转化膜
化学转化膜的工艺流程
化学转化膜的工艺流程一、化学转化膜是啥。
化学转化膜啊,就像是给金属表面穿上了一层特别的“衣服”。
这层“衣服”可不是为了好看哦,它有着很多厉害的功能。
比如说可以让金属更耐腐蚀,就像给金属打了一把防止生锈的小伞。
而且还能增加金属表面的硬度,让金属变得更坚强,就像给它做了个小小的强化训练一样。
二、工艺流程中的表面预处理。
1. 脱脂处理。
这个就像是给金属洗个澡,把它表面那些油腻腻的东西都去掉。
如果金属表面有油,后面的转化膜就很难好好地形成啦。
就好比你要在墙上画画,要是墙上都是油,颜料肯定粘不住呀。
我们可以用一些专门的脱脂剂,把金属放在里面泡一泡,或者拿布擦一擦,让它的表面变得干干净净的。
2. 除锈。
金属有时候会生锈,生锈的地方就像是金属身上的小伤口。
我们得把这些锈除掉,不然也会影响转化膜的质量。
可以用砂纸轻轻地打磨,把锈迹都磨掉,让金属露出它原本光滑的“皮肤”。
这就像是给金属做个小美容,把那些瑕疵都去掉。
三、化学转化膜的形成。
1. 浸泡法。
这是一种很常见的方法呢。
把经过预处理的金属放到含有化学转化膜形成剂的溶液里去浸泡。
就像把小饼干放进牛奶里泡一泡,金属在溶液里就会慢慢地发生化学反应,然后在表面形成转化膜。
这个过程需要一点时间,就像小饼干要泡一会儿才能充分吸收牛奶的味道一样。
而且溶液的浓度、温度还有浸泡的时间,都对转化膜的质量有很大的影响。
如果溶液太稀,可能就没办法形成完整的膜;温度太低呢,反应就会很慢;浸泡时间太短,膜可能就太薄了,起不到很好的保护作用。
2. 喷淋法。
这个方法就比较酷啦。
把化学转化膜形成剂的溶液像小喷泉一样喷到金属表面上。
这样做的好处是可以处理一些形状比较复杂的金属部件。
因为喷淋可以到达那些浸泡法不容易触及的小角落。
不过呢,这个方法对设备的要求就比较高一点,得有专门的喷淋设备才行。
四、后处理。
转化膜形成之后也不能就这么不管啦。
我们还得给它做个后处理。
比如说清洗一下,把表面残留的溶液洗干净。
表面处理技术概论-第4章 转化膜技术
⑶铝及铝合金阳极氧化膜的特点
①功能性:可以通过封孔处理以提高其保护性,也可在孔隙 中沉积特殊性能的物质而获得某些特殊功能,从而形成多 种多样的功能性膜层。
②吸附性:由于氧化膜呈现多孔结构,且微孔的活性较高, 有很好的吸附性。氧化膜对各种染料、盐类、润滑剂、石 蜡、干性油、树脂等均表现出很高的吸附能力。
4.1.4 表面转化膜用途
⑴提高材料的耐蚀性 ;氧化或磷化 ⑵提高材料的减摩耐磨性;磷化 ⑶提高材料的装饰性 ;钝化 ;着色 ⑷用作涂装底层;磷化膜 ⑸绝缘;磷化膜 ⑹防爆;瓦斯,粉尘,铝及铝合金与不锈钢
碰撞易通过铝热反应发生火花引爆。
• 4.2 阳极氧化
• 4.2.1 铝及铝合金的阳极氧化 • 4.2.2 铝阳极氧化膜的着色和封闭 • 4.2.3 镁合金阳极氧化
• 铝及铝合金进行阳极氧化时,由于电解质 是强酸性的,阳极电位较高,因此阳极反 应首先是水的电解,产生初生态的[O],氧 原子立即对铝发生氧化反应,生成氧化铝, 即薄而致密的阳极氧化膜。阳极发生的反 应如下:
H2O-2e-→[O]+2H+
2Al+3[O]→A12O3
阴极只是起导电作用和析氢反应:
4.1 转化膜技术简介
• 转化膜是指由金属的外层原子和选配的介质的阴 离ne
镁合金摩托车端盖磷酸盐转化膜
它的生成必须有基底金属的 直接参与,也就是说,它是 处在表层的基底金属直接同 选定介质中的阴离子反应, 使之达成自身转化的产物 (MmAn)。
易实现机械化或自动化作业,生产效 率高,转化处理周期短、成本低,但 设备投资大
无需专用处理设备,投资最省、工艺 灵活简便。但生产效率低、转化膜性 能差、膜层质量不易保证
适用范围
转化膜
化学反应机理为:
