铝阳极氧化与染色技术[精选].doc

铝阳极氧化与染色技术 ?二、阳极化处理 ????铝制品表面的自然氧化铝既软又薄，耐蚀性差，不能成为有效防护层更不适合着色。人工制氧化膜主要是应用化学氧化和阳极氧化。化学氧化就是铝制品在弱碱性或弱酸性溶液中，部分基体金属发生反应，使其表面的自然氧化膜增厚或产生其他一些钝化膜的处理过程，常用的化学氧化膜有铬酸膜和磷酸膜，它们既薄吸附性又好，可进行着色和封孔处理，表-3介绍了铝制品化学氧化工艺。化学氧化膜与阳极氧化膜相比，膜薄得多，抗蚀性和硬度比较低，而且不易着色，着色后的耐光性差，所以金属铝着色与配色仅介绍阳极化处理。 表-3 ?铝制品化学氧化工艺 序号 溶液组成 用量 g/L 温度/度 时间min 应用范围、膜色 备注 1 碳酸钠 铬酸钠 氢氧化钠 45 14 2 85-100 10-20 纯铝、Al—Mg、Al—Mn合金、灰色 膜层较疏松 2 磷酸 铬酐 氟化钠 硼酸 55 15 3 1 室温 10-15 各种铝合金、浅绿色 膜层较1的好 3 重铬酸钠 铬酐 氟化钠 3.5-4 3-3.5 0.8 室温 2-3 各种铝合金、深黄或棕色 溶液pH=1.5 膜层较1的好 4 碳酸钠 铬酸钠 32 15 90-100 3-5 纯铝及含Mg、Mn和Si的合金、也可用于含Cu量少的合金、灰色 可做油漆底层 5 碳酸钠 铬酸钠 硅酸钠 47 14 0.06-1 90-100 10-15 纯铝、Al—Mn（淡透明银色）、Al—Mg—Si硬状态、硬的Al—Si和Al—Mg合金，鲜明金属色 空隙少，不能很好的着色，不宜做油漆底层 6 铬酸钠 氢氧化胺 0.1 29.6 70-80 20-50 各种铝合金、灰色有斑点 膜层似搪瓷 7 碳酸钠 重铬酸钾 20.4 5 90-100 10-18 各种铝合金、灰色 可在酸溶液中发白 ? （一）阳极氧化处理的一般概念 1、阳极氧化膜生成的一般原理 ????以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中，利用电解作用，使其表面形成氧化铝薄膜的过程，称为铝及铝合金的阳极氧化处理。其装置中阴极为在电解溶液中化学稳定性高的材料，如铅、不锈钢、铝等。铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。当电流通过时，在阴极上，放出氢气；在阳极上，析出的氧不仅是分子态的氧，还包括原子氧（O）和离子氧，通常在反应中以分子氧表示。作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化，形成无水的氧化铝膜，生成的氧并不是全部与铝作用，一部分以气态的形式析出。 2、阳极氧化电解溶液的选择 ????阳极氧化膜生长的一个先决条件是，电解液对氧化膜应有溶解作用。但这并非说在所有存在溶解作用的电解液中阳极氧化都能生成氧化膜或生成的氧化膜性质相同。适用于阳极氧化处理的酸性电解液见表-4。 表-4 ?氧化处理的酸性电解液 酸类 电离常数 形成电压 基膜颜色 硫酸 2×10-2（第二次电离的H+） 12-20 透明、无色 铬酸 30-40 不透明、带白色 磺基水杨酸 40-70 透明带灰色 氨基磺酸 30-40 带灰色 磷酸 1.1×10-2（第一次） 7.5×10-8（第二次） 4.8×10-13（第三次） 30-40 透明带白色 焦磷酸 1.4×10-1（第一次） 1.1×10-2（第二次） 2.9×10-7（第三次） 3.6×10-4（第四次） 70-100 带白色 磷钼酸 100以上 阻挡层 硼酸 6.4×10-10 0-600 阻挡层 草酸 6.5×10-2（第一次） 6.1×10-5（第二次） 40-60 带黄色 丙二酸 1.61×10-3（第一次） 2.1×10-6（第二次） 80-110 带褐色 丁二酸 6.6×10-5（第一次） 2.8×10-6（第二次） 120以上 白色到黄色 顺式丁烯二酸 1.5×10-5（第一次） 2.6×10-7（第二次） 150-225 灰黄色 柠檬酸 8.4×10-1（第一次） 1.8×10-5（第二次） 4.0×10-6（第三次） 120以上 黄褐色 酒石酸 1.1×10-3（第一次） 6.9×10-5（第二次） 120以上 黄褐色 苯二酸 1.26×10-3（第一次） 3.1×10-6（第二次） 100以上 阻挡层 亚甲基丁二酸 麻蚀，40 干涉膜 乙醇酸（羟基醋酸） 1.54×10-4 麻蚀 苹果酸（羟基丁二酸） 4×10-4（第一次） 9×10-6（第二次） 麻蚀，40 干涉膜 3、阳极氧化的种类 ????阳极氧化按电流形式分为：直流电阳极氧化，交流电阳极氧化，脉冲电流阳极氧化。按电解液分有：硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。按膜层性子分有：普通膜、硬质膜（厚膜）、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。铝及铝合金常