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以鋁板為陽極置于電解質(zhì)溶液中，利用電解作用，使其表面形成氧化鋁薄膜的過程，稱為鋁板的陽極氧化處理。 其裝置中陰極為在電解溶液中化學(xué)穩(wěn)定性高的材料，如鉛、不銹鋼、鋁等。鋁陽極氧化的原理實質(zhì)上就是水電解的原理。當(dāng)電流通過時，在陰極上，放出氫氣；在陽極上，析出的氧不僅是分子態(tài)的氧，還包括原子氧（O）和離子氧，通常在反應(yīng)中以分子氧表示。作為陽極的鋁被其上析出的氧所氧化，形成無水的氧化鋁膜，生成的氧并不是全部與鋁作用，一部分以氣態(tài)的形式析出。 陽極氧化鋁板有： 加工性好、 耐候性好、 金屬感強(qiáng)、防火性高、抗污性強(qiáng)、適用性強(qiáng)等優(yōu)點。 加工性好： 陽級氧化鋁板裝飾性強(qiáng)，硬度適中，可輕易折彎成型，進(jìn)行連續(xù)性高速沖壓，方便直接加工成產(chǎn)品，無需再進(jìn)行復(fù)雜的表面處理，大大減短產(chǎn)品生產(chǎn)周期和降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本。 耐候性好： 標(biāo)準(zhǔn)厚度氧化膜（3μm）的陽極氧化鋁板室內(nèi)使用長期不變色，不腐蝕，不氧化，不生銹。加厚氧化膜（10μm）的陽極氧化鋁板可使用于室外，可長期暴露于太陽光線下不變色。所以手機(jī)外殼顏色可以做的越來越豐富啦。 金屬感強(qiáng)： 經(jīng)陽極處理的鋁板表面硬度高，達(dá)寶石級，抗刮性好，表面無油漆覆蓋，保留鋁板金屬色澤，突出現(xiàn)代金屬感，提高產(chǎn)品檔次和附加值。 防火性高： 純金屬制品，表面無油漆和任何化工物質(zhì)，600度高溫不燃燒，不產(chǎn)生有毒氣體，符合消防環(huán)保要求?？刮坌詮?qiáng)：不留手印，不會有污點痕跡，容易清洗，不產(chǎn)生腐蝕斑點。 適用性強(qiáng)： 用途廣，適用于金屬鋁天花板，幕墻板，鋁塑面板，防火板，蜂窩鋁板，鋁單板，電器面板，櫥柜面板，家具面板等。 陽極氧化鋁板氧化電解溶液的選擇 陽極氧化膜生長的一個先決條件是，電解液對氧化膜應(yīng)有溶解作用。但這并非說在所有存在溶解作用的電解液中陽極氧化都能生成氧化膜或生成的氧化膜性質(zhì)相同。 陽極氧化鋁板氧化的種類 陽極氧化按電流形式分為：直流電陽極氧化，交流電陽極氧化，脈沖電流陽極氧化。按電解液分有：硫酸、草酸、鉻酸、混合酸和以磺基有機(jī)酸為主溶液的自然著色陽極氧化。按膜層性子分有：普通膜、硬質(zhì)膜（厚膜）、瓷質(zhì)膜、光亮修飾層、半導(dǎo)體作用的阻擋層等陽極氧化。其中以直流電硫酸陽極氧化法的應(yīng)用最為普遍。 陽極氧化鋁板氧化膜結(jié)構(gòu)、性質(zhì) 陽極氧化膜由兩層組成，多孔的厚的外層是在具有介電性質(zhì)的致密的內(nèi)層上上成長起來的，后者稱為阻擋層（也稱活性層）。 用電子顯微鏡觀察研究，膜層的縱橫面幾乎全都呈現(xiàn)與金屬表面垂直的管狀孔，它們貫穿膜外層直至氧化膜與金屬界面的阻擋層。以各孔隙為主軸周圍是致密的氧化鋁構(gòu)成一個蜂窩六棱體，稱為晶胞，整個膜層是又無數(shù)個這樣的晶胞組成。 阻擋層是又無水的氧化鋁所組成，薄而致密，具有高的硬度和阻止電流通過的作用。阻擋層厚約0.03-0.05μm，為總膜后的0.5%-2.0%。氧化膜多孔的外層主要是又非晶型的氧化鋁及小量的水合氧化鋁所組成，此外還含有電解液的陽離子。 當(dāng)電解液為硫酸時，膜層中硫酸鹽含量在正常情況下為13%-17%。氧化膜的大部分優(yōu)良特性都是由多孔外層的厚度及孔隙率所覺決定的，它們都與陽極氧化條件密切相關(guān)。 陽極氧化需要做好的細(xì)節(jié) 1鋁材的選擇 鋁材成分差別及雜質(zhì)的含量將直接影響著陽極氧化膜的外觀質(zhì)量。 