铝阳极氧化工艺基本原理

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铝合金阳极氧化原理

铝合金阳极氧化原理

面接触,电化学反应又继续进行,氧化膜就能
V
继续生长。
b
孔穴 阻挡层
铝基体
c
d
a t
阳极氧化特性曲线
b点的电位以及它出现的时间,主要取决于 电解液的性质和操作温度。
电解液对氧化膜的溶解速度越快,氧化膜越 容易出现孔穴,b点的电压就越低,出现的 时间越早。
升高电解液温度,氧化膜的溶解速度加快, b点的电压降低,出现的时间提前。
阳极反应的电位--pH关系
氧化膜的形成与生长
Al = Al3+ + 3e
E0 = -1.66V 与pH无关
2Al + 3H2O = Al2O3 +6H+ + 6e Ee = -1.55 - 0.059pH
E0 = -1.55V
2H2O = O2 + 4H+ + 4e Ee = 1.228 - 0.059pH
2.0 氧化物
介稳状
1.0
态区 钝化区
0. 0 腐蚀区 (酸性溶解)
-1.0
-2.0
免蚀区
腐蚀区 (碱性溶解)
0 2 4 6 8 10 12 14
pH 铝的电位-pH 图
氧化膜的形成与生长
因此,为了得到厚度满足要求的氧化膜,阳极化过程的条件必须越出 钝化区。铝的阳极化使用酸性溶液,就是这个道理。
在酸性溶液中,铝的氧化物虽然不处于热力学稳定状态,但可以处于 介稳状态(虚线以上的区域)。氧化物膜在有限溶解的同时继续生成,厚度 达到工业应用的要求。
的部分也同时被溶解并水化(Al2O3.xH2O),从而形成可以导电的孔膜层,
V
b
其厚度由1至几百微米。
Al2O3H2O

铝合金阳极氧化原理

铝合金阳极氧化原理

铝合金阳极氧化原理一、引言铝合金是一种重要的结构材料,在工业生产和日常生活中广泛应用。

为了提高铝合金的表面性能,常常会对其进行阳极氧化处理。

本文将介绍铝合金阳极氧化的原理及其应用。

二、铝合金阳极氧化的原理铝合金阳极氧化是一种通过电解方法,在铝合金表面形成一层致密的氧化膜的过程。

其原理主要包括以下几个方面:1. 电解液的选择在进行铝合金阳极氧化时,通常会选择含有硫酸、草酸或硫酸铬等化学物质的电解液。

这些化学物质能够提供氧化剂,促使铝合金表面氧化反应的进行。

2. 阳极与阴极的作用在电解槽中,铝合金作为阳极,而不锈钢等材料作为阴极。

通过外加电压,阳极产生氧化反应,而阴极则起到电流回路的作用。

3. 氧化反应的进行在电解液中,铝合金表面的氧化反应主要包括两个步骤:一是铝合金表面的氧化生成Al2O3,二是氧化膜的增长和形成。

在氧化反应的过程中,阳极释放出的电子与电解液中的氧离子结合,形成氧化膜。

4. 氧化膜的特性铝合金阳极氧化后,形成的氧化膜具有很多优良的性能,如硬度高、耐磨、耐腐蚀等。

这是因为氧化膜在形成的过程中,其内部存在一些孔隙和微孔,这些孔隙和微孔能够增加氧化膜的表面积和厚度,从而提高其硬度和耐磨性。

三、铝合金阳极氧化的应用铝合金阳极氧化具有广泛的应用前景,在各个领域都有重要的作用。

以下是几个常见的应用领域:1. 工业领域在工业生产中,铝合金阳极氧化后的氧化膜可以提高铝合金的耐磨性、耐腐蚀性和绝缘性能,因此被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。

2. 建筑领域铝合金作为一种轻质且具有良好韧性的材料,在建筑领域中得到广泛应用。

通过阳极氧化处理后的铝合金,可以增加其表面的硬度和耐候性,从而提高其在建筑领域中的使用寿命。

3. 家居装饰铝合金阳极氧化后的表面可以形成不同颜色的氧化膜,因此在家居装饰领域有着广泛的应用。

例如,阳极氧化后的铝合金可以制成各种颜色的门窗、家具和装饰品,增加了产品的美观性和附加值。

阳极氧化的原理及相关知识

阳极氧化的原理及相关知识

阳极氧化的原理及相关知识铝/铝合金阳极氧化的原理内容:以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中,利用电解作用,使其表面形成氧化铝薄膜的过程,称为铝及铝合金的阳极氧化处理。

铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。

当电流通过时,将发生以下的反应:在阴极上,按下列反应放出H2 : 2H + +2e 宀H2在阳极上,40H -4e T 2H2O + O2, 析出的氧不仅是分子态的氧(02),还包括原子氧(0),以及离子氧(0-2),通常在反应中以分子氧表示。

作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化,形成无水的1203膜:4A1 + 302 = 2A12O3 + 3351J 应指出,生成的氧并不是全部与铝作用,一部分以气态的形式析出。

阳极氧化的种类阳极氧化早就在工业上得到广泛应用。

冠以不同名称的方法繁多,归纳起来有以下几种分类方法:按电流型式分有:直流电阳极氧化;交流电阳极氧化;以及可缩短达到要求厚度的生产时间,膜层既厚又均匀致密,且抗蚀性显着提高的脉冲电流阳极氧化。

