表面工程学化学转化膜技术.ppt

* * 一、铬酸盐膜的形成过程〔三个步骤〕 1、金属表面被氧化并以离子的形式转入溶液，并有H2气析出； 2、H2使Cr6+还原为Cr3+，界面处PH升高，三价铬以胶体的氢氧化铬形式沉淀； 3、Cr(OH)3胶体自溶液中吸附和结合一定数量的Cr6+，在金属界面构成铬酸盐膜。 §4 铬酸盐处理 * * 一、铬酸盐膜的形成过程〔举例〕 处理锌表面： Zn+2H＋?Zn2＋+H2 Cr2O72－+8H＋?2Cr(OH)3+H2O 2Cr(OH)3+CrO42＋+2H＋ ?Cr(OH)3?Cr(OH)?CrO4?H2O+H2O 干燥脱水后形成铬酸盐膜： Cr(OH)3?Cr(OH)?CrO4?H2O ?xCr2O3?yCrO3?zH2O §4 铬酸盐处理 * * 二、铬酸盐膜的组成与结构 §4 铬酸盐处理 * * 三、铬酸盐的处理工艺 1、铬酸盐处理的配方及工艺条件 提高钢铁表面镀Zn、Cd层的耐蚀性 Cr6＋： 铬酸或重铬酸盐 活化剂：各种酸 其 它：润滑剂 §4 铬酸盐处理 * * 三、铬酸盐的处理工艺 1、铬酸盐处理的配方及工艺条件 §4 铬酸盐处理 * * 三、铬酸盐的处理工艺 2、影响铬酸盐膜质量的因素 ① Cr3＋：％?δ?〔特别是PH2时〕 ② Cr6＋/SO42－ wt%影响膜的颜色和厚度 ③PH值：应恰当 ④溶液温度：T? 膜的重量? ⑤干燥温度：50℃，可溶性转化为不溶性，降低膜中六价铬的含量，影响膜的自愈合能力，随温度升高而加剧；＞70℃时，膜龟裂。 §4 铬酸盐处理 * * §4 铬酸盐处理 * * 2、铬酸阳极氧化 δ2~5μm，孔隙率低，膜层质软，耐磨性较差，由于Al溶解少，形成氧化膜后仍能保持原来的精度和Ra，适用于精密零件。 §2 铝及铝合金的阳极氧化 * * 铬酸阳极氧化的影响因素： 1)铬干的浓度 可略高，否则电解液不稳定 2)杂质 Cl－、SO42+、Cr3+有害 Cl－ 蚀刻 SO42＋ 膜层不透明，缩短电解液使用寿命 Cr3+ 使氧化膜暗而无光 3)电压 0~15min内，电压0~40V，每次升压不大于5V/次，到40V后保持到氧化结束。 §2 铝及铝合金的阳极氧化 * * 3、草酸阳极氧化 草酸对铝及铝合金的腐蚀作用小，草酸阳极氧化膜的硬度高、膜层较厚，可达60μm，耐腐蚀性好，有良好的绝缘性。可得到各种鲜艳的颜色。 §2 铝及铝合金的阳极氧化 * * §2 铝及铝合金的阳极氧化 * * 三、阳极氧化膜的着色与封闭 多孔膜经过着色和封闭处理后，可得到不同的颜色并能提高耐蚀性和耐磨性。 1、氧化膜的着色 1)无机颜料着色 物理吸附于膜层微孔表面，与基体结合力弱，色彩不够鲜艳，但抗老化性好。 §2 铝及铝合金的阳极氧化 * * 三、阳极氧化膜的着色与封闭 1、氧化膜的着色 1)无机颜料着色 §2 铝及铝合金的阳极氧化 * * 三、阳极氧化膜的着色与封闭 多孔膜经过着色和封闭处理后，可得到不同的颜色并能提高耐蚀性和耐磨性。 1、氧化膜的着色 2)有机颜料着色 物理吸附＋化学吸附，色彩鲜艳、色谱广，抗老化性差。 §2 铝及铝合金的阳极氧化 * * 三、阳极氧化膜的着色与封闭 1、氧化膜的着色 2)有机颜料着色 §2 铝及铝合金的阳极氧化 * * 三、阳极氧化膜的着色与封闭 1、氧化膜的着色 3)电解着色 阳极氧化后的Al或Al-alloy放入含金属盐的电解液中进行电解，经电化学反应，使进入氧化膜微孔中的重金属离子还原为金属原子，沉积于孔底而着色。 特性：耐磨、耐晒、耐热、耐蚀、色泽稳定 用途：建筑装饰铝材 §2 铝及铝合金的阳极氧化 * * 三、阳极氧化膜的着色与封闭 1、氧化膜的着色 3)电解着色 §2 铝及铝合金的阳极氧化 * * 三、阳极氧化膜的着色与封闭 2、氧化膜的封闭处理 铝及其合金经阳极氧化后，无论是否着色，都要及时进行封孔处理，固定颜料在微孔中，防止渗出，同时提高膜的耐磨性、耐晒性、耐蚀性和绝缘性。 §2 铝及铝合金的阳极氧化 * * 三、阳极氧化膜的着色与封闭 2、氧化膜的封闭处理 1)热水封闭法（蒸汽封闭法） Al2O3＋nH2O→ Al2O3?nH2O 当n=1时，体积增加33% n=3时，体积增加100% 体积增大封闭膜孔 工艺过