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    氧化鋁材的一般原理
    來源: | 作者:ykdllc | 發布時間: 2016-06-24 | 13460 次瀏覽 | 分享到:
      以鋁或鋁合金制品為陽極置于電解質溶液中, 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。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12O3膜: 4A1 + 3O2 = 2A12O3 + 3351J 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、混合酸和以磺基有機酸為主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。
      陽極氧化膜結構、性質與應用
      (1) 陽極氧化膜的結構 陽極氧化膜由兩層組成, 多孔的厚的外層是在具有介電性質的致密的內層上成長起來的, 后者稱為阻擋層(亦稱活性層)。
      (1) 阻擋層 阻擋層是由無水的A12O3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 氧化膜多孔的外層主要是由非晶型的A12O3及少量的r-A12O3.H2O還含有電解液的陰離子。氧化膜的絶大部分優良特性,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A1-Mg、A1-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。
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