3Fe+NaNO2+5NaOH-->3Na2FeO2+H2O+NH3 6Na2FeO2+NaNO2+5H2O-->3Na2Fe2O4+7NaOH+NH3 Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O-->Fe3O4+4NaOH 在钢铁表面附近生成的Fe3O4,其在浓碱性溶液中的溶解度极 小,很快就从溶液中结晶析出,并在钢铁表面形成晶核,而后晶核 逐渐长大形成一层连续致密的黑色氧化膜。 在生成Fe3O4的同时,部分铁酸钠可能发生水解而生成氧化铁的水 物Na2Fe2O4+(m+1)H2O->Fe2O3· 2O+2NaOH mH 含水氧化铁在较高温度下失去部分水而形成红色沉淀物附在氧化膜 表面,成为红色挂灰,或称“红霜”,这是钢铁氧化过程中常见的故障, 应尽量避免。
表1-1铝及铝合金碱性铬酸盐化学氧化溶液的配方及工艺条件
组成物的质量浓度 /G· L-1 碳酸钠 铬酸钠 配 方 编 号 1 40~60 15~25 2 50~60 15~20 3 40~50 10~20
氢氧化钠
磷酸三钠 硅酸钠 温度/℃ 时间/MIN
2~5
1.5~2 0.6~1.0 85~100 5~8 95~100 8~10 90~95 8~10
3.氧化膜的后处理 钢铁工件通过化学氧化处理,得到的氧化膜其防 护性仍然较差,所以氧化后还需进行皂化处理、浸油 或在铬酸盐溶液里进行填充处理。 4.不合格氧化膜的退除 不合格氧化膜经脱脂后,在10~15%(体积分数) 的HCl或H2SO4中浸蚀数秒或数十秒即可退除,然后 可再重新氧化。
2.1.2钢铁的磷化处理
2.钢铁常温化学氧化(酸性化学氧化)
◇ 钢铁常温发黑机理:钢铁表面的发黑处理,可
化学转化膜
(9-5) (9-4)
使反应(9-5)向右移动,并且使Fe的界面处pH值不断上升,溶液中所 生成的不溶性磷酸锌浓度不断增加,最后终于超越了它的溶度积。
由于Fe离子从基体进入溶液中的扩散速率一般比反应的速率低,因 此磷酸锌能够迅速而整齐地沉积在金属表面上,成为致密的膜层。
(3) 钝化的影响:在稀铬酸或铬酸盐溶液(0.01%)里进行后处理,可以 减小磷化膜自由孔隙面积,不仅可提高抗蚀性,还 可改善用漆层的性能。
(4) 温度的影响: 磷酸锌膜晶体结构相当于-磷锌矿[Zn3(PO4)24H2O], 在105C,140C,163C分别可形成-磷锌矿(斜方晶 系片状体)、-磷锌矿(斜方晶系)以及-磷锌矿(单斜晶 系)结晶。
使用的处理剂称为成膜型处理剂,其使用实例是磷酸锌、 磷酸锰等。
转化膜的基本用途:
①防锈:转化膜作为底层很薄时即可应用;对部件有较高的 防锈要求时,转化膜需均匀致密,且以厚者为佳。
②耐磨:磷酸盐膜层具有很小的摩擦系数和良好的吸油作用。 在金属接触面间产生了一缓冲层,从而减小磨损。
③涂装底层:作为涂装底层的化学膜要求膜层致密、质地 均匀、薄厚适宜、晶粒细小。
(9-3)
锰盐主要按(9-1)式电离,锌盐几乎全按(9-3)式电离。
锰系磷酸盐膜生成机理
Mn(H2PO4)22H2O 30g
H2O
1L
在97~99C下加热1h,溶液发生如下电离反应: Mn(H2PO4)2 MnHPO4 + H3PO4
(9-1)
反应平衡之后,溶液中存在着一定数量的磷酸分子,未电离的 Mn(H2PO4)2分子以及不溶性的MnHPO4沉淀。 把净化的钢铁件浸入此溶液之中,发生以下反应:
化学转化膜技术
化学转化膜技术《化学转化膜技术》嘿,同学们!今天咱们来聊聊化学转化膜技术,不过在这之前呢,咱们得先把一些化学的基础知识搞清楚,这样才能更好地理解这个技术。
咱们先来说说化学键。
化学键就像是原子之间的小钩子,把原子们紧紧地连在一起。
这里面有两种特别的“小钩子”,一种是离子键,一种是共价键。
离子键啊,就好比是带正电和带负电的原子像超强磁铁一样吸在一起。
比如说氯化钠,钠原子把一个电子给了氯原子,钠原子就带正电,氯原子带负电,它们就因为这种正负相吸的力量紧紧地靠在一起了。
而共价键呢,就像是原子们共用小钩子连接起来。
像氢气分子,两个氢原子就共用一对小钩子,这样就形成了一个稳定的氢气分子。
再说说化学平衡吧。
这就像是一场拔河比赛,反应物和生成物就像是两队人。
在比赛开始的时候,可能反应物这边人多力量大,反应就朝着生成物那边进行得比较快。
但是随着反应的进行,生成物这边的力量也慢慢起来了。
等到两边的力量达到一个平衡,也就是正反应的速率和逆反应的速率相等的时候,就像拔河的两队谁也拉不动谁了,这时候反应物和生成物的浓度就不再变化了,这就是化学平衡的状态。