當(dāng)鋁材的合金成分一定時，影響外觀質(zhì)量的主要因素是有害雜質(zhì)，如銅、硅、鉻、鐵、鋅、錳等金屬元素。這些金屬元素在鋁材中的含量越少，經(jīng)陽極氧化后的光潔光亮度就越好；反之，就越差。 各種牌號的高純鋁及純鋁，其氧化膜的透明度和光潔、光亮度隨著雜質(zhì)含量的增加而逐漸變差。L04,L03高純鋁，其表面的光潔光亮度可達(dá)到鏡面狀態(tài)，且膜層無色透明。在高純鋁鎂合金的牌號中，LT66的表面同樣可以達(dá)到無色透明的鏡面狀的光潔光亮度。LT66-1較次于LT66，LT66-2又次于LT66-1。 2硫酸濃度的選擇 氧化膜的成長速度與電解液中硫酸濃度有密切關(guān)系。膜的增厚過程取決于膜的溶解和生長速度比：通常隨著硫酸濃度的增高，氧化膜的溶解速度也增大；反之，濃度降低溶解速度也減小。因此，采用稀硫酸有利于膜的成長。 3電解液溫度的選擇 與硫酸濃度變化的影響基本相同。溶液溫度升高，氧化膜的溶解速度升高，膜的生長速度減少，氧化膜的厚度必然減少。 同時，溫度的變化對氧化膜的厚度和耐磨性也會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。一般溫度控制在18--20℃時獲得的氧化膜多孔、吸附性能好、富有彈性、抗鹽霧能力較好，所以在夏季室溫高，要注意控制溫度。 4電壓和陽極電流密度的影響 鋁制件通電氧化時，開始時很快在鋁制件表面生成一層薄而致密的氧化膜；隨之電阻增加電壓急劇升高，陽極電流密度逐漸減小。電壓繼續(xù)升高至一定值時，氧化膜因受電解液的溶解作用在較薄弱部位開始被電擊穿，促使電流通過，氧化過程繼續(xù)進(jìn)行。 5雜質(zhì)不利于陽極表面 合金中含銅、硅等元素時，隨著氧化過程的進(jìn)行，同樣由于在電解液中的陽極溶解作用，使合金元素Cu2+, Si2+不斷集聚。當(dāng)Cu2+含量達(dá)0.02g/L時，氧化膜上會出現(xiàn)暗色條紋或黑色斑點。 電解液中可能存在的雜質(zhì)是Cl-、F-, N03-和Al3+, Cu2+、Fe2+等離子。當(dāng)Cl-,F-、N03-等陰離子雜質(zhì)含量高時，氧化膜的孔隙率大大增加，氧化膜表面變得粗糙和疏松。 這些雜質(zhì)在電解液中的允許含量為Cl- <0.05g/L, F- < 0.01 g/L。當(dāng)超過這極限值，制品表面會發(fā)生穿孔而報廢。這些陰離子雜質(zhì)來自配制電解液和清洗工序中的水源，因此必須嚴(yán)格控制水質(zhì)。 6電解液混濁度的負(fù)面影響 陽極氧化時，電解液的混濁度對氧化膜表面光亮度影響極大。 通常，硫酸氧化膜是透明的，它的主要成分是Al2O3。多孔狀的氧化膜具有極大的吸附性能，利用這一特點將鋁和鋁合金表面進(jìn)行各種色彩圖案花紋的裝飾。 若在電解液中含有各種不透明的固態(tài)混濁物，也被吸附填充到膜孔中去，會使氧化膜透明度下降，膜層的反光率受到阻擋，從而影響氧化膜的光亮度。 混濁物來源于鋁制件前處理不良和清洗水質(zhì)不凈，或由于陰陽極反應(yīng)劇烈與溶液的對流作用使雜質(zhì)不易沉淀于缸底，被分散懸浮在電解液中，電解液透明度較差，甚至不透明并帶有一定的色澤。因此，對那些外觀要求較高的鋁制品，在氧化過程中，必須對電解液進(jìn)行連續(xù)過濾。 7封閉處理的必要性 由于陽極氧化膜的多孔結(jié)構(gòu)和強(qiáng)吸附性能，表面易被污染，尤其處在腐蝕性環(huán)境中，腐蝕介質(zhì)進(jìn)入孔內(nèi)易引起腐蝕。 因此，經(jīng)陽極氧化后的皮膜不管著色與否，均需進(jìn)行封閉處理，以提高氧化膜的抗蝕、絕緣和耐磨等性能、以及減弱它對雜質(zhì)或油污的吸附。 |
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