按电解液分有:硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。

按膜层性质分有:普通膜、硬质膜(厚膜)、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。

直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍,这是因为它具有适用于铝及大部分铝合金的阳极氧化处理;膜层较厚、硬而耐磨、封孔后可获得更好的抗蚀性;膜层无色透明、吸附能力强极易着色;处理电压较低,耗电少;处理过程不必改变电压周期,有利于连续生产和实践操作自动化;硫酸对人身的危害较铬酸小,货源广,价格低等优点。

近十年来,我国的建筑业逐步使用铝门窗及其它装饰铝材,它们的表面处理生产线都是采用这种方法。

铝及铝合金阳极氧化法综述近十年来,我国的铝氧化着色工艺技术发展较快,很多工厂已采用了新的工艺技术,并且在实际生产中积累了丰富的经验。

已经成熟和正在发展的铝及其合金阳极氧化工艺方法很多,可以根据实际生产需要,从中选取合适的工艺。

铝阳极氧化工艺基本原理

铝阳极氧化工艺基本原理

铝阳极氧化工艺基本原理概述铝阳极氧化是一种将金属铝表面产生一层氧化膜的工艺,以提高铝的表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性和增加装饰效果的方法。

本文将介绍铝阳极氧化的基本原理及其工艺流程。

基本原理铝阳极氧化的基本原理是通过控制电流和电压,将铝制品作为阳极,在电解液中进行电解,形成一层氧化膜。

牺牲阳极的过程中,阳极氧化的速度与阳极表面的阳极氧化电流密度成正比。

在电极表面生成的氧化膜往往是多孔的,并具有较高的硬度和耐腐蚀性。

铝阳极氧化的工艺流程一般包括预处理、阳极氧化、封孔和染色四个步骤。

1. 预处理预处理步骤主要包括清洗和脱脂。

清洗的目的是去除表面的灰尘、油脂和其它杂质,以保证铝制品表面干净。

脱脂则是为了去除表面的油脂和有机物,以提高阳极氧化的效果。

2. 阳极氧化阳极氧化是铝制品在电解液中进行的过程。

通常选用硫酸、硫酸铬或硫酸加氧化剂等成分的电解液。

在电解液中,铝制品作为阳极,电流通过时,在阳极表面形成一层氧化膜。

氧化膜的厚度可以通过调节电压和电流密度来控制。

氧化膜形成后,需要进行封孔处理。

封孔是为了填充氧化膜中的孔隙,提高氧化膜的密度和耐蚀性能。

常用的封孔方法有热水封孔、镉封孔和镍封孔等。

4. 染色染色是为了提高铝制品的装饰效果。

染色的目的是通过染料渗入氧化膜中,使其具有不同的颜色。

常用的染料有有机染料和无机染料。

染色后还需要进行密封处理,以保持染色层的稳定性。

应用领域铝阳极氧化工艺广泛应用于航空航天、电子、化工、建筑等行业。

其具有增强铝制品表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性的特点,因此可以应用在飞机零部件、电子设备外壳、建筑装饰材料等领域。