还有分子的极性呢。
这个可以类比成小磁针。
比如说水,水是极性分子,就像一个小磁针一样。
氧原子那一端就像是磁针的南极,带负电,氢原子那一端就像是北极,带正电。
而二氧化碳就不一样了,二氧化碳是直线对称的分子,它就像一个两边完全一样的东西,是个非极性分子,就没有这种像小磁针一样的极性。
接下来讲讲配位化合物。
这个就好比是一场聚会,中心离子就是聚会的主角,而配体呢,就是那些提供孤对电子来共享的小伙伴。
比如说在[Cu(NH₃)₄]²⁺这个配位化合物里,铜离子就是主角,氨分子就是那些来和铜离子一起玩,提供孤对电子的小伙伴,它们凑在一起就形成了这个配位化合物。
氧化还原反应中的电子转移也很有趣。
这就像是一场交易。
就拿锌和硫酸铜反应来说吧,锌原子就像一个慷慨的商人,把自己的电子给了铜离子。
转化膜处理的概念特点及使用场景
转化膜处理的概念特点及使用场景
转化膜处理是一种新型的表面处理技术,它采用化学方法将物体表面上的一层物质转化为具有特殊性质的膜层。
这种处理方式具有以下几个特点:
1. 可以改变物体表面的化学性质。
转化膜处理能够使物体表面变得更加亲水或疏水,从而改善其表面润湿性和润滑性。
2. 可以增强物体表面的耐腐蚀性。
转化膜处理能够在物体表面形成一层致密的膜层,从而防止其受到外界化学物质的侵蚀。
3. 可以提高物体表面的机械性能。
转化膜处理能够使物体表面变得更加硬度和耐磨,从而提高其使用寿命和稳定性。
在实际应用中,转化膜处理经常用于以下场景:
1. 金属表面的防腐蚀处理。
利用转化膜处理能够在金属表面形成一层锌、铬、钛等物质的氧化膜,从而防止其被氧化和腐蚀。
2. 汽车、飞机等机械设备表面的润滑处理。
利用转化膜处理能够使机械设备表面变得更加光滑,从而减少摩擦力,提高设备运行效率。
3. 半导体器件表面的电学性能调节。
利用转化膜处理能够在半导体器件表面形成一层特殊的膜层,从而改变其电学性能,提高器件的性能指标。
- 1 -。
2011电镀工艺学第10章转化膜
盐酸(HCl,0.1mol/L)
0.8ml
磷化后处理
磷化后,可根据工件的用途进行后处 理,以提高磷化膜的抗蚀性能。磷化膜后 处理通常采用填充和封闭处理。填充处理 的工艺规范见表10.5:
磷化膜的封闭可用涂漆或锭子油,当使 用锭子油封闭时,油温为105~110℃,将 零件浸渍5~10分钟即可。
磷化膜填充处理工艺
磷化膜性能
磷化膜的颜色随着基体材料及磷化工艺 的不同由暗灰到黑灰色。磷化膜的主要成 分是磷酸盐和磷酸氢盐。
磷化膜在金属的冷变形加工的制造业中 能较好地改善摩擦表面的润滑性能,能减 少加工裂纹和表面拉伤,延长工具和模具 的使用寿命;
磷化膜在大气条件下较稳定,本身的
耐蚀性并不高,但磷化膜经封闭填充、浸 油或涂漆处理,能进一步提高其耐蚀性。
四合一磷化:所谓“四合一”磷化是将 除油、
除锈、磷化和钝化四个工序综合在一个槽中进行, 采用这种工艺可简化工序,减少设备和作业面积, 缩短工时,提高劳动生产率,降低成本,便于实 现机械化和自动化生产。用此法获得的磷化膜均 匀、细致,有一定耐蚀性和绝缘性。
电化学磷化:用电化学方法促进磷化
过程方面作过大量研究,但在工业上应用 还不成熟,一般电化学磷化可简化处理液 成分,避免氧化剂作促进剂时的弊病(如 生产过程产生有毒气体、溶液稳定性差、 泥渣量大、成本高),在低温条件下快速 获得很薄而高性能的磷化膜。
转化膜
所谓转化膜是指金属表面的原子层与某些介 质的阴离子反应生成的膜。转化膜主要有以下几 类:
1. 磷酸盐膜,其成膜过程称为磷化。 2. 氧化物膜,其成膜过程称为氧化,对钢铁零件 的氧化又称为“发蓝”或“发黑”。
3. 金属着色膜,在金属的表面采用不同的方法得 到有色膜层,如:铜、锌、镍、不锈钢等的着色。
第7章 化学转化膜
第7章 化学转化膜化学转化膜是金属或镀层金属表层原子与水溶液介质中的阴离子相互反应,在金属表面形成含有自身成分附着性好的化合物膜。
成膜的典型反应式如下:z m n m M nAM A nze -+→+ (7-1)式中,M 为与介质反应的金属或镀层金属;A z-为介质中价态为z 的阴离子。
