金属着色技术 PPT

电解发色与材料成分、溶液种类、氧化膜厚度以 及操作条件等对它有重要影响。
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6.3.2 电解着色法（电解着色二部法）
电解着色技术是将被着色的金属制件置于适当的电解液中， 被着色制作为一个电极，当电流通过时，金属微粒、金属 氧化物或金属微粒与氧化物的混合体电解沉积于金属的表 面，从而达到金属表面着色的目的，其实质是将金属或其 合金的制品放在热碱液中进行处理。电解着色方法很多， 有直流阴极电流法、交直流叠加法、脉冲氧化法、直流周 期换向法等。优点颜色的可控性好，受制品表面状况的影 响较小，而且处理温度低，有些工艺可以在室温下进行， 污染程度较低。
铝及铝合金经过阳极氧化后，浸入更贵的金属盐溶液里， 通过使用交流电进行极化或用直流电进行阴极极化来进行 着色。在电场作用下，使金属离子在氧化膜款空隙的底部 被还原沉积，结果使铝及其合金着色。所以，金属发色体 沉积在多孔层的空隙底部。如图所示。
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电解着色法产生颜色的原因是 由于氧化膜孔里沉积的镍、钴、 锡、铜、银等金属颗粒直径不 均匀造成。
➢ ②有适当的厚度，厚度不同所染出的色调就不一样。
➢ ③氧化膜本身是无色透明的；
➢ ④膜层不应有划痕、洞穴等弊病。
实践证明，用硫酸或硫酸和草酸混合酸所得阳极氧化 膜：孔隙多，吸附性能强，膜层无色透明，故最适合 化学染色，可染成各种鲜艳的色彩；用草酸所得阳极 氧化膜:由于本身略带黄色，且孔隙率低，故只能染深 色；用铬酸所得阳极氧化膜：孔隙少，且本身带灰色 或深灰色，而且膜薄，故很少用来染色。
作为表处理技术的一个分支，金属表面着色技术已 经得到广泛应用，成为表面科学技术一个非常活跃 的领域。广义而言，所有的表面覆盖都可以赋予金 属表面不同的色彩。金属着色不仅改善了制件的外 观，而且也提高了制件的耐蚀性，因此可以作为服 装配件、建筑装潢等的防护装饰性处理。
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6.3 有色金属着色技术分类
电解发色技术 电解着色技术 化学着色技术
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6.3.1 电解发色技术
电解发色是阳极氧化和着色过程在同一溶液中完 成，在铝合金上直接形成彩色的氧化膜。因此， 电解发色也称为电极着色一步法。发色体在多空 层的夹壁中或发色体的胶体粒子分布在多孔层的 夹壁中，如图上所示。
电解发色是由于光线被膜层选择吸附了某些特定 的波长，剩余波长部分反射引起的。选择吸收与 合金元素在膜层中的氧化状态或电解液成分与氧 化膜中物质结合的状态有关。
染色过程中，染色液宜加热到一定温度。温度较高有利于溶液 中离子向膜孔深处扩散，提高色牢度和深色调，但不宜超过 70℃。温度过高对膜孔起封闭作用，不利于着色的顺利进行。 染色后要彻底清洗干净，然后封孔处理。
把有机涂料或无机涂料渗入并吸附于铝氧化膜空隙的表面，从 染色牢固、上色速度、颜色种类、操作简便以及色彩鲜艳程度 等方面比较，有机染料比无机颜料优越得多。有机染料染色可 得到厚度均匀和再现性好且色调范围宽广的各种颜色。长期以 来，有机染料一直被用于阳极氧化铝的染色。有机染料的耐光 保色性能没有无机颜料好，因而仅有机染料染色就满足不了现 代建筑的使用要求。
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不同着色方法发色体沉积的部位
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电解着色过程示意图
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6.2 铝及铝合金的表面着色
随着着色氧化铝在轻工业、建筑等方面应用 激增，从而促进了着色技术的迅速发展，以 提供色彩鲜艳、耐光、耐候等的精饰表面， 根据着色物质和色素体在氧化膜中分布的不 同，可以把铝阳极氧化膜着色方法分为三类:
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1.化学染色的染料
氧化膜的染色可以用有机染料，也可以用无机染料。 它们各有特点：
<1>有机染料：从品种种类，色泽鲜艳程度，染色的 牢固程度，上色速度和操作方法等方面考虑，有 机染料都比无机染料优越得多，因此，实际生产 中大多使用有机染料。
使阳离 子型染料不易上色也不宜使用。
➢ 稀有金属 如钨、钼、锗、锂、镧、铀等。
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6.2 金属表面着色原理
金属表面着色，是金属通过化学浸渍、电化学和 热处理法等在金属表面形成一层带有某种颜色，并 且具有一定抗蚀能力的化合物。生成的化合物通常 为具有相当化学稳定性的氧化物、硫化物、氢氧化 物和金属盐类。这些化合物具有一定的颜色，同时 由于生成化合物厚度不同及结晶大小不同等原因， 对光线有反射、干涉等效应而呈现不同的颜色。
第六部分 有色金属表面着色技术
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6.1 概 述
有色金属通常指除铁（有时也除去锰和铬） 和铁基合金以外的所有金属。有色金属可分 为一下四类：
➢ 重金属 一般密度在4.5g/cm3以上，如铜、 铅、锌等；
➢ 轻金属 密度小（0.53-0.45g/cm3），化学 性质活泼，如铝、镁等；
➢ 贵金属 地壳中含量少，提取困难，价格较 高，密度大，化学性质稳定，如金、银、铂 等；
➢ 吸附染色法 ➢ 整体发色法 ➢ 电解着色法 ➢ 着色的工艺流程：着色前表面预处理（去油、 去污、抛光）→阳极氧化处理→着色 →着色 后处理（水洗、封闭） →成品，其中阳极氧 化是金属铝着色的关键。
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6.2.1 化学染色（吸附染色法）
为使铝制品获得良好染色效果，氧化膜应该具有以下条件: ➢ ①有一定的孔隙率合吸附性；
➢ 颗粒的分布宽，使得散射光的 波长范围很宽，氧化膜呈棕色；
➢ 着色时间较长时，有更多的金 属沉积，且金属胶体的粒径分 布更广，氧化膜呈黑色。
➢ 在金属胶体粒径分布很狭窄时， 产生像蓝、绿或红这样的基色。
➢ 铝在较低电压下进行硫酸阳极 氧化时，阻挡层薄，阻挡层厚 度差别也小，这时电沉积的粒 度均匀，散射光的波长范围很 窄，氧化膜呈粉红、红、绿或 蓝色。
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6.2.1.1 化学染色处理
染色应在氧化处理以后立即进行，不得将已氧化好的工件浸泡 在水中，染色前不允许用热水清洗（以免氧化膜被封闭），不 允许用手触摸氧化膜，任何污染都会影响染色质量。氧化好的 工件上若残留有未洗净的酸性溶液，可在体积分数1～2％的稀 氨水中进行中和0.5～1分钟，经冷水洗净后再染色。