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。
铝及铝合金的化学转化膜处理
铝及铝合金的化学转化膜处理
铝及铝合金的化学转化膜处理是一种表面处理技术，主要通过化学反应在铝及铝合金表面形成一层转化膜。
这层膜的外观和性质类似于金属的氧化物或氢氧化物，可以显著提高金属的耐腐蚀性和耐磨性，同时还可以赋予金属其他特殊性能，如绝缘性、导热性、美观性等。
化学转化膜处理的过程通常包括以下几个步骤：
前处理：这一步主要是清洁金属表面，去除油污、锈迹、杂质等，以保证转化膜的附着力和均匀性。
常用的清洁方法有机械法、化学法和电化学法等。
转化处理：在清洁的金属表面放入特定的化学溶液中，通过化学反应在表面形成一层转化膜。
这个过程通常需要一定的温度和时间，以促进化学反应的进行。
后处理：转化处理完成后，需要对金属表面进行清洗和干燥，以保证转化膜的质量和稳定性。
铝及铝合金的化学转化膜处理有多种类型，其中最为常见的是阳极氧化和化学氧化。
阳极氧化是一种通过外加电流使铝或铝合金表面的氧化膜增厚的方法，生成的氧化膜厚度可达数十至数百微米。
化学氧化则是通过化学反应在铝或铝合金表面形成一层氧化膜，通常生成的氧化膜较薄，约为0.5至4微米。
总之，铝及铝合金的化学转化膜处理是一种有效的表面处理技术，可以显著提高金属的耐腐蚀性和耐磨性，同时还可以赋予金属其他特殊性能。
这种处理方法广泛应用于航空、汽车、建筑、家电等领域。
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
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：
无色转化膜
无色转化膜
无色转化膜是一种新型的材料，它可以在不改变物体本身颜色的前提下改变物体的透明度。
这种膜主要由两种化合物组成，一种是能够吸收光的有机化合物，另一种是可以增加透明度的无机化合物。
这两种化合物被混合并涂在物体表面，当光线照射时，有机化合物吸收了一部分光线，使物体显得更暗淡，而无机化合物则增加了光线的透过率，使物体变得更透明。
这种无色转化膜具有广泛的应用前景，比如可以用于建筑物的窗户和幕墙，可以根据阳光的强弱和角度自动调节透明度，实现节能和美观的双重效果。
此外，无色转化膜还可以应用于汽车、航空器等交通工具的车窗和头盔，提高驾驶员的视野和安全性。
还可以用于电子显示器、太阳能电池板等领域，增强光线透过率，提高效率。
无色转化膜的研究与开发仍在不断进行中，未来有望实现更高效、更广泛的应用。
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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。
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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。
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
化学转化膜
化學轉化膜承認：檢印：作成：化學轉化膜是金屬表面物質參與化學或電化學反應所形成的膜層，它有良好的附著性。
常用的化學轉化膜有：磷化膜、氧化膜、陽極膜、鈍化膜。
一、磷化膜（發黑）磷酸鹽膜，也稱為磷化膜。
鋼鐵以磷酸鹽處理的成膜過程，即磷化，俗稱發黑.磷化膜為多孔的晶體結構,有磷酸鋅型膜和磷酸錳型膜，磷化處理方法有浸液法和噴液法。
鋼鐵磷化處理的工藝流程①①表中“+”表示需要，“－”表示不需要，“±”表示視情況可要可不要。
②封閉處理在70~90℃的重鉻酸鉀溶液（50~80 g/l）中進行，處理時間為10~15 min。
③據處理目的決定，可用油漆、油料或潤滑劑。
塗油或塗漆，應在磷化後24 h內進行。
④經噴砂後形成的磷化膜質量最佳，但磷化需在噴砂後6 h內進行。
二、氧化膜（發藍）氧化物膜，也稱氧化膜。
鋼鐵經氧化處理的成膜過程俗稱發藍。
發藍膜是一種磷性氧化物，通常膜厚約0.5~1.5 μm，抗蝕性較差，不宜用於戶外，但塗覆油，蠟劃清漆後，防護性及摩擦性能均可改善。
鋼鐵的發藍採用在沸騰的濃溶液中浸漬處理，分單槽、雙槽兩種不同方法。
三、陽極膜陽極氧化膜，也稱陽極膜。
鋁和鋁合金經氧化處理的成膜過程，稱為陽極化。
它是在電解液中以鋁零件為陽極經電解形成的。
普通陽極氧化膜（軟膜）用於防護、裝飾、電絕緣、防接觸腐蝕和無損探傷等。
鋁和鋁合金陽極氧化用的溶液組成和特點四、鈍化膜鉻酸鹽膜，也稱鈍化膜。
銅和銅合金在鉻酸或重鉻酸酸鹽溶液中的處理進程，俗稱鈍化。
鈍化膜很薄，具有防護性，可防止表面因硫化物作用而發暗。