转化膜是表层的基底金属直接与介质阴离子反应,形成基底金属化合物(M m A n )。
可见化学转化膜实际上是一种受控的金属腐蚀过程。
上述反应式中,电子可视为反应产物,转化膜的形成可以是金属与介质界面间的化学反应,也可以是施加外电源进行的电化学反应。
前者为化学法,后者为电化学法(阳极氧化)。
化学法时反应式产生的电子将传递给介质中的氧化剂。
电化学法时所产生的电子将传递给与外电源相接的阳极,以阳极电流形式脱离反应体系。
实际上,化学转化膜形膜过程相当复杂,存在着伴生或二次反应。
因此得到的转化膜的实际组成往往也不是按上式反应生成典型的化合物膜。
例如,钢铁件在磷酸盐溶液中进行磷化处理时,所得到磷化膜的主要组成是二次反应生成的产物,即锌和锰的磷酸盐。
尽管如此,考虑到化学转化膜形成过程的复杂性,以及二次反应产物也是金属基底自身转化的诱导才生成的,所以一般不再严格进行区分,都称为化学转化膜。
转化膜的形成方法大多是化学法,也可以用电化学法。
化学法是将金属在溶液中浸渍,通过化学反应形成转化膜,也可将溶液喷射于工件表面,通过化学反应成膜。
转化膜按它的组成物分为氧化物膜、硫化物膜、铬酸盐膜、磷酸盐膜和草酸盐膜。
电化学氧化法(阳极氧化法)是指工件作为阳极,在电解液中电化学处理,在金属表面形成10~20μm 稳定的转化膜的过程,也称电化学转化膜。
阳极氧化法可以大大提高铝及铝合金耐蚀耐磨性;可以改善外观,作为装饰用。
还能提高金属的热绝缘性和表层电阻,同时也可以作为油漆的底层。
转化膜用途十分广泛,可以分为:涂装底材用转化膜,塑性加工用转化膜,耐磨损用转化膜,防锈用转化膜,绝缘用转化膜和其他功用转化膜(如搪瓷底材用转化膜、装饰用转化膜)。
转化膜
85~100
95~100
90~95
时间/MIN
5~8
8~10
8~10
表1-2 铝及铝合金酸性铬酸盐化学氧化溶液配方及工艺条件
组成物的质
量浓度
/G·L-1
1
配方编号 2
磷酸
10~15 50~60
铬酐
1~2
20~25
氟化钠
3~5
氟化氢氨
3~3.5
磷酸氢二氨
2~2.5
硼酸
0.6~1.2
铁氰化钾
重铬酸钾
温度/℃
3Cu + 3H2SeO3 ---> CuSe + 2CuSeO3 + 3H2O
3.氧化膜的后处理 钢铁工件通过化学氧化处理,得到的氧化膜其防
护性仍然较差,所以氧化后还需进行皂化处理、浸油 或在铬酸盐溶液里进行填充处理。
4.不合格氧化膜的退除 不合格氧化膜经脱脂后,在10~15%(体积分数)
的HCl或H2SO4中浸蚀数秒或数十秒即可退除,然后 可再重新氧化。
根据处理温度的高低,钢铁的化学氧化可分 为高温化学氧化法和常温化学氧化法。这两种 方法所用处理液成分不同,膜的组成不同,成 膜机理也不同。
1.钢铁高温化学氧化(碱性化学氧化)
<1>高温化学氧化是传统的发黑方法,一般是在强 碱溶液里添加氧化剂(如硝酸钠和亚硝酸钠), 在140ºC左右的温度下处理15~90分钟,生成以 Fe3O4为主要成分的氧化膜,膜厚一般为0.5~ 1.5微米,最厚可达2.5微米。氧化膜具有较好的 吸附性,氧化膜很薄。对零件尺寸和精度几乎没 有影响。
化学反应机理为:
3Fe+NaNO2+5NaOH-->3Na2FeO2+H2O+NH3
电镀工艺课件 转化膜(金属的氧化、磷化、着色)
• 氧化膜的特点 • 溶液配制 • 工艺流程 • 钝化处理和浸油处理 • 钢铁的常温发黑工艺 • 不合格氧化膜的退除
一、概述
钢铁的氧化处理:通常是在含有氧化剂 (硝酸钠或亚硝酸钠)的氢氧化钠溶液 中,接近沸点的温度下进行的。它使制 品表面生成一层均匀的蓝黑到黑色的磁 性氧化膜(四氧化三铁)转化膜。金属 上的转化膜(四氧化三铁)是由氧化物 从金属/溶液界面液相区的饱和溶液中结 晶析出的。钢铁的氧化也称发黑或发蓝。
• 镁及其合金转化膜。
§10.2 铝及其合金的氧化、着色
➢铝及其合金的氧化 ➢铝及其合金的着色 ➢阳极氧化膜的封闭 ➢阳极氧化膜的耐蚀性检测 ➢不合格阳极氧化膜的退除
一、铝及其合金的氧化
自然氧化膜:极薄,0.01~0.02微米, 非晶,疏松多孔,不均匀,抗蚀能力 差,易污染
