陽極氧化膜（課堂PPT）

1、1電化學轉(zhuǎn)化膜2鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化 鋁及鋁合金陽極氧化原理定義： 將鋁及鋁合金放入適當?shù)碾娊庖褐?，以鋁工件為陽極，它材料為陰極，在外加電流作用下，使其表面生成氧化膜，這種方法稱為陽極氧化。3陽極氧化膜的微觀結(jié)構(gòu)陽極氧化膜的微觀結(jié)構(gòu) 鋁及鋁合金的陽極氧化膜表面是多孔蜂窩狀的，具有二層結(jié)構(gòu)，靠近基體的是一層厚度為0.010.05m、致密的純Al2O3膜，硬度高，此層為阻擋層；外層為多孔氧化膜層，由帶結(jié)晶水的Al2O3組成，硬度較低。4反應(yīng)機理反應(yīng)機理1性能特點及影響因素性能特點及影響因素2工程上的應(yīng)用工程上的應(yīng)用35 鋁陽極氧化的鋁陽極氧化的反應(yīng)機反應(yīng)機理理陽極：鋁或鋁合金制

2、品陽極：鋁或鋁合金制品 陰極：在電解溶液中化學穩(wěn)定性高陰極：在電解溶液中化學穩(wěn)定性高的材料的材料鋁陽極氧化的原理實質(zhì)上就是水電鋁陽極氧化的原理實質(zhì)上就是水電解的原理。解的原理。 在陰極上在陰極上 在陽極上在陽極上6203040504820226024時間/s電壓/V鋁陽極氧化膜生成曲線鋁陽極氧化膜生成曲線A.膜層生長B.陰擋層形成C.膜層穩(wěn)定生成,直到溶解與生長速率達到平衡ABC7ab段，通電開始斷時間（幾秒到幾十秒）內(nèi)電壓劇增，達到臨界電壓，（電壓的最大值）表明這時陽極表面形成了連續(xù)、無孔的薄膜層。無孔層電阻較大，阻礙了膜的繼續(xù)增厚，無孔層的厚度與形成電壓成正比，氧化膜在電解液中溶解速度成反

3、比。厚度約0.010.1微米 第一階段：第一階段： 無孔層的形成階段無孔層的形成階段8bc段，在膜最薄的地方將首先被溶解出空穴來，電解液就可以通過這些空穴到達鋁的新鮮表面，電化學反應(yīng)得以繼續(xù)進行，電阻減小，電壓隨之下降（下降幅度為最高值的1015%），膜上出現(xiàn)多孔層。 第二階段：多孔層形成階段第二階段：多孔層形成階段9cd段，這時電壓平穩(wěn)而緩慢的上升，這時無孔層不斷被溶解成多孔層，新的無孔層友在生長，這樣多孔層就在不斷增厚，當生成速度與溶解速度達到動態(tài)平衡時，膜的厚度就不再增加，這時反應(yīng)就應(yīng)該停止了。第三階段：多孔層增厚第三階段：多孔層增厚10性能特點及影響因素性能特點及影響因素鋁合金陽極氧化

4、工藝鋁合金陽極氧化工藝電解液種類電解液種類氧化膜的性能氧化膜的性能硫酸陽極氧化鉻酸陽極氧化草酸陽極氧化普通陽極氧化硬質(zhì)陽極氧化瓷質(zhì)陽極氧化11 目前95以上的陽極氧化是在硫酸中進行的，陽極氧化如果沒有特別指明，通常是指硫酸陽極氧化。硫酸陽極氧化硫酸陽極氧化12 鋁及鋁合金硫酸陽極氧化的溶液配方及工藝條件鋁及鋁合金硫酸陽極氧化的溶液配方及工藝條件配方1和配方3適用范圍于一般要求的鋁及鋁合金；配方2適用于對硬度、耐磨性要求較高的鋁及鋁合金。13鋁及鋁合金陽極氧化的工藝流程上掛架化學脫脂清洗中和清洗拋光清洗清洗染色清洗陽極氧化檢驗機械光亮封閉14硫酸陽極氧化硫酸陽極氧化性能及影響因素性能及影響因素吸

5、附性較好的無色透明氧化膜；而且氧化膜易染色，硬度高，耐蝕性和耐磨性好。硫酸陽極氧化溶液穩(wěn)定，允許雜質(zhì)含量范圍較寬；電解電壓低，電能消耗少；操作方便，成本低；幾乎可以適用于各種鋁及鋁合金的氧化處理但不適于鑄件、點焊件、鉚接件。在稀硫酸電解液中通以直流或交流電對鋁及鋁合金進行陽極氧化處理，可獲得厚度為在稀硫酸電解液中通以直流或交流電對鋁及鋁合金進行陽極氧化處理，可獲得厚度為520m15硫酸陽極氧化硫酸陽極氧化影響因素影響因素硫酸濃度氧化時間 合金成分溫度電流密度 攪拌添加劑16（1）硫酸濃度，氧化膜生長的過程，也是它溶解的過程，硫酸濃度提高，溶解速度也會加快，這樣生成的膜就會比較薄，防護能力下降，

6、但是膜的孔隙率高，吸附力強，染色能力好，為了兼顧膜層的染色和防護，硫酸的濃度應(yīng)控制在17020g/L，通常采用1520 。（2）溫度的影響，膜的形成速度和溶解速度達到平衡時，膜就不再增厚。如果提高溫度，就會使膜的溶解速度加快，膜層就會變薄，而且疏松多孔，硬度低。溫度過低，膜的厚度增大，硬度高，耐磨性好，但是孔隙率低，脆性較大。影響因素影響因素17影響因素影響因素（3）電流密度的影響，提高陽極電流密度，能使膜的生長速度加快，氧化時間縮短，膜的溶解量就會減少，生成的膜較硬，耐磨性好。但是電流密度也不能太高，電流密度過高，會產(chǎn)生焦耳熱，使膜的溶解作用增加，膜的生長速度反而會降低。電流密度過低，氧化時

7、間延長，使膜層疏松，硬度降低。陽極的電流密度最好控制在1A/dm2。 （4）氧化時間的影響，在不改變工藝條件的情況下，延長氧化時間可以使膜的厚度增加，孔隙增多。對于需要染色的膜層，氧化時間可適當延長，18影響因素影響因素（5）攪拌的影響，攪拌能促使溶液對流，使溫度均勻，使工件不會因局部過熱而產(chǎn)生氣囊使膜的質(zhì)量下降。（6）添加劑的影響，在電解液中加入添加劑，可以改變膜的性質(zhì)和外觀，甘油可以抑制得到高彈性的氧化膜，鉻酸鹽、膠體可以提高膜的均勻性，添加纖維素甲酯可以得到較硬的膜層。（7）合金的成分對膜的性能有很大的影響，純鋁上得到的氧化膜最厚，經(jīng)過熱處理的和含重金屬的鋁合金得到的氧化膜較薄。1920

8、陽極氧化膜的著色與封閉陽極氧化膜的著色與封閉 鋁及鋁合金經(jīng)陽極氧化處理后，在其表面生成了一層多孔的陽極氧化膜，陽極氧化膜是最理想的著色載體，經(jīng)過著色和封閉后，可以獲得各種不同的顏色，并能提高膜層的耐蝕性、耐磨性。21陽極氧化膜的著色陽極氧化膜的著色22陽極氧化膜的封閉陽極氧化膜的封閉填充封閉法填充封閉法水解封閉法水解封閉法重鉻酸鹽封閉法重鉻酸鹽封閉法水蒸氣封閉法水蒸氣封閉法熱水熱水