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| 氧化鋁材的一般原理 |
| 來源：中國(guó)鋁材信息網(wǎng)，更新時(shí)間：2007-8-2 7:26:06，閱讀：
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以鋁或鋁合金制品為陽(yáng)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, 稱為鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化處理。鋁陽(yáng)極氧化的原理實(shí)質(zhì)上就是水電解的原理。當(dāng)電流通過時(shí), 將發(fā)生以下的反應(yīng)：
在陰極上, 按下列反應(yīng)放出 H2：2H + +2e → H2
在陽(yáng)極上, 4OH – 4e→ 2H2O + O2, 析出的氧不僅是分子態(tài)的氧 (O2), 還包括原子氧(O), 以及離子氧(O-2), 通常在反應(yīng)中以分子氧表示。
作為陽(yáng)極的鋁被其上析出的氧所氧化, 形成無水的12O3膜： 4A1 + 3O2 = 2A12O3 + 3351J 應(yīng)指出, 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(yáng)極氧化的種類陽(yáng)極氧化早就在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。冠以不同名稱的方法繁多, 歸納起來有以下幾種分類方 法：
按電流型式分有：直流電陽(yáng)極氧化；交流電陽(yáng)極氧化；以及可縮短達(dá)到要求厚度的生產(chǎn)時(shí)間，膜層既厚又均勻致密, 且抗蝕性顯著提高的脈沖電流陽(yáng)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(yáng)極氧化。
按膜層性質(zhì)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(yáng)極氧化。
直流電硫酸陽(yáng)極氧化法的應(yīng)用最為普遍, 這是因?yàn)樗哂羞m用于鋁及大部分鋁合金的陽(yáng)極氧化處理；膜層較厚、硬而耐磨、封孔后可獲得更好的抗蝕性；膜層無色透明、吸附能力強(qiáng)極易著色；處理電壓較低,耗電少；處理過程不必改變電壓周期, 有利于連續(xù)生產(chǎn)和實(shí)踐操作自動(dòng)化；硫酸對(duì)人身的危害較鉻酸小, 貨源廣, 價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。
近十年來, 我國(guó)的建筑業(yè)逐步使用鋁門窗及其它裝飾鋁材, 它們的表面處理生產(chǎn)線都是采用這種方法。
陽(yáng)極氧化膜結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與應(yīng)用
1) 陽(yáng)極氧化膜的結(jié)構(gòu) 陽(yáng)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)層上成長(zhǎng)起來的, 后者稱為阻擋層(亦稱活性層)。
(1) 阻擋層 阻擋層是由無水的A12O3所組成, 薄而致密, 具有高的硬度和阻止電流通過的作用。(2) 多孔的外層 氧化膜多孔的外層主要是由非晶型的A12O3及少量 的r-A12O3.H2O還含有電解液的陰離子。
氧化膜的絶大部分優(yōu)良特性,如抗蝕、耐磨、吸附、絕緣等性能都是由多孔外層的厚度及孔隙率所決定的,然而這兩者卻與陽(yáng)極氧化條件密切相關(guān), 因此可通過改變陽(yáng)極化條件來獲得滿足不同使用要求的膜層。膜厚是陽(yáng)極氧化制品一個(gè)很主要的性能指針, 其值的大小直接影響著膜層耐蝕、耐磨、絕緣及化學(xué)著色能力。在常規(guī)的陽(yáng)極氧化過程中, 膜層隨著時(shí)間的增加而增厚。在逹到最大厚度之后, 則隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸變薄, 有些合金如A1-Mg、A1-Mg-Zn合金表現(xiàn)得特別明顯。因此, 氧化的時(shí)間一般控制在逹最大膜厚時(shí)間之內(nèi)。
2) 陽(yáng)極氧化膜的性質(zhì)與應(yīng)用 陽(yáng)極氧化膜具有較高的硬度和耐磨性、極強(qiáng)的附著能力、較強(qiáng)的吸附能力、良好的抗蝕性和電絕緣性及高的熱絕緣性。由于這些特異的性能, 使之在各方面都獲得了廣泛的應(yīng)用。
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