铝及其合金的氧化
化学氧化 阳极氧化
+++ +++
氧化膜孔中的电渗液流示意图
二、铝及其合金的氧化膜的着色
着色
化学染色法 电解着色法
化学染色 法
• 概念:使有机染料或无机染料通 过化学吸附、物理吸附作用被吸 附在膜层的孔隙内,使氧化膜呈 现不同色彩。
• 特点:膜的颜色容易被擦掉,耐 光性差,色艳
电解着色 法
• 概念:是把经过阳极氧化的制件 浸入含有重金属盐的电解液中, 通过交流电的作用,发生电化学 反应,使进入氧化膜微孔中的重 金属离子被还原为金属原子,沉 积于孔底阻挡层上而着色。
转化膜的应用
• 铝的阳极氧化膜; • 铝、锌、镉上的铬酸盐膜; • 钢铁上的磷酸盐膜; • 钢铁上的发蓝膜等。
转化膜的应用
• 此外,还有如普通钢上的草酸盐膜,可 作为涂装时的前处理层。它能有效地保 护基体不受亚硫酸腐蚀;
金属表面转化膜技术概述
金属表面转化膜技术概述1.金属表面转化膜的概念金属表面转化膜是指通过化学或电化学方法,使金属与特定的腐蚀液相接触,在金属表面形成一种稳定、致密、附着力良好的化合物膜层。
图6-2所示为各种化学转化膜零部件。
转化膜的形成方法是:将金属工件浸渍于化学处理液中,使金属表面的原子层与某些介质的阴离子发生化学或电化学反应,形成一层难溶解的化合物膜层。
几乎所有的金属都可在选定的介质中通过转化处理得到不同应用目的的化学转化膜。
目前应用较多的是钢铁、铝、锌、铜、镁及其合金。
转化物膜层的形成可用下式表示:m M+n A z-=MA n+nz e-m式中,M为表层的金属原子;A z-为介质中价态为z的阴离子;e-为电子。
图6-2 各种化学转化膜零部件由氧化膜的形成过程反应方程式可知,氧化膜的生成必须有基体金属的直接参与,与介质中的阴离子反应生成自身转化的M m A n产物。
氧化膜的优点主要表现在氧化膜与基体金属的结合强度较高,金属基体直接参与成膜,因而膜与基体的结合力比电镀层和化学镀层这些外加膜层大得多,但转化膜较薄,其防腐能力远不如其他镀层,通常还要有另外补充的防护措施。
2.金属表面转化膜的分类表面转化膜几乎在所有的金属表面都能生成。
各种金属的表面转化膜及其分类如下:(1)按转化过程中是否存在外加电流来分类按转化过程中是否存在外加电流可分为化学转化膜和电化学转化膜两类。
化学转化膜不需要外加电源,而电化学氧化需要外加电源。
(2)按转化膜的主要组成物的类型来分类按转化膜的主要组成物的类型可分为氧化物膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜和草酸盐膜。
氧化物膜是金属在含有氧化剂的溶液中形成的膜层,其成膜过程称为氧化;磷酸盐膜是金属在磷酸盐溶液中形成的膜,其成膜过程称为磷化;铬酸盐膜是金属在含有铬酸或铬酸盐的溶液中形成的膜层,其成膜过程通常称为钝化。
金属表面转化膜的分类见表6-1。
表6-1金属表面转化膜的分类3.金属表面转化膜的主要用途金属表面形成转化膜后,不仅使金属表面的耐蚀性、耐磨性以及外观得到了极大的改善,同时还能提高有机涂层的附着性和抗老化性,用于涂装底层。
表面转化膜技术
表面转化膜技术
表面转化膜技术是指通过化学或电化学的方法,使材料表面的性质发生变化,以达到防腐、耐磨、装饰等目的的一种技术。
具体来说,通过表面转化膜技术可以形成一层具有特殊性质的薄膜,这层薄膜可以改变材料表面的物理、化学和机械性能,从而提高材料的耐腐蚀性、耐磨性和装饰性等。
表面转化膜技术有很多种,其中比较常用的有化学氧化法、电化学氧化法、阳极氧化法等。
这些技术可以根据材料的不同性质和需要进行选择和应用,以达到最佳的处理效果。
表面转化膜技术的应用范围非常广泛,可以应用于金属、非金属等各种材料表面处理。
在金属材料方面,表面转化膜技术可以用于提高金属的耐腐蚀性和耐磨性,例如在钢铁、铝、铜等金属表面形成一层氧化膜或镀膜;在非金属材料方面,表面转化膜技术可以用于提高材料的硬度和耐磨性,例如在玻璃、陶瓷、宝石等材料表面形成一层硬化膜或镀膜。
总之,表面转化膜技术是一种重要的材料表面处理技术,通过它可以实现对材料表面的性质进行改变和优化,从而提高材料的综合性能和延长使用寿命。
化学转化膜
