铝及铝合金的氧化.ppt

　铝及铝合金的氧化 　铝及铝合金的氧化 自然氧化膜太薄(10~15nm)，孔隙率高，强度低，耐蚀性差． 纯铝加入合金元素强化后，耐蚀性能下降． 　铝及铝合金的氧化 （一）．阳极氧化 硫酸阳极氧化 硬质阳极氧化 铬酸阳极氧化 草酸阳极氧化 其他阳极氧化 （二）．化学氧化 碱性化学氧化 酸性化学氧化 　铝及铝合金的氧化 （三）．铝合金氧化膜的性质 多孔结构（吸附性能） 机械性质（硬度高） 电学性质（电绝缘） 热性质（绝热） 化学性质（耐蚀性能） 　铝及铝合金阳极氧化膜的形成机理（一）、阳极氧化膜的形成 １．阳极氧化的电极反应 阳极：H2O=[O]+2H++2e；3[O]+2Al=Al2O3 阴极：2H++2e=H2 膜的溶解：Al2O3 +3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O Al的溶解：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 阳极氧化膜的形成 ２．膜层生长过程 无孔层形成生成大于溶解；临界电压与系统有关 膜孔出现溶解；击穿；升温；溶解 多孔层加厚孔底成膜，当其速度与孔口腐蚀速度相等时，膜厚不再增加．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 阳极氧化膜的形成 ３．电渗流 水化的氧化膜带负电 孔底水化程度低，接近基体，电位高，使得Al3+溶液从里向外按电位高低移动 新鲜溶液由中心进入 （二）、阳极氧化膜的组成和结构 氧化物，水，阴离子 六方形氧化物组成的蜂窝状结构 　阳极氧化工艺 工艺流程 硫酸阳极氧化 １．槽液组成及工艺条件 ２．影响氧化膜质量的因素 硫酸含量溶膜，导电 温度（重要因素）热量来源：反应放热；无孔层电压降冷冻机降温；加入有机酸；控制电压和电流；搅拌 硫酸阳极氧化 ２．影响氧化膜质量的因素 氧化时间 电流密度 材料化学成分 电解液中的杂质 ３．膜比及电流效率 　铝合金硬质阳极氧化 硬度和耐磨性 Hv250，高的可达350 微孔可吸附润滑剂，提高耐磨性 耐蚀性 电绝缘性 绝热性 （一）．硬质氧化膜的形成条件 降低温度以降低氧化膜的溶解速度 延长时间 提高电压和加大电流以克服电阻，提高氧化膜的生成速度 （二）．影响硬膜成长及性质的因素 延长多孔层加厚段时间区的长度 １.硫酸的浓度 ２.温度 ３.阳极电流密度 ４.始末电压 ５.合金成分(重要因素) 　铝合金的化学氧化 在含有缓蚀剂的对氧化膜有轻微溶解作用的弱酸和弱碱溶液中煮沸，可得0.5~4?m的化学氧化膜． 优点：快，不耗电，设备简单，成本低，有一定的耐蚀性，与涂层的结合力好． 缺点：薄，着色难，装饰性不好，软． 适用于涂装底层和不宜阳极氧化的小薄工件． （一）．基本原理 沸水中： Al→Al3+ +3e 2H2O +2e →2OH- +H2 Al3+ + 3OH- →AlOOH +H2O 偏铝酸转化为难溶的?-Al2O3?H2O晶体 基本原理 加有Na2CO3和Na2CrO4时： 2Al +Na2CO3+ 3H2O →2NaAlO2+CO2+3H2 NaAlO2+ H2O →AlOOH +NaOH CO2+ NaOH → Na2CO3+ H2O Al+Na2CrO4+2H2O→AlOOH+2NaOH+CrOOH Na2CrO4+ 3H2→ Cr2O3+ 4NaOH + H2O 氧化膜中含有Al2O3?H2O 和Cr2O3 ?H2O 　（二）、氧化膜的着色与封闭 色彩 耐蚀性 耐晒性 耐磨性 1．氧化膜的着色 氧化膜着色的条件： 膜层均匀，有一定厚度； 有一定的孔隙率和吸附性； 氧化膜本身应无色透明； 氧化膜应无机械损伤． 最好用硫酸溶液