铝阳极氧化是一种通过电解液中进行电解反应,在铝制品表面形成一层氧化膜来提升铝制品性能的工艺。

工艺流程包括预处理、阳极氧化、封孔和染色等步骤。

铝阳极氧化在航空航天、电子、化工、建筑等行业中有着广泛的应用。

通过铝阳极氧化,可以提高铝制品的耐磨性、耐腐蚀性和装饰效果,满足不同领域中的需求。

铝的阳极氧化原理

铝的阳极氧化原理

铝的阳极氧化原理
铝的阳极氧化是一种通过电化学方法使铝表面形成氧化层的技术。

这种技术的原理是利用铝在酸性电解液中作为阳极,通过外加直流电源在铝表面形成一个保护性的氧化层。

具体而言,阳极氧化过程涉及以下几个步骤:
1. 清洗铝表面:先要将铝件进行清洗,去除表面的污垢和油脂。

这可以通过化学清洗、机械清洗或者电解清洗来实现。

2. 阳极处理:清洗后的铝件作为阳极被悬浸在含有硫酸或者硫酸盐的电解液中。

硫酸盐电解液一般包含硫酸、硫酸铝等物质,可以为阳极提供氧化所需的氧源和电离剂。

3. 施加电流:外加直流电源的正极连接到阳极铝件上,负极连接到电解槽中的铜板或者铝制品上。

通过施加电流,铝表面开始氧化。

4. 氧化层形成:在电解过程中,阳极铝表面的氧化层逐渐形成。

这是因为阳极表面的铝溶解并被氧化形成氧化铝膜。

这一过程中产生的氢气也会形成气泡,逐渐将氧化铝膜从铝表面排除出来,使得氧化层逐渐增厚。

5. 封孔处理:氧化后的铝表面上会形成许多微小的氧化孔。

为了改善氧化层的耐磨性和抗腐蚀性,需要进行封孔处理。

常用的封孔处理方法包括热水封孔、镍盐封孔、氧化镉封孔等。

通过阳极氧化,铝件表面可以形成致密、均匀和具有一定硬度的氧化层。

这种氧化层不仅具有良好的耐腐蚀性和耐磨性,还可以增加铝件的表面硬度,并具有一定的绝缘性能。

因此,阳极氧化广泛应用于铝制品的防腐蚀和装饰等领域。

铝件阳极氧化原理

铝件阳极氧化原理

铝件阳极氧化原理
铝件阳极氧化是一种将铝表面通过电化学反应形成一层氧化膜的工艺。

其原理主要包括以下几个方面:
1. 阳极氧化液:阳极氧化液通常由硫酸等化学物质组成。

在正极氧化槽中,阳极氧化液被通入,形成一个酸性电解质环境。

2. 阳极:将待处理的铝件作为阳极,与阴极(通常是铝或铅)构成一个电池。

阳极与阴极之间通过电网连接,并通过电流进行通电。

3. 电解反应:在电流的作用下,铝件的表面开始发生氧化反应。

具体反应方程式为:2Al + 3H2O → Al2O3 + 6H+ + 6e-。

铝原
子失去电子转化为氧化铝离子,并同时发生水的电解反应释放氢气。

4. 氧化膜生长:铝离子在电流的作用下往阳极迁移,与阴极反应生成氧化铝,并在铝件表面逐渐形成一层致密的氧化膜。

这是一种有孔隙结构,并具有耐热、耐腐蚀和绝缘性能的保护膜。

5. 形成氧化膜:随着阳极氧化的进行,氧化膜的厚度逐渐增加,从几微米到几十微米不等。

形成的氧化膜可以通过改变阳极氧化工艺参数(如电压、电流密度、浸泡时间等)来控制氧化膜的厚度和颜色。

铝件阳极氧化通过为铝件表面形成一层坚硬的氧化膜,提高了
铝的耐腐蚀性、耐磨性和美观性,广泛应用于汽车、航空、电子等领域中。

铝阳极氧化工艺原理

铝阳极氧化工艺原理

铝阳极氧化工艺原理铝阳极氧化是一种常用的表面处理工艺,用于提高铝材的防腐蚀性能、硬度和耐磨性。

其原理是在铝材表面形成一层致密的氧化膜,该膜具有良好的耐腐蚀性能,并能增加材料的硬度。

铝阳极氧化工艺主要包括预处理、阳极氧化和封孔三个步骤。

第一步,预处理。

在进行阳极氧化之前,需要对铝材进行预处理,以去除表面的污垢和氧化层。

常用的预处理方法有碱洗和酸洗两种。

碱洗可以去除表面的油污和有机物,酸洗则可去除表面的氧化层和金属杂质。

第二步,阳极氧化。

阳极氧化是指将铝材作为阳极,通过直流电流的作用,在电解液中形成一层氧化膜的过程。

电解液通常是硫酸、草酸或硫酸铬等,其中硫酸电解液是最常用的。

在阳极氧化过程中,阳极和阴极通过电解液相互连接,形成电流回路。

当电流通过阳极时,阳极表面的铝材会与电解液中的氧发生反应,形成氧化膜。

氧化膜的厚度和性能可以通过调节电流密度、电解液浓度和温度等参数来控制。

第三步,封孔。

阳极氧化后的氧化膜表面存在微小的气孔,这些气孔会影响氧化膜的耐腐蚀性能。

因此,在阳极氧化后需要进行封孔处理,以提高氧化膜的致密性。

封孔的方法通常是将氧化膜浸泡在热水或镁盐溶液中,使氧化膜中的孔隙被填充。

铝阳极氧化工艺的原理是利用电化学反应,在铝材表面形成一层致密的氧化膜。

这层氧化膜具有良好的耐腐蚀性能,能够保护铝材不受外界环境的侵蚀。

同时,阳极氧化还能增加氧化膜的硬度,提高铝材的耐磨性。

这使得铝材在工业生产中被广泛应用于制造各种耐腐蚀、耐磨损的部件和产品。

在实际应用中,铝阳极氧化工艺可以根据不同需求进行调整和改进。

例如,可以通过改变电解液的配方和工艺参数来控制氧化膜的颜色和厚度,以满足不同外观和性能要求。

此外,还可以采用阳极氧化与其他表面处理工艺相结合,如着色、电泳涂装等,以进一步改善铝材的表面性能和装饰效果。

铝阳极氧化工艺利用电化学反应在铝材表面形成致密的氧化膜,提高了铝材的防腐蚀性能、硬度和耐磨性。

该工艺简单易行,成本低廉,广泛应用于各个领域,为铝材的加工和应用提供了有效的解决方案。

铝合金阳极氧化

铝合金阳极氧化

铝合金阳极氧化铝合金阳极氧化是一种表面处理工艺,它使用强腐蚀性的氧化剂将一定表面处理成膜,以防止腐蚀和美化产品表面。

自20世纪50年代以来,铝合金阳极氧化工艺被广泛应用于电子工业、航空航天、汽车、冶金、医疗、军事科学和其他领域。

铝合金阳极氧化的基本原理是,在氧化剂的作用下,阳极发生氧化反应,结合氧化剂中的氧分子形成一层氧化膜,从而形成一层薄而坚固的氧化膜层。

通常,这种薄膜的厚度在1~10um之间,并且可以有效抵抗和抗腐蚀化学腐蚀和电化学腐蚀。

因为氧化膜表面反射光亮、美观,因此铝合金阳极氧化还有一定的美化功能,减少表面粗糙度、改善表面光洁度,给产品带来更好的外观和更强的质感。

另外,如果选择正确的氧化剂,还可以提供优良的耐热性、耐湿性、耐腐蚀性等性能。

铝合金阳极氧化工艺,利用氧化作用对产品表面进行处理,将形成一层坚固且美观的氧化膜,具有良好的防腐蚀性能和美化功能,广泛应用于各个领域。

在铝合金阳极氧化过程中,选择合适的氧化剂和控制氧化剂比例是至关重要的。

通常,氧化剂的比例会影响氧化效率,过高的比例可能导致氧化效果不理想,而太低的比例可能会导致氧化膜的不均匀、薄弱等问题,影响氧化效果;由于氧化剂不同,其最佳工艺参数也是不同的,因此确定最佳氧化剂和比例,以及确定最佳氧化工艺参数,都需要多次实验来验证。