化学转化膜
【原创版】
目录
1.化学转化膜的定义与分类
2.化学转化膜的形成原理
3.化学转化膜的应用领域
4.化学转化膜的优势与局限性
正文
化学转化膜是一种通过化学反应在材料表面形成的薄膜,它具有特定的物理、化学和生物学性能。
根据膜的成分和结构,化学转化膜可分为无机膜、有机膜和复合膜等。
化学转化膜的形成原理主要是通过表面化学反应,如吸附、化学键合、共价键合等。
这些反应使得膜材料表面的化学性质发生变化,从而形成具有特定功能的膜。
化学转化膜在许多领域都有广泛的应用,如环境保护、生物医学、能源等。
在环境保护方面,化学转化膜可用于水处理、废气处理等;在生物医学领域,化学转化膜可用于药物载体、组织工程等;在能源领域,化学转化膜可用于太阳能电池、燃料电池等。
化学转化膜具有许多优势,如良好的稳定性、可控的结构和性能、低成本等。
然而,化学转化膜也存在一些局限性,如膜的制备过程相对复杂、膜的耐久性有待提高等。
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化学转化膜
化学转化膜摘要:一、化学转化膜的定义和作用二、化学转化膜的分类1.铝阳极转化膜2.锌阳极转化膜3.钢铁氧化膜三、化学转化膜的应用领域1.建筑行业2.汽车行业3.电子行业四、化学转化膜的优缺点1.优点a.良好的耐腐蚀性b.易于维护c.环保2.缺点a.耐磨性较差b.抗冲击性差五、化学转化膜的发展趋势1.研发新型化学转化膜2.提高现有化学转化膜性能3.绿色环保发展正文:化学转化膜是一种通过化学或电化学方法,将金属表面转化为具有保护性的氧化膜或其他化合物膜。
这种转化膜具有优异的耐腐蚀性能,能有效保护基材免受腐蚀。
根据转化膜的成分和制备方法,化学转化膜可分为铝阳极转化膜、锌阳极转化膜和钢铁氧化膜等。
铝阳极转化膜是一种以铝为主要成分的转化膜,通过阳极氧化法在铝材表面形成一层致密的氧化膜。
这种氧化膜具有良好的耐腐蚀性和稳定性,广泛应用于建筑行业,如铝合金门窗、幕墙等。
此外,在汽车、电子等行业也有广泛应用。
锌阳极转化膜是以锌为主要成分的转化膜,通过电化学方法在锌材表面形成一层锌氧化物膜。
这种转化膜具有较强的耐腐蚀性和自愈性,能有效保护基材免受腐蚀。
因此,锌阳极转化膜被广泛应用于汽车、船舶等行业。
钢铁氧化膜是一种以氧化铁为主要成分的转化膜,通过化学方法在钢铁表面形成一层致密的氧化膜。
这种氧化膜具有较好的耐腐蚀性和抗氧化性能,广泛应用于建筑、机械等行业。
化学转化膜在各个领域具有广泛的应用,但其耐磨性和抗冲击性较差,容易磨损和破裂。
因此,研究人员一直在努力研发新型化学转化膜,以提高其性能。
同时,绿色环保发展也是化学转化膜未来的发展趋势,通过改进制备方法和工艺,降低对环境的影响。
总之,化学转化膜作为一种保护金属基材的有效手段,在各个领域具有广泛的应用。
化学转化膜和阳极氧化
化学转化膜和阳极氧化
化学转化膜和阳极氧化是两种表面处理技术,广泛应用于金属材料的保护和装饰。
以下是它们各自的特点和工作原理:
一、化学转化膜
化学转化膜是通过化学反应在金属表面形成一层固态薄膜,这层膜具有防腐、耐磨、装饰等作用。
转化膜的形成通常是通过将金属浸入含有氧化剂的溶液中,在一定温度和压力下进行反应而形成的。
转化膜的厚度通常在微米级,常见的化学转化膜有氧化铁膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜等。
化学转化膜技术具有操作简单、成本低、环保等优点,广泛应用于钢铁、铝、镁等金属的防腐和装饰。
同时,化学转化膜也具有一定的局限性,例如对一些高耐蚀要求的场合可能无法满足要求,需要在转化膜表面再进行涂装等处理。
二、阳极氧化
阳极氧化是一种利用电化学方法在金属表面形成氧化膜的过程。
在该过程中,金属作为阳极在电解液中被氧化,生成一层固态氧化物薄膜。
这层氧化膜具有防腐、耐磨、绝缘等性能,同时还可以赋予金属表面独特的外观和质感。
阳极氧化的方法有多种,如硫酸阳极氧化、铬酸阳极氧化、磷酸阳极氧化等。
阳极氧化的膜层厚度可以根据需要进行调整,通常在微米至几十微米的范围内。