鈍化溶液配方和工作條件是：重氧酸鈉Na2Cr2P7·2H2O 100~150 g/l硫酸（1.83）5~10 g/l氯化鈉4~7 g/l溫度室溫時間3~8 s。
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；
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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材料表面工程技术-8转化膜与着色技术
成膜过程及加速所用
磷化过程不仅是化学过程，而且还有电化学过程。难溶性 磷化过程不仅是化学过程，而且还有电化学过程。 磷酸盐的沉积发生在微阴极区， 磷酸盐的沉积发生在微阴极区，而阳极极化处理效果却相 反。 随着温度的上升，速率亦相应增大，最后达到最大值。表 随着温度的上升，速率亦相应增大，最后达到最大值。 面越粗糙，晶核数就越多，成膜速度也越快。 面越粗糙，晶核数就越多，成膜速度也越快。溶液性质不 其相界面的扩散系数、 同，其相界面的扩散系数、溶液成分进入晶格时结晶的排 列情况以及催化作用和抑制作用也不同。 列情况以及催化作用和抑制作用也不同。 磷化处理到一定时间以后，成膜速度降低到零， 磷化处理到一定时间以后，成膜速度降低到零，膜的形成 和溶解达到平衡。 和溶解达到平衡。磷化膜的形成并不是在停止放氢时就停 止了，而是在细孔中进一步形成。在停止放氢的一瞬间， 止了，而是在细孔中进一步形成。在停止放氢的一瞬间， 膜的孔隙率仍占金属总面积的3 ~20％， ％，只有在某一时间 膜的孔隙率仍占金属总面积的3％~20％，只有在某一时间 以后(大约10min) 孔隙率才达到0.5 的恒定值。 10min)， 0.5％ 以后(大约10min)，孔隙率才达到0.5％的恒定值。
特点： 特点
由于化学转化膜是金属基体直接参与成膜反应而成 的，因而膜与基体的结合力比电镀和化学镀膜层大的多。
mM + nA Z − → M m A n + nze
其中： 表面金属 表面金属， 介质中价态为z 其中：M—表面金属，AZ- —介质中价态为z的阴离子
注 ：上述反应式是化学转化膜反应的基本形式，具体的
转化膜形成过程要复杂的多，一般都包含多步化学反应和电 化学反应，也包含多种物理化学变化过程。其反应产物也不 像式中那样单一，而是要复杂的多。
化学转化膜
受转化金属
锆、钽、锗
钛合金
◆
镁合金
◆◆
铝和铝合金 ◆ ◆
铜和铜合金 ◆ ◆
◆ ◆ ◆ ◆◆ ◆◆
处理方法
A.电化学法 (阳极化)
B. 化学法 1. 化学氧化
转化膜类 型
氧化物膜
草酸盐膜
钢 锌和锌合金 镉 铬 锡 银
◆ ◆◆◆ ◆ ◆◆ ◆ ◆ ◆ ◆
2. 草酸盐处理 3. 磷酸盐处理 4. 铬酸盐处理
g/L ℃ A/dm2 V min
直流法
1 150～200
15～25 0.8～1.5 18～25 20～40
2 160～170
0～3 0.4～6 16～20
60
交流法
100～150 15～25 2～4 18～30 20～40
直流法1号工艺和交流法适用于一般铝及铝合金的防护-装饰性氧化， 直流法的2号工艺适用于纯铝和铝镁合金制品的装饰性氧化。
Al2O3 + 3H2O
氧化膜溶解 铝的溶解 铝酸钠的水解，
生成硬铝石，非常有害， 应避免。
出
碱蚀之后铝表面上仍残留有不溶于碱的铜、锰、硅、铁等合金元 素，俗称“硅灰”，必须除去；同时中和铝表面的碱性。
光
• 对于一般工业纯铝及铝合金，采用30～50%(vol)
的硝酸溶液。
• 高硅铝合金和铸铝合金，采用HNO3 HF = 1 3的 混合酸。
特 • 硫酸阳极化工艺可以得到厚度5～20m、无色透明
的氧化膜，膜的硬度较高，吸附能力强，易于染色；
靠近金属铝的内层为密膜层(阻
挡层)，厚度0.01～0.05m，电阻
率高达109m，显微硬度可达
15000MPa。
孔壁
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。
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其中：M—表面金属，AZ- —介质中价态为z的阴离
子
注 ：上述反应式是化学转化膜反应的基本形式，具体的转
化膜形成过程要复杂的多，一般都包含多步化学反应和电 化学反应，也包含多种物理化学变化过程。其反应产物也 不像式中那样单一，而是要复杂的多。
1. 2转化膜的分类
按用途分为： 功能性膜（耐磨、减摩、润滑、电绝缘、冷成型加工、涂层基底） 防护性 装饰性
1. 3转化膜的基本用途