此外,温度也是氧化和处理过程中不可或缺的参数,不同氧化剂、不同工艺条件下,选择不同温度都会有很大影响。

正确的温度会加速氧化过程,加快表面处理时间;过高或过低的温度会影响氧化效果,减缓氧化效率,甚至影响氧化膜的质量。

铝合金阳极氧化不仅应用于表面美化,而且可以改善铝合金的力学性能和耐腐蚀性能。

但是,要达到氧化的理想效果,必须采用正确的工艺参数,如温度、比例、氧化剂等,并且必须根据产品的不同性质,提出合理的处理技术,考虑到铝合金材料的质量,确保表面处理的质量。

总之,铝合金阳极氧化是一种有效的表面处理技术,它可以有效防止铝合金的腐蚀,提高产品的美观度和耐久性,在各个工业领域得到了广泛的应用。

阳极氧化的原理及相关知识

阳极氧化的原理及相关知识

阳极氧化的原理及相关知识铝/铝合金阳极氧化的原理内容:以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中, 利用电解作用, 使其表面形成氧化铝薄膜的过程, 称为铝及铝合金的阳极氧化处理。

铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。

当电流通过时, 将发生以下的反应:在阴极上, 按下列反应放出H2:2H + +2e → H2在阳极上, 4OH – 4e→ 2H2O + O2, 析出的氧不仅是分子态的氧(O2), 还包括原子氧(O), 以及离子氧(O-2), 通常在反应中以分子氧表示。

作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化, 形成无水的12O3膜:4A1 + 3O2 = 2A12O3 + 3351J 应指出, 生成的氧并不是全部与铝作用, 一部分以气态的形式析出。

阳极氧化的种类阳极氧化早就在工业上得到广泛应用。

冠以不同名称的方法繁多, 归纳起来有以下几种分类方法:按电流型式分有:直流电阳极氧化;交流电阳极氧化;以及可缩短达到要求厚度的生产时间,膜层既厚又均匀致密, 且抗蚀性显着提高的脉冲电流阳极氧化。

按电解液分有:硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。

按膜层性质分有:普通膜、硬质膜(厚膜)、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。

直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍, 这是因为它具有适用于铝及大部分铝合金的阳极氧化处理;膜层较厚、硬而耐磨、封孔后可获得更好的抗蚀性;膜层无色透明、吸附能力强极易着色;处理电压较低,耗电少;处理过程不必改变电压周期, 有利于连续生产和实践操作自动化;硫酸对人身的危害较铬酸小, 货源广, 价格低等优点。

近十年来, 我国的建筑业逐步使用铝门窗及其它装饰铝材, 它们的表面处理生产线都是采用这种方法。

铝及铝合金阳极氧化法综述近十年来,我国的铝氧化着色工艺技术发展较快,很多工厂已采用了新的工艺技术,并且在实际生产中积累了丰富的经验。

已经成熟和正在发展的铝及其合金阳极氧化工艺方法很多,可以根据实际生产需要,从中选取合适的工艺。

铝材阳极氧化原理

铝材阳极氧化原理

铝材阳极氧化原理
铝材阳极氧化是一种通过电解的方法,在铝表面形成一层厚度约为5-25微米的氧化铝膜。

这种氧化铝膜具有很好的耐腐蚀
性和硬度,可以提高铝材的表面抗氧化性能和耐磨性。

铝材阳极氧化的原理主要是利用阳极氧化工艺和电解液中的铝离子,通过外加电压和电流作用下,使铝表面发生氧化反应,生成氧化铝膜。

阳极氧化过程可以简单地分为三个步骤:预处理、阳极氧化和封闭。

首先是预处理,包括去油和表面清洁。

铝材在经过预处理后,表面的杂质、氧化物和油脂等会被去除,使铝表面更加干净。

接下来是阳极氧化过程。

将预处理后的铝材作为阳极,放置在电解槽中。

电解槽中加入电解液,电解液中含有适量的硫酸、草酸等成分。

通过施加一定的电压和电流于阳极材料上,将阴极和阳极之间建立电场,使电解液中的铝离子迁移到阳极表面。

在电流的作用下,阳极表面的铝材发生氧化反应,形成氧化铝膜。

这种氧化膜的生成是由于阳极氧化过程中,通过铝离子与电解液中的氧化剂反应,使铝表面逐渐形成氧化铝层。

最后是封闭处理。

在阳极氧化后,氧化铝膜表面会形成一层开孔结构。

为了封闭这些开孔,并改善氧化铝膜的性能,通常会进行封闭处理。

封闭处理的方法通常是通过饱和蒸汽或热水进行,使氧化铝膜中的微孔部分被封闭,进一步提高氧化铝膜的密度和防腐蚀性能。

综上所述,铝材阳极氧化的原理是通过电解作用,利用外加电压和电流,使铝表面发生氧化反应,生成一层均匀的氧化铝膜。

这种膜具有很好的耐腐蚀性和硬度,可以提高铝材的使用寿命和性能。

铝表面阳极氧化处理工艺【大解析】

铝表面阳极氧化处理工艺【大解析】

铝表面阳极氧化处理工艺内容来源网络,由深圳机械展收集整理!以铝或铝合金制品为阳极,置于电解质溶液中进行通电处理,利用电解作用使其表面形成氧化铝薄膜的过程, 称为铝及铝合金的阳极氧化处理。