阳极氧化技术广泛应用于铝、镁、钛等轻金属的防腐和装饰,尤其在航空航天、汽车、建筑等领域得到广泛应用。
综上所述,化学转化膜和阳极氧化都是重要的表面处理技术,具有各自的特点和应用范围。
在实际应用中,应根据具体需求选择合适的表面处理技术,以达到最佳的保护和装饰效果。
无色转化膜
无色转化膜
无色转化膜是一种新型的材料,它可以在不改变原材料颜色的情况下,改变其表面的光学性质。
这种材料具有广泛的应用前景,可以用于光学器件、太阳能电池、显示器等领域。
无色转化膜的制备方法有很多种,其中最常用的是化学气相沉积法。
这种方法可以在高温下将气态材料沉积在基底上,形成一层薄膜。
这种薄膜具有很高的透明度和光学性能,可以用于制备各种光学器件。
无色转化膜的应用非常广泛,其中最重要的应用之一是太阳能电池。
太阳能电池需要将太阳光转化为电能,而无色转化膜可以将太阳光的波长转化为太阳能电池所需的波长,从而提高太阳能电池的转换效率。
无色转化膜还可以用于制备显示器。
显示器需要具有高亮度和高对比度,而无色转化膜可以提高显示器的亮度和对比度,从而提高显示器的显示效果。
除此之外,无色转化膜还可以用于制备光学滤波器、光学透镜等光学器件。
这些器件在光学通信、激光器、光学传感器等领域有着广泛的应用。
无色转化膜是一种非常有前途的材料,它可以在不改变原材料颜色的情况下,改变其表面的光学性质,具有广泛的应用前景。
随着科
技的不断发展,无色转化膜的应用领域将会越来越广泛,为人类的生活带来更多的便利和创新。
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稀土转化膜循环阳极极化曲线图
2014-6-16
相对环面积
各种转化膜循环阳极曲线得到的数据
2014-6-16
金相照片
SiCp/Al 表面Ce转化膜NaCl溶液浸泡前后表面形貌
2014-6-16
总结
• 利用Ce盐稀土转化膜对SiCp/Al复合材料进行的表面处理, 是一种非常有效的表面防腐手段。其方法工艺简单,对环 境无污染,具有很好的应用前景。 • 铝基复合材料表面稀土转化膜呈金黄色,耐蚀性优于传统 的化学氧化及阳极氧化。 • 铝基复合材料表面转化膜的耐蚀性可用简单的湿热试验或 盐水浸渍试验进行评价,也可用电化学的方法测量计算其 相对环面积从而进行比较。 • SiCp/Al表面3价Ce盐稀土转化膜性能略优于4价Ce盐稀土 转化膜,但两种转化膜的防腐效果都优于其他传统表面处 理方法。
劣势: • 对人及自然的毒性、污染
2014-6-16
阳极氧化
定义: • 铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下,由于外 加电流的作用下,在铝制品(阳极)上形成一层氧化膜的 过程。 劣势: • 氧化膜疏松,需要进行封闭处理 • 无法应用于SiCp/Al复合材料
2014-6-16
稀土转化膜
• 稀土转化膜的研究目的是为了作为铬酸盐转化膜的替代物 • 优势: • 对人体及环境的危害较小 • • • • 劣势: 工艺时间长 不具备自愈能力 综合性能有待提高
X X √ X 铬酸盐转化膜 阳极氧化 稀土转化膜 达克罗涂层 剧毒 SiCp不导电 暂无应用
2014-6-16
SiCp/Al表面稀土转化膜
稀土转化膜
3+ Ce 转化膜
2014-6-16
4+ Ce 转化膜
稀土转化膜
• 前处理工艺
将Al6061/SiCp切成 25X50mm 的标准试样 砂纸打磨抛光 用丙酮擦洗表面打磨残留的粉尘 有机溶剂除油 在沸水中预处理10min。
3
阳极氧化 无变化 无变化 局部出现腐 蚀点 腐蚀继续加 重
4
Ce3+转化膜 无变化 无变化 膜褪色,边角 出现腐蚀点 表面出现白 色腐蚀点
5
Ce4+转化膜 无变化 无变化 膜褪色,边角 出现腐蚀点 表面出现白 色腐蚀点
2014-6-16
盐水浸渍
序号 工艺 1天 3天 7天 10天 14天 21天
极化曲线
循环阳极极化曲线:
• 循环阳极极化曲线是研究点腐蚀的一种有效方法,阳极正 扫描极化曲线的抬头电势为击穿电势Eb。 • 由Eb可以判断点蚀发生的难易程度。
2014-6-16
相对环面积
“相对环面积”的计算方法:
