传统铝阳极氧化理论是“酸致溶解”抑或是“碱致溶解”.pdfVIP

n N ．．I 《 寒 I『、 {幺， l_ Ⅳ—，I 寸．0乙 0叶_T0 传统 铝 阳 极 氧 化 理 论 是 “酸 致 溶 解 ”抑 或 是 “碱 致 溶 解 00e0 传统铝阳极氧化理论 是 “酸致溶解’’抑或是 “碱致溶解” 吴双成 (甘肃皋兰胜利机械有限公司，甘肃 皋兰 730299) 0 前 言 (2)依照 “酸致溶解”，可认为阳极在电解HO的 同时会释放出H ，使其界面附近溶液的酸性更强。 铝合金 阳极氧化六角柱形模 型，即Keller模 假如在硫酸阳极氧化溶液中，硫酸的浓度是2mol／L， 型_lJ，将膜的溶解看成是纯化学溶解，精辟地解释了 那么铝阳极界面的酸性一定大于 2mol／L，如此强的 铝阳极氧化膜的性质，但不能解释不同电压条件下溶 酸性 ，A10氧化膜会被全部溶解 ；阳极界面在电流作 解阻挡层速度相差很大的问题 。化学溶解模型则认 用下放 出大量的热量，如同加热酸洗 ，对氧化膜有很 为膜共有3层 ：内层是致密的无水氧化膜 ；中间一层 是密而薄的纯AI：O膜，硬度较高；靠近电解液一侧的 强的溶解力，通常铝表面不会存在这种氧化膜。 是多孔质氧化膜 ，由带结晶水的A10组成，硬度较 (3)“酸致溶解”理论没有考虑阳离子、阴离子的 迁移速度、放电速度问题 。H 和 OH一半径小，虽然迁 低。除化学溶解外，还有电化学溶解之说 J。但是， 这些传统理论对其中的许多问题都不能作出令人满 移速度快，但其电还原和电氧化速度却不很快，在铝 意的解释，存在着一定的局限性，以下对其进行探讨。 阳极界面往往会 出现 OH一的积累而碱化，阳极电流 密度越大，积累的OH一浓度越高，即阳极极化 (电化 1 对传统 “酸致溶解”理论的疑议 学极化)就越强烈 。 (4)“酸致溶解”对阳极氧化的热效应数据不够 传统的阳极氧化是铝件在硫酸、铬酸、磷酸、草酸 准确 ，在 2A1+3[0] Al203+1675．7kJ中，由于刚 等电解质溶液中作阳极电解处理，在其表面形成较厚 生成的铝氧化膜是 ．A1O，，更准确的热效应应是 的以A10为主的氧化膜。事实上，阳极氧化膜是在 (一1657．2-I-1．5)kJ／moL；水标准生成热是 一285．84 生成和溶解过程中发生、发展而形成的。氧化膜 的形 成机理比较复杂，至今仍有许多不明之处，用电解质 kJ／mol，因而其 总反应为 2A1+3H20—6e— 溶液 “酸致溶解”理论无法解释一些问题：六方晶胞、 A1，0 +6H +(799．68-I-1．5)k 。铝氧化是一个 半球形底部、圆柱形纳米孔道和纳米管阵列的形成； 放热反应，氧化膜生成时在铝基体表面会产生很大的 在酸性较弱的磷酸二氢铵 电解液 中能得到类似孔道 热量，生成热为 15．91kJ／m_4；膜 的生成 热达到 及在致密型电解液 (癸二酸铵的乙二醇溶液)中也能 2．2886×10 kJ／m L5；2．5 m厚氧化膜的生成热约 形成多孔，且孔道密度随磷酸加入量的增大增加 。 等于 158．992kJ／m E6]。以上几种数据相差很大，除 因此 ，对铝 阳极氧化传统的