经过阳极氧化处理,铝表面能生成几个微米———几百个微米的氧化膜。

比起铝合金的天然氧化膜,其耐蚀性、耐磨性和装饰性都有明显的改善和提高。

一、表面预处理无论采用何种方法加工的铝材及制品,表面上都会不同程度地存在着污垢和缺陷,如灰尘、金属氧化物(天然的或高温下形成的氧化铝薄膜)、残留油污、沥青标志、人工搬运手印(主要成分是脂肪酸和含氮的化合物)、焊接熔剂以及腐蚀盐类、金属毛刺、轻微的划擦伤等。

因此在氧化处理之前,用化学和物理的方法对制品表面进行必要的清洗,使其裸露纯净的金属基体,以利氧化着色顺利进行,从而获得与基体结合牢固、色泽和厚度都满足要求且具有最佳耐蚀、耐磨、耐侯等良好性能的人工膜。

(一)脱脂铝及铝合金表面脱脂有有机溶剂脱脂、表面活性剂脱脂、碱性溶液脱脂、酸性溶液脱脂、电解脱脂、乳化脱脂。

几种脱脂方法及主要工艺列于表-1。

在这些方法中,以碱性溶液特别是热氢氧化钠溶液的脱脂最为有效。

(二)碱蚀剂碱蚀剂是铝制品在添加或不添加其他物质的氢氧化钠溶液中进行表面清洗的过程,通常也称为碱腐蚀或碱洗。

其作用是作为制品经某些脱脂方法脱脂后的补充处理,以便进一步清理表面附着的油污赃物;清除制品表面的自然氧化膜及轻微的划擦伤。

从而使制品露出纯净的金属基体,利于阳极膜的生成并获得较高质量的膜层。

此外,通过改变溶液的组成、温度、处理时间及其他操作条件,可得到平滑或缎面无光或光泽等不同状态的蚀洗表面。

蚀洗溶液的基本组成是氢氧化钠,另外还添加调节剂(NaF、硝酸钠),结垢抑制剂、(葡萄糖酸盐、庚酸盐、酒石酸盐、阿拉伯胶、糊精等)、多价螯合剂(多磷酸盐)、去污剂。

(三)中和和水清洗铝制品蚀洗后表面附着的灰色或黑色挂灰在冷的或热的清水洗中都不溶解,但却能溶于酸性溶液中,所以经热碱溶液蚀洗的制品都得进行旨在除去挂灰和残留碱液,以露出光亮基本金属表面的酸浸清洗,这种过程称为中和、光泽或出光处理。

铝板阳极氧化工艺

铝板阳极氧化工艺

铝板阳极氧化工艺一、工艺概述铝板阳极氧化是一种表面处理技术,通过在铝板表面形成一层氧化膜来增强其耐磨性、耐腐蚀性和装饰性。

该工艺广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。

二、工艺流程1. 清洗:将铝板放入清洗槽中,使用碱性清洗剂进行清洗,去除表面的油污和杂质。

2. 酸洗:将铝板放入酸洗槽中,使用酸性清洗剂进行酸洗,去除表面的氧化层和锈迹。

3. 中和:将铝板放入中和槽中,使用碱性溶液进行中和处理,使得铝板表面呈现出中性状态。

4. 阳极氧化:将铝板放入阳极氧化槽中,使用电解液进行阳极氧化处理。

电解液通常由硫酸、草酸等组成。

在电解过程中,通过控制电压、电流密度和时间等参数来掌握氧化膜的厚度和颜色。

5. 封孔:完成阳极氧化后,将铝板放入封孔槽中,使用封孔剂进行封孔处理,以防止氧化膜的渗透和脱落。

三、工艺参数1. 清洗剂浓度:一般为5-10%。

2. 清洗时间:一般为1-3分钟。

3. 酸洗液浓度:一般为10-15%。

4. 酸洗时间:一般为1-3分钟。

5. 中和液浓度:一般为5-10%。

6. 中和时间:一般为1-2分钟。

7. 电压:根据需要控制在10-20V之间。

8. 电流密度:根据需要控制在1-2A/dm²之间。

9. 氧化时间:根据需要控制在20-60分钟之间。

10. 封孔液浓度:一般为5-10%。

11. 封孔时间:一般为1-2分钟。

四、工艺注意事项1. 清洗、酸洗、中和等步骤必须严格执行,以确保铝板表面的干净和光滑。

2. 在阳极氧化过程中,必须掌握好电压、电流密度和时间等参数,以确保氧化膜的质量和颜色。

3. 在封孔过程中,必须确保铝板表面没有残留的氧化液,以免影响封孔效果。

4. 在使用电解液时,要注意防止其对人体和环境造成伤害。

五、工艺优点1. 可以增强铝板的耐磨性、耐腐蚀性和装饰性。

2. 可以使铝板表面呈现出不同的颜色和光泽度。

3. 工艺简单易行,成本低廉。

六、工艺缺点1. 阳极氧化后的铝板表面容易受到划伤和磨损。

铝或铝合金阳极氧化的一般原理

铝或铝合金阳极氧化的一般原理

铝或铝合金阳极氧化的一般原理以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中,利用电解作用,使其表面形成氧化铝薄膜的过程,称为铝及铝合金的阳极氧化处理。

铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。

当电流通过时,将发生以下的反应:在阴极上,按下列反应放出H2:2H++2e→H2在阳极上,4OH–4e→2H2O+O2,析出的氧不仅是分子态的氧(O2),还包括原子氧(O),以及离子氧(O-2),通常在反应中以分子氧表示。

作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化,形成无水的12O3膜:4A1+3O2=2A12O3+3351J应指出,生成的氧并不是全部与铝作用,一部分以气态的形式析出。

