八转化膜详解.ppt

高硬度和耐磨性：有很高的硬度（2000HV）和耐磨性。 多孔性：多孔结构可吸附染料，将氧化膜染成各种颜色。 耐蚀性：氧化膜封闭处理可提高铝耐大气的腐蚀。 电绝缘性：氧化膜具有高绝缘电阻和击穿电压。 膜与基体金属结合强度很高。 阳极氧化膜的特点 在硫酸溶液中通电后，发生在阳极（铝）的电化学反应为： H2O → [O] + 2H+ + 2e 2Al + 3[O] → Al2O3 除电化学反应外，铝表面还发生化学反应 2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2↑ Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O 所以在阳极氧化过程中，氧化膜的生成与溶解是同时进行。 一、 铝的阳极氧化机理 （2）AB段：电压升至A点，氧化膜较薄处被溶解或击穿，使电化学反应继续进行。此时氧离子穿过阻挡层与基体铝反应，铝离子也穿过阻挡层在膜－溶液界面反应。 阳极氧化过程中电压－时间曲线（1） （1）OA段：在氧化开始数秒内，铝表面生成10~100nm厚致密氧化膜，使导电性下降，电压急剧上升（“阻挡层”）。 阳极氧化过程中电压－时间曲线（2） （4）C点以后：要想得到厚膜，必须继续升高电压。 （3）BC段：受空穴数量和导电能力的影响，电压保持不变，氧化膜Al2O3·H2O的生成速度先是大于溶解速度，但随膜的增厚，电阻增大，膜的生长速率下降。当膜的生成速度等于化学溶解速度时，膜厚达到极限不再增加。 铝阳极氧化膜的结构特点： 在阻挡层上堆积了蜂窝状的晶胞，每个晶胞为一六角柱体，柱的中央有一个贯穿到阻挡层的孔。 二、阳极氧化膜微观结构（1） 受阳极氧化条件的影响，晶胞c的大小为： c = 2δU + d nm 式中，δ－壁厚(nm); U－电压（V）；d－孔隙直径（nm） 不同氧化条件下形成氧化膜的孔隙数目。 阳极氧化膜微观结构（2） 1 预处理 包括脱脂处理、碱蚀处理和出光处理。 三、 阳极氧化工艺 （1） 硫酸法：氧化膜有较强吸附能力、较高的硬度、良好耐磨性和抗蚀性能，膜层无色透明，容易染成各种美丽的色泽。 （2）硫酸阳极氧化配方及工艺条件。 2 防护装饰性阳极氧化 1） 硫酸浓度：浓度越高，膜的化学溶解速度越快，膜也越薄，硬度越低，但吸附力强，染色性能好。一般硫酸的浓度应在18～20％。 （3） 影响阳极氧化的工艺因素（1） 2） 溶液温度：升高温度导致氧化膜溶解速度加大，膜的生长速度减小，并影响膜的硬度和耐磨性。在10～20℃时，膜多孔、吸附性好、富有弹性，宜染色。 影响阳极氧化的工艺因素（2） 3） 电压及电流密度：阳极电压对膜的结构影响。提高电流密度可加快膜生长速度，硬度和耐磨性也比较好。过高电流密度会使膜的生长速度反而下降。 影响阳极氧化的工艺因素（3） 4） 氧化时间：膜厚与时间成正比，当膜生长到一定厚度时，膜的生长速度与腐蚀速度平衡，膜不再增厚。 影响阳极氧化的工艺因素（4） 6） 搅拌：常用压缩空气搅拌，使温度均匀。 7） 铝合金的成分：成分对膜的质量、厚度和颜色等有着十分重要的影响。纯铝上获得的氧化膜最厚，硬度最高，耐蚀性最好。 影响阳极氧化的工艺因素（5） 5） 电源：可用直流或交流电电源。直流脉冲电源，能改善氧化膜的质量，提高氧化速度。 * * 第一节 转化膜的基本特性及用途 第八章 转化膜与着色技术 将工件浸入处理溶液中，通过化学或电化学反应，使金属表面溶解并与溶液发生反应，在金属表面形成一层附着良好、能保护金属不被介质腐蚀的化合物膜层。 由于化学转化膜是金属基体直接参与成膜反应而成的，因而膜与基体的结合力比电镀层和化学镀层这些外加膜层大得多。 1 转化膜的形成方法 1) 防护：转化膜化学稳定性高，可提高金属表面防腐性能。 2) 装饰：利用转化膜鲜艳的色彩，提高产品外观质量。 3) 过渡层：转化膜对金属和涂料结合力强，可作涂层打底层。 4) 耐磨：高硬度转化膜可提高金属的耐磨性。 5) 减摩：摩擦系数小的转化膜可减小金属摩擦力和磨耗。 7) 电绝缘性：某些转化膜可作为电工金属材料的表面绝缘膜。 2．转化膜的性质和用途 1) 按其形成机理：化学转化膜和电化学转化膜； 2) 按其成分：氧化膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜、草酸盐膜； 3) 按其用途：防护膜、装饰膜及功能性膜（耐磨、减摩、润滑、绝缘等）； 3． 转化膜技术的分类