• 相对环面积 = 环面积 / ( 电势区间 ) 2
2014-6-16
相对环面积
2014-6-16
稀土转化膜
• 转化膜工艺 +3价处理液 +4价处理液
Ce(NO3)3 3g/L Ce(CO3)2 促进剂 0.3g/L 促进剂 pH 5 pH 温度 30°C 温度 时间 120min 时间
2014-6-16
5g/L 0.5g/L 4.5 35°C 100min
稀土转化膜
(a)
2014-6-16
参考文献
6.李红玲, 刘双枝. 金属表面无铬替代处理技术的研究进展[J]. 表面技 术, 2013, 42(2): 112-115 7.孙焕焕, 王辉. ZL101铝合金表面复合防护膜制备及膜层结构研究[J]. 沈阳理工大学学报, 2013, 32(2): 68-71 8.于兴文, 周育红, 周德瑞, 尹钟大, 崔岩. 铝金属基复合材料 Al6061/SiCp表面稀土转化膜的研究[J]. 复合材料学报, 2000, 17(2): 30-33 9.于兴文, 曹楚南. 用循环阳极极化曲线评价Al6061/SiCp复合材料表面 稀土转化膜耐腐蚀性能的研究[J]. 稀土, 2000, 21(3): 31-34 10.宫承鹏, 王昕, 刘浩泉, 卢轩. 不同添加剂对铝表面铈转化膜耐蚀性 的影响[J]. 中国稀土学报, 2011, 29(1 空白 严重腐蚀
2 化学氧化 无变化 边角腐蚀 表面腐蚀 腐蚀加重 严重腐蚀
3 阳极氧化 无变化 无变化 边角腐蚀 表面腐蚀 表面腐蚀 严重腐蚀
4 Ce3+转化膜 无变化 无变化 无变化 边角腐蚀 表面腐蚀 腐蚀加重
5 Ce4+转化膜 无变化 无变化 无变化 表面腐蚀 表面腐蚀 腐蚀加重
有关铝基复合材料表面 稀土转化膜的介绍
目录
• 金属表面防护的部分方法 • SiCp/Al表面稀土转化膜的研究 • 稀土转化膜耐蚀性的评价方法
• 总结
• 参考文献
2014-6-16
金属表面防护的部分方法
防护方法 铬酸盐转化膜 阳极氧化 稀土转化膜
达克罗涂层
2014-6-16
铬酸盐转化膜
优势: • 铬酸盐转化膜具有成本低、工艺简单、应用广泛的优势, 是目前技术最成熟的表面处理技术之一 • 铬酸盐转化膜具有轻微损伤自我修复的能力 • 铬酸盐转化膜的防护性能优于钼酸盐,硅酸盐的转化膜
2014-6-16
达克罗涂层
定义: • 将片状锌粉、片状铝粉外加还原剂、增稠剂、润湿剂等混 合制成涂料,涂覆于工件表面,然后经烘干、烧结,在工 件表面形成膜层的技术 优势: • 防腐效果良好 • 外表美观 该技术在钢铁基体上应用较多 暂无对于铝基复合材料的应用先例
2014-6-16
综合对比
• 综合对比四种金属表面防护技术
2014-6-16
2014-6-16
参考文献
1.于兴文, 周德瑞, 尹钟大, 周育红. 抑制铝金属基复合材料 Al6061/SiCp腐蚀的三价铈转化膜工艺及性能的研究[J]. 新技术新工 艺, 1998, (6): 26-27 2.于兴文, 曹楚南, 林海潮. 铝基复合材料表面四价铈转化膜的研究[J]. 电镀与精饰, 2000, 22(3): 6-9 3.于兴文, 周德瑞, 尹钟大, 周育红. 2024铝合金表面三价稀土转化膜 [J]. 中国有色金属学报, 1999, 9(1): 73-77 4.于兴文, 曹楚南, 林海潮, 尹钟大, 周德瑞. Al6061/SiCp复合材料表 面Ce转化膜腐蚀行为的研究[J]. 金属学报, 2000, 36(3): 313-318 5.于兴文, 曹楚南, 林海潮, 周育红, 周德瑞, 尹钟大. Al6061/SiCp稀 土转化膜的组成、结构及性能[J]. 物理化学学报, 2000, 16(6): 547-552
(b)
(a)放大倍数 X400 (b)放大倍数 X800
2014-6-16
稀土转化膜试样的 SEM 照片
耐蚀性评价
评价方法 湿热试验 盐水浸渍 电化学评价
极化曲线
2014-6-16
相对环面积
湿热试验
序号
工艺 3天 10天 20天 30天
1
空白 严重腐蚀, 出现冒粉
2
化学氧化 无变化 无变化 膜褪色,出现 腐蚀点 腐蚀点增多, 面积增大