阳极氧化的种类阳极氧化早就在工业上得到广泛应用。

冠以不同名称的方法繁多,归纳起来有以下几种分类方法:按电流型式分有:直流电阳极氧化;交流电阳极氧化;以及可缩短达到要求厚度的生产时间,膜层既厚又均匀致密,且抗蚀性显着提高的脉冲电流阳极氧化。

按电解液分有:硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。

按膜层性质分有:普通膜、硬质膜(厚膜)、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。

直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍,这是因为它具有适用于铝及大部分铝合金的阳极氧化处理;膜层较厚、硬而耐磨、封孔后可获得更好的抗蚀性;膜层无色透明、吸附能力强极易着色;处理电压较低,耗电少;处理过程不必改变电压周期,有利于连续生产和实践操作自动化;硫酸对人身的危害较铬酸小,货源广,价格低等优点。

近十年来,我国的建筑业逐步使用铝门窗及其它装饰铝材,它们的表面处理生产线都是采用这种方法。

阳极氧化膜结构、性质与应用1)阳极氧化膜的结构阳极氧化膜由两层组成,多孔的厚的外层是在具有介电性质的致密的内层上成长起来的,后者称为阻挡层(亦称活性层)。

(1)阻挡层阻挡层是由无水的A12O3所组成,薄而致密,具有高的硬度和阻止电流通过的作用。

(2)多孔的外层氧化膜多孔的外层主要是由非晶型的A12O3及少量的r-A12O3.H2O还含有电解液的阴离子。

铝及铝合金阳极氧化基本原理介绍精选ppt

铝及铝合金阳极氧化基本原理介绍精选ppt
❖ 3.裝飾性
陽極氧化膜可保護拋光表面的金屬光澤,陽極氧化膜還可以染 色和著色,獲得和保持豐富多采的外觀。
❖ 4.有機塗層和電鍍層附著性
陽極氧化膜是鋁表面接受有機塗層和電鍍層的一種方法,它有 效地提高表面層的附著力和耐蝕性。
整理
3
阳极氧化膜的特性
❖ 5.電絕緣性
鋁是良導體,鋁陽極氧化膜是高電阻的絕緣膜,絕緣擊穿電壓 大於30V/um,特殊制備的高絕緣膜甚至達到大約200V/um。
整理
7
铝的阳极氧化操作过程
上掛
中性脫脂
水洗
鹼性蝕刻
水洗
中和
水洗
水洗
氧化處理
水洗
中和
水洗
梨面蝕刻
中和
水洗
封孔
水洗
烘乾
下掛
整理
8
铝的阳极氧化封孔处理
封孔处理的原理:
多孔型氧化膜雖然賦予著色和其它功能的能力,但是耐腐蝕 性,耐污染性等都不可能達到使用的要求,未封閉的陽極氧 化膜,由於大量微孔孔內的面積,使暴露在環境中的工件等 有效表面積增加幾十倍到上百倍,為此,腐蝕速度也大大增 加。不論從提高耐腐蝕性還是耐污染性考濾,都必須進行封 孔處理。
整理
2
阳极氧化膜的特性
❖ 1.耐腐蚀性
陽極氧化膜可以有效保護鋁基體不受腐蝕,陽極氧化膜顯然比 自然形成的氧化膜性能更好,膜厚和封孔質量直接影響使用性能。
❖ 2.增加硬度和耐磨性
鋁陽極氧化膜的硬度比鋁基體高得多,基體的硬度為HV100,普 通陽極氧化膜的硬度約HV300,而硬質氧化膜可達到HV500,耐磨性 與硬度的關系是一致的。
表面过热,局部会烧点,且有粉沫层; 时间↑,则膜厚不断增加至一定程度会减缓,

铝及铝合金阳极氧化基本原理介绍

铝及铝合金阳极氧化基本原理介绍
鋁合金陽極基本原理
铝合金阳极氧化的定义
❖ 铝阳极氧化的定义按照国家标准是:
一种电解氧化过程,在该过程中铝或铝合金的表面通常转化为 一层氧化膜,这层膜具有防護性、装饰性以及一些其他的功能特 性!顧名思義,鋁在電解槽液中應該作為陽極連接到外電源的正極, 電解槽液的陰極連接到外電源的負極,在外加電壓下通過電流以 維持電化學氧化反應。在陽極氧化過程中同時存在氧化膜形成和 溶解的兩個對立的反應,最終的表面狀態視上棕兩個反應速度的 相對大小決定。
水洗
梨面蝕刻
中和
水洗
封孔
水洗
烘乾 下掛
铝的阳极氧化封孔处理
封孔处理的原理:
多孔型氧化膜雖然賦予著色和其它功能的能力,但是耐腐蝕 性,耐污染性等都不可能達到使用的要求,未封閉的陽極氧 化膜,由於大量微孔孔內的面積,使暴露在環境中的工件等 有效表面積增加幾十倍到上百倍,為此,腐蝕速度也大大增 加。不論從提高耐腐蝕性還是耐污染性考濾,都必須進行封 孔處理。
❖ 6.透明性
陽極氧化膜本身透明度很高,鋁的純度愈高,則透明度愈高, 鋁合金材料的純度和合金成分都對透明性有影響。
❖ 7.功能性
利用陽極氧化膜的多孔性,在微孔中沉積功能性微粒,可以得 到各種功能性材料,正在開發中的功能部件有電磁功能、催化功 能、傳感功能和分離功能等。
铝的阳极氧化工艺条件和要求
1.阳极处理液的选用及浓度 2.水溶剂的选用 3.氧化处理溶液的温度 4.电流强度 5.初.末电压和处理时间 6.氧化处理溶液的搅拌速度
❖ 3.裝飾性
陽極氧化膜可保護拋光表面的金屬光澤,陽極氧化膜還可以染 色和著色,獲得和保持豐富多采的外觀。
❖ 4.有機塗層和電鍍層附著性
陽極氧化膜是鋁表面接受有機塗層和電鍍層的一種方法,它有 效地提高表面層的附著力和耐蝕性。