<1>防锈：转化膜一方面降低金属本身的化学活性， 提高了在环境介质中的热力学稳定性，另一方面 对环境介质的隔离作用。作防锈用的化学转化膜 主要用于以下二种情况：
①对部件有一般的防锈要求：如涂防锈油等，转化 膜作为底层很薄时即可应用。
转化膜技术
汇报人：张慧桥 指导老师：刘小萍 教授
1 概述
1.1定义及基本原理
定义： 转化膜技术是通过化学或电化学手段，使金属表
面形成稳定的化合物膜层的方法。
机理： 使金属与特定的腐蚀液相接触，在一定条件下
发生化学反应，在金属表面形成一层附着力良好的难 溶的生成物膜层。
特点：
由于化学转化膜是金属基体直接参与成膜 反应而成的，因而膜与基体的结合力比电镀和化 学镀膜层大的多。
◇ 钢铁常温发黑机理：钢铁表面的发黑处理,可
得到均匀的黑色或蓝黑色外观，其表面膜的主要 成分是CuSe，功能与Fe3O4相似。
◇ 目前,常温发黑溶液在市场有商品供应,品种型
号甚多，其主要成分是CuSO4,二氧化硒,还含有 各种催化剂,缓冲剂,络合剂与辅助材料。
化学反应机理：
①SeO2溶于水中生成亚硒酸(H2SeO3):
SeO2 + H2O ---> H2SeO3 ②钢铁工件浸入发黑液中时,溶液中的游离Cu与Fe发生置换
反应,金属铜覆盖在工件表面,且伴随着Fe的溶解: CuSO4 + Fe ---> FeSO4+Cu Fe + 2H＋ ---> Fe + H2
③金属Cu与H2SeO3发生氧化还原反应,生成黑色的硒化铜 膜,同时伴随着副反应发生,生成CuSeO3及FeSeO3的挂灰 成分:
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。
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·mH2O+2NaOH
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。
2.钢铁常温化学氧化(酸性化学氧化)
<2>耐磨：耐磨用化学转化膜广泛用于金属与金属 面互相摩擦的部位。其主要作用是①提高硬度， ②减少摩擦阻力（如表面上的磷酸盐膜层具有很 小的摩擦系数），③吸油：如磷酸盐膜层具有良 好的吸油能力，在金属接触面间产生了一缓冲层， 从化学和机械两方面保护了基体,减小磨损。
<3>涂装涂层：化学转化膜在某些情况下也可作为 金属镀层的底层。作涂装底层的化学膜要求膜层
*按形成机理分为： 化学转化膜（无外加电流） 电化学转化膜（有外加电流）
按膜的主要组成物分为： 氧化物膜：金属在含有氧化剂的溶液中形成的膜，其成膜过程 叫氧化； 磷酸盐膜：金属在磷酸盐溶液中形成的膜，其成膜过程称磷化； 铬酸盐膜：金属在含有铬酸或铬酸盐的溶液中形成的膜，其成膜 过程在我国习惯上称钝化； 草酸盐膜：钢铁材料在含有草酸盐溶液中处理得到的草酸盐膜
<6>绝缘：磷酸盐膜层是电的不良导体，所以很早 就用它作为硅钢板的绝缘层。
<7>装饰：依靠自身的装饰外观，或者靠他的多孔性质能够 吸附各种美观的色料，常用于日常用品等的装饰上。
1. 4转化膜的主要施工方法
• 浸渍法 • 喷淋法 • 刷涂法 • 滚涂法 • 蒸气喷枪法 ● 三氯乙烯综合处
理法
浸渍法
致密，质地均匀，薄厚适宜，晶粒细小。
<4>防电偶腐蚀：在工程和机械的结构设计中，必 须考虑到两种不同金属零件会由于装配接触而在 使用环境的条件下产生电偶腐蚀的问题。而化学 转化膜的作用是：①增大两金属表面间的接触电 阻；②可以使较活泼的金属在环境介质中的电位 变化，以降低配偶金属之间的电位差。
<5>塑性加工：金属材料表面形成磷酸盐膜后再进 行塑性加工（例如进行钢管，钢丝等冷拉伸）时， 可以减小拉拔力，延长拉拔模具受命，减少拉拔 次数。
刷 镀
滚镀法
法
2转化膜
□ 2.1 □ 2.2 □ 2.3 □ 2.4 □ 2.5
钢铁的化学氧化处理和磷化处理 铬酸盐钝化膜 草酸盐钝化 铝及其合金的氧化处理 微弧氧化
2.1 钢铁的化学氧化处理和磷化处理
2.1.1钢的氧化处理
钢的氧化处理(又称发蓝或发黑):钢铁在含 有氧化剂的溶液中进行处理，使其表面生成一 层均匀的蓝黑到黑色膜层的过程。
化学反应机理为：
3Fe＋NaNO2＋5NaOH－－>3Na2FeO2＋H2O＋NH3
6Na2FeO2＋NaNO2＋5H2Байду номын сангаас－－>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。
②对部件有较高的防锈要求，部件又不受挠曲，冲 击等外力作用：转化膜要求均匀致密，且以厚者 为佳。
需要注意的是：
虽然化学转化膜有一定的防护作用，但是同别 的防护层（例如金属镀层等）比较，其防护功效是 不十分显著的，它往往不足以使金属得到有效的保 护，所以金属在施行化学转化处理后，通常大都需 要补以其他防护措施。