品品質(zhì)的保証三、陽極顏色管控12/18/2022783-1.精密儀器分析:產(chǎn)品品質(zhì)的保証三、陽極顏色3-2顏色問題點(diǎn)及改善12/18/2022793-2顏色問題點(diǎn)及改善12/14/2022343-3嚴(yán)格制程管理:外觀界制程條件整理12/18/2022803-3嚴(yán)格制程管理:外觀界制程條件整理12/14/202233-4.掌握染料特性

1.化學(xué)元素特性:有機(jī),無機(jī)及重金屬絡(luò)合物2.特殊應(yīng)用:適合何種材料表面

3.耐光值:遵照ISO標(biāo)準(zhǔn)在光源下曝露100小時(shí)的試樣,用ISO的八級藍(lán)標(biāo)尺作肉眼檢查

1=低2=中度5=好6=很好7=