阳极氧化工艺原理

阳极氧化工艺原理

阳极氧化工艺原理
阳极氧化工艺是一种通过电化学反应,在铝合金表面形成一层致密、均匀的氧化膜的方法。

其原理主要涉及三个方面:阳极溶解、氧化反应和生成氧化膜。

首先,在阳极氧化工艺中,铝合金作为阳极放置在电解质溶液中,而导电物质则作为阴极。

当外加直流电源施加在阳极上时,阳极开始发生溶解反应,使铝离子(Al3+)进入电解质溶液中。

其次,电解质溶液中含有合适的酸性成分,如硫酸、磷酸等,可引起氧化反应。

在外加电源的作用下,铝离子在阳极表面上发生氧化反应,生成氧气气体(O2)和水(H2O)。

氧化反
应的化学方程式如下:
2Al + 30H- → Al2O3 + 3H2O + 6e-
最后,氧化反应引起的氧气气泡在阳极表面形成微小的孔洞,这些孔洞与阳极表面的铝离子结合,生成致密、均匀的氧化膜。

氧化膜具有陶瓷般的性质,具有优异的抗腐蚀性、硬度和耐磨性。

此外,氧化膜的厚度可以通过控制电解质溶液的配方、电流密度和阳极氧化时间来调节。

综上所述,阳极氧化工艺通过电化学反应,在铝合金表面形成致密、均匀的氧化膜,提高了铝合金的耐腐蚀性和硬度,延长了其使用寿命。

铝合金阳极氧化工艺介绍

铝合金阳极氧化工艺介绍
鋁與硝酸的鈍化反應 當硝酸濃度達到80%時﹐會與鋁反應生成致密的氧化膜三氧化二鋁﹐阻
礙鋁與硝酸的反應
第一章 鋁及鋁合金物理化學特性簡介
1.3. 鋁合金牌號
純鋁---1× × ×系﹐如1000合金 非熱處理型合金 AL-Mn 系合金--3× × ×系﹐如3004合金
AL-Si系合金-- 4× × ×系﹐如4043合金
第六章 氧化原理
6.1氧化反應
陰極: 4 H+ + 4e = 2H2↑ 陽極: 4OH- _ 4e = 2H2O + O2↑
2Al3+ + 3O2- = Al2O3
氧化膜
6.2氧化原理
鋁及其合金陽極氧化時將工件挂在陽極,陰極用純鉛板或鋁板, 通入直流電,在陽極上鋁原子失去電子而氧化:Al-3e —Al3+,同時 OH-電离6OH- —3H2O+3O2-.在電場作用下,氧离子的擴散速度快, 氧化膜是由于氧离子擴散到陰擋層內部與鋁离子結合而形成 的:Al3++3O2- — Al2O3+399卡熱量.
L* Lightness C* Chroma
(saturation) h°hue angle
sample
E L **
b *
standa a
rd
*
第八章 染色原理
8.3 染料與顏色的關系---發色理論
1868年格拉勃和李勃曼就提出不飽和性是有機物發色的原因。 1876年德國的維特確認為﹕有機物至少需要某些不飽和基團存在 時﹐才能顯出顏色。如-N=N-﹐ > C=C< ﹐-CH=N-﹐> C=O, > C=S, -N=O等﹐但并不是有以上基團存在就一定會發色﹐這些 還必須連在足夠長的共軛體系上或同時有多個連在一起時﹐才能 顯出顏色。
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氧化膜成长机理
在硫酸电解液中阳极氧化,作为阳极的铝制品,在阳极化初始的短暂时 间内,其表面受到均匀氧化,生成极薄而有非常致密的膜,由于硫酸溶 液的作用,膜的最弱点(如晶界,杂质密集点,晶格缺陷或结构变形处) 发生局部溶解,而出现大量孔隙,即原生氧化中心,使基体金属能与进 入孔隙的电解液接触,电流也因此得以继续传导,新生成的氧离子则用 来氧化新的金属,并以孔底为中心而展开,最后汇合,在旧膜与金属之 间形成一层新膜,使得局部溶解的旧膜如同得到“修补”似的。随着氧 化时间的延长,膜的不断溶解或修补,氧化反应得以向纵深发展,从而 使制品表面生成又薄而致密的内层和厚而多孔的外层所组成的氧化膜。 其内层(阻挡层、介电层、活性层)厚度至氧化结束基本都不变,位置 却不断向深处推移;而外层在一定的氧化时间内随时间而增厚。
普通氧化常用参数范围
电流密度 电解液组成
A/dm2
硫酸,10%20%
1~2
电压 V
10~20
温度 /度
18~22
时间 min
10~30
颜色 透明
膜厚 μm
5~30
特点
易着色, 耐腐蚀
氧化膜厚度计算
阳极氧化生成的氧化膜厚度从理论上可按法拉第第 二定律推导的公式进行计算。 σ= Kit 式中σ为阳极氧化膜厚度(μm),i为电流密度 (A/dm2),t 为氧化时间(min),K为系数。
碱蚀剂
碱蚀剂是铝制品在添加或不添加其他物质的氢氧化 钠溶液中进行表面清洗的过程,通常也称为碱腐蚀 或碱洗。其作用是作为制品经某些脱脂方法脱脂后 的补充处理,以便进一步清理表面附着的油污赃物; 清除制品表面的自然氧化膜及轻微的划擦伤。从而 使制品露出纯净的金属基体,利于阳极膜的生成并 获得较高质量的膜层。
基本组成
工艺过程是制品在300-400g/L硝酸溶液中,室温 下浸洗。含硅或锰的铝合金制品上的挂灰,可用 硝酸和氢氟酸体积比为3:1的混合液,于室温下处 理5-15秒。中和处理还可以在含硝酸300-400g/L 和氧化铬5-15g/L的溶液中于室温下进行。各道工 序间的水清洗,目的在于彻底除去制品表面的残 留液和可溶于水的反应产物,使下道工序槽液免 遭污染
阳极化处理
以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中, 利用电解作用,使其表面形成氧化铝薄膜的 过程,称为铝及铝合金的阳极氧化处理。
阳极氧化的原理
铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。当电 流通过时,在阴极上,放出氢气;在阳极上,析出 的氧不仅是分子态的氧,还包括原子氧(O)和离 子氧,通常在反应中以分子氧表示。作为阳极的铝 被其上析出的氧所氧化,形成无水的氧化铝膜,生 成的氧并不是全部与铝作用,一部分以气态的形式 析出。
基本组成
一般采用氢氧化钠,有的另外还添加调节剂 (NaF、硝酸钠),结垢抑制剂(葡萄糖酸 盐、庚酸盐、酒石酸盐、阿拉伯胶、糊精 等)、多价螯合剂(多磷酸盐)、去污剂。
化学抛光
两酸(磷酸、硫酸)\(磷 酸、硝酸)

