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实验二十四 铝的阳极氧化与表面着色 华南师范大学物理化学研究所 孙艳辉 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 铝的阳极氧化与表面着色 实验背景 基本原理 实验要求 仪器试剂 实验提示 进一步讨论 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 实验背景 铝的广泛应用： 铝及铝合金具有密度小，比强度高，导电和导热性好，成型容易，无低温脆性等优点，是一种综合性能优良的轻金属材料。目前，铝材在航空航天工业及建筑材料、交通工具、电子产品等领域中得到了广泛的应用。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 实验背景 铝氧化膜的性质： 铝对氧的化学亲和力特别强，在大气中其表面总是被一层透明的氧化膜所覆盖，但是天然的铝氧化膜极薄，只有，且孔隙率大，机械强度低，抗蚀和耐磨性都不能满足防腐蚀的需要。利用电化学方法，可使铝（或铝合金）表面生成致密的优质氧化膜，且膜较厚，其厚度可达几十至几百微米，能有效地提高铝的耐腐蚀性。另外，由于所形成的氧化膜存在均匀的孔隙，故可用有机染料进行染色处理，经封密后色泽稳定，使铝材的应用更加广泛。 这种使铝表面氧化的电化学工艺称为铝的阳极氧化。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 实验背景 铝氧化膜分类： 根据氧化膜用途可以在阳极氧化的同时，再进行其它的工艺，可以得到相应的氧化膜： 如防护性氧化膜，防护-装饰性氧化膜（氧化后再着色），功能性氧化膜如硬质氧化膜、自润滑氧化膜、导电氧化膜、绝缘氧化膜、磁性氧化膜、光吸收氧化膜、催化膜等。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 基本原理 铝的阳极氧化 铝氧化膜的封闭 着色 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 铝的阳极氧化 将铝制品作阳极，以硫酸、铬酸、磷酸、草酸等为电解液进行阳极氧化，可形成较厚的氧化膜，膜的主要成分是Al2O3，其反应历程比较复杂。现在以 Al 为阳极， Pb 为阴极， H2SO4 溶液为电解质介绍其反应原理。电解时的电极反应为： 阴极： 阳极： (氧化膜形成 ) 阳极上的Al被氧化，且在表面上形成一层氧化铝薄膜的同时，由于阳极反应生成的 H+ 和电解质H2SO4 中的H+ 都能使所形成的氧化膜发生溶解：   Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 铝的阳极氧化 成膜机理： 在硫酸电解液中阳极氧化，作为阳极的铝制品，在阳极化初始的短暂时间内，其表面受到均匀氧化，生成极薄而又非常致密的膜，由于硫酸溶液的作用，膜的最弱点（如晶界，杂质密集点，晶格缺陷或结构变形处）发生局部溶解，而出现大量孔隙，即原生氧化中心，使基体金属能与进入孔隙的电解液接触，电流也因此得以继续传导，新生成的氧离子则用来氧化新的金属，并以孔底为中心而展开，最后汇合，在旧膜与金属之间形成一层新膜，使得局部溶解的旧膜如同得到“修补”似的。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copy