阳极氧化时阳极反应,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] ,氧原子立即在阳极对铝件表面发生化学级化反应,生成氧化铝,即薄而致密的阳极氧化膜。这一过程与初始电压、电流密度的大小有密切关系。
生成的氧化膜在酸性一电解液中,产生化学溶解作用。部分氧化膜在电解液中的溶解又是必须的,否则由于膜的电绝缘性,将阻止电流的继续通过而影响级化膜的继续生成。
阴极反应:阴极只是起导电作用和析氢反应,当铝合金的其他合金元素在阳极过程中溶解后,有可能在阴极上沉积析出。
氧化膜的成长过程包含着相辅相成的两个方面:
1、膜的电化学生成过程。
2、膜的化学溶解过程。
两者缺一不可,黑色阳极氧化,而且必须使膜层的生成速度恒大于溶解速度,这样才能获得较厚的氧化膜。为此,所选择的电解液性质及工艺规范都必须具备这些条件。
在阳极氧化过程中,由于电位差的作用,带电质点相对于固体壁发生电渗液流。电渗液流的存在,是阳极氧化膜得以增长的一个必要条件。
阳极氧化工艺条件的控制
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1、溶液的温度与电压的关系
在额定的范围内溶液的温度越低,所需的电压应越高,因为溶液温度较低时氧化膜生成速度较缓慢,膜层较为致密,为获得一定厚度的氧化膜,阳极氧化过程需升高电压。当溶液的温度较高时,氧化膜的溶解速度加块,阳极氧化厂,且生成的氧化膜是疏松的,此时降低电压能适当改善氧化膜的质量。
2、阳极氧化溶液的温度与时间的关系
溶液的温度越低,所需的阳极氧化时间应越长。因为溶液温度较低时氧化膜的生成速度缓慢。溶液的温度升高时则氧化膜的生成速度加快。此时要缩短阳极氧化时间,否则由于氧化膜的外层电阻加大而导致膜层溶解,出现工件尺寸的改变、表面粗糙掉膜的现象。以上措施只是在既无降温设备,又无加温装置的条件下采取的应急措施。
1.化学预处理的定义及作用。采用化学溶液或者溶剂对铝表面进行预处理的工艺,它可以有效除去原始铝材表面的油污、污染物和自然氧化膜等,使铝材获得润湿均匀的清洁表面。
2.化学预处理常用工艺流程。常用的化学预处理方法有脱脂、碱洗、除灰、氟化物砂面处理、水洗等方法。根据待处理铝材的用途,对表面质量的要求,可采用不同的化学预处理工艺流程。
3.脱脂的原理及作用。油脂在酸性脱脂液中会发生水解反应生成甘油和相应的脂肪酸,在少量润湿剂和乳化剂协助下油脂更容易溶解,阳极氧化,提高脱脂效果。经脱脂处理可清除铝表面的油脂和灰尘等,使后道碱洗比较均匀。
4.碱洗的原理及作用。将铝材放入以为主要成分的强碱性溶液中进行浸蚀反应,进一步除去表面的脏污,彻底去除铝表面的自然氧化膜,阳极氧化原理,显露出纯净的金属基体以便进行后续的阳极氧化处理。
5.除灰的原理及作用。碱洗后产品表面往往会附着一层不溶于碱洗槽液的金属化合物及其碱洗产物,它们是一层灰褐色或灰黑色挂灰。除灰的目的就是除去这层不溶于碱液的挂灰,以防至后道阳极氧化工序槽液的污染。
6.氟化物砂面处理的原理及作用。氟化物砂面处理是利用氟离子使铝材表面生产高度均匀、高密度点腐蚀的一种酸性浸蚀工艺,目的是消除产品表面的挤压痕并生成平整的表面。但由于氟化物砂面处理工艺存在严重的环境污染问题,目前已不与推广使用。
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