铝制品蚀洗后表面附着的灰色或黑色挂灰在冷的或 热的清水洗中都不溶解,但却能溶于酸性溶液中, 所以经热碱溶液蚀洗的制品都得进行旨在除去挂灰 和残留碱液,以露出光亮基本金属表面的酸浸清洗, 这种过程称为中和、除渍或出光处理。
铝的化学特性
(1)、铝的化学性质活泼,在干燥空气中铝 的表面立即形成厚约5nm的致密氧化膜,使铝不 会进一步氧化并能耐水;
(2)、铝的粉末与空气混合则极易燃烧;熔 融的铝能与水猛烈反应,高温下能将许多金属氧 化物还原为相应的金属;
(3)、铝是两性的,既易溶于强碱,也能溶 于稀酸。
(4)、铝在大气中具有良好的耐蚀性,但纯 铝的强度低,只有通过合金化才能得到可作结构 材料使用的各种铝合金。
铝阳极氧化膜优点
(1)、耐蚀性; (2)、硬度和耐磨性,铝基体的硬度为HV100,普通阳 极氧化膜的硬度约HV300,硬质氧化膜可达HV500。 (3)、装饰性,不尽可保护抛光表面的光泽,也可染色、 着色,获得和保持丰富多彩的外观。 (4)、电绝缘性。 (5)、透明性。 (6)、功能性
铝合金基本常识
阳极氧化的种类
按电流形式分为:直流电阳极氧化,交流电阳极氧 化,脉冲电流阳极氧化。
按电解液分有:硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺 基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。
按膜层性子分有:普通膜、硬质膜(厚膜)、瓷质 膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层。
阳极氧化膜结构
阳极氧化膜由两层组成,多孔的厚的外层是在具有 介电性质的致密的内层上上成长起来的,后者称为 阻挡层(也称活性层)。用电子显微镜观察研究, 膜层的纵横面几乎全都呈现与金属表面垂直的管状 孔,它们贯穿膜外层直至氧化膜与金属界面的阻挡 层。以各孔隙为主轴周围是致密的氧化铝构成一个 蜂窝六棱体,称为晶胞,整个膜层是又无数个这样 的晶胞组成。阻挡层是又无水的氧化铝所组成,薄 而致密,具有高的硬度和阻止电流通过的作用。
氧化膜厚度计算
为了使K值更切合实际,应将电流效率和在这种工 艺条件下所生成膜的密度或孔隙度考虑在内,即: K = 1.57η/γ 式中η为电流效率(电极上实际析出的物质量与又 总电量换算出的析出物质量之比)。K实值各国取 值大小各异,美国有取0.328、0.285-0.355,日本 有取0.352、0.364、0.25,中国、俄罗斯取0.25。
铝阳极氧化工艺基本原理
铝的物理特性
(1)、铝合金的突出特点是密度小、强度高。铝的密 度为2.7g/cm3。
(2)、塑性高:铝及铝合金延展性好,可以通过挤压、 轧制成各种型状的材料;
(3)、导电好。仅次于金、银、铜。 (4)、耐腐蚀。易生成氧化膜后具有很好的耐腐蚀性, 一般在空气中不反应。 (5)、易表面处理。如阳极氧化、电镀、电泳、喷涂 等,提高了铝的装饰性和保护效果。
第一位数:主要添加合金元素(如1050、5052、6063等) 。
1:纯铝 2:主要添加合金元素为铜 3:主要添加合金元素为锰或锰与镁 4:主要添加合金元素为硅 5:主要添加合金元素为镁 6:主要添加合金元素为硅与镁 7:主要添加合金元素为锌与镁 8:不属於上列合金系的新合金
脱脂
有机溶剂脱脂 表面活性剂脱脂 碱性溶液脱脂 酸性溶液脱脂 电解脱脂 乳化脱脂
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