铝及铝合金的氧化

铝及铝合金的氧化铝及铝合金的氧化自然氧化膜太薄(10~15nm)，孔隙率高，强度低，耐蚀性差．纯铝加入合金元素强化后，耐蚀性能下降．铝及铝合金的氧化（一）．阳极氧化硫酸阳极氧化硬质阳极氧化铬酸阳极氧化草酸阳极氧化其他阳极氧化（二）．化学氧化碱性化学氧化酸性化学氧化铝及铝合金的氧化（三）．铝合金氧化膜的性质多孔结构（吸附性能）机械性质（硬度高）电学性质（电绝缘）热性质（绝热）化学性质（耐蚀性能）铝及铝合金阳极氧化膜的形成机理（一）、阳极氧化膜的形成

１．阳极氧化的电极反应·

阳极：H2O=[O]+2H++2e；3[O]+2Al=Al2O3阴极：2H++2e=H2膜的溶解：Al2O3

+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2OAl的溶解：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2阳极氧化膜的形成２．膜层生长过程无孔层形成生成大于溶解；临界电压与系统有关膜孔出现溶解；击穿；升温；溶解多孔层加厚孔底成膜，当其速度与孔口腐蚀速度相等时，膜厚不再增加．阳极氧化膜的形成３．电渗流水化的氧化膜带负电孔底水化程度低，接近基体，电位高，使得

Al3+溶液从里向外按电位高低移动新鲜溶液由中心进入（二）、阳极氧化膜的组成和结构氧化物，水，阴离子六方形氧化物组成的蜂窝状结构阳极氧化工艺·

工艺流程硫酸阳极氧化１．槽液组成及工艺条件

２．影响氧化膜质量的因素硫酸含量溶膜，导电温度（重要因素）热量来源：反应放热；无孔层电压降冷冻机降温；加入有机酸；控制电压和电流；搅拌硫酸阳极氧化２．影响氧化膜质量的因素氧化时间电流密度材料化学成分电解液中的杂质３．膜比及电流效率铝合金硬质阳极氧化硬度和耐磨性·

Hv>250，高的可达350·微孔可吸附润滑剂，提高耐磨性耐蚀性电绝缘性绝热性（一）．硬质氧化膜的形成条件降低温度以降低氧化膜的溶解速度延长时间提高电压和加大电流以克服电阻，提高氧化膜的生成速度（二）．影响硬膜成长及性质的因素延长多孔层加厚段时间区的长度

１.硫酸的浓度２.温度３.阳极电流密度４.始末电压５.合金成分(重要因素)铝合金的化学氧化在含有缓蚀剂的对氧化膜有轻微溶解作用的弱酸和弱碱溶液中煮沸，可得0.5~4

m的化学氧化膜．优点：快，不耗电，设备简单，成本低，有一定的耐蚀性，与涂层的结合力好．缺点：薄，着色难，装饰性不好，软．适用于涂装底层和不宜阳极氧化的小薄工件．（一）．基本原理·

沸水中：Al→Al3+

+3e2H2O

+2e

→2OH-

+H2Al3+

+

3OH-

→AlOOH

+H2O偏铝酸转化为难溶的 -Al2O3H2O晶体基本原理加有Na2CO3和Na2CrO4时：2Al

+Na2CO3+

3H2O

→2NaAlO2+CO2+3H2NaAlO2+

H2O

→AlOOH

+NaOHCO2+

NaOH

→

Na2CO3+

H2OAl+Na2CrO4+2H2O→AlOOH+2NaOH+CrOOHNa2CrO4+

3H2→

Cr2O3+

4NaOH

+

H2O氧化膜中含有Al2O3

H2O

和Cr2O3

H2O（二）、氧化膜的着色与封闭色彩耐蚀性耐晒性耐磨性1．氧化膜的着色氧化膜着色的条件：膜层均匀，有一定厚度；有一定的孔隙率和吸附性；氧化膜本身应无色透明；氧化膜应无机械损伤．最好用硫酸溶液获得氧化膜．氧化膜的着色１.吸附着色/染色（吸附于膜孔表面）无机颜料着色．无机颜料分子物理吸附于膜层微孔的表面，进行填充．不鲜艳，结合力差．有机染料着色．物理吸附于孔膜之中，进行填充．有的与氧化层化学反应，生成物进入孔膜而显色：染料分子上的磺基与氧化铝形成共价键；染料分子上的酚基与氧化铝形成氢键；染料分子与氧化铝形成络合物．氧化膜的着色整体着色(带色氧化膜)利用合金中的元素发色；利用溶液中的元素发色．耐晒性好．电解着色(金属沉积于孔底)在金属盐溶液中用交流电电解；一般用镍盐，锡盐．2．氧化膜的封闭（1）.热水封闭（2）.重铬酸盐封闭(主要用于防护目的)（3）.水解盐封闭（4）.两步法第一次,吸附NiSO4,水解为Ni(OH)2；第二次,与K2CrO4=反应生成NiCrO4沉淀,保护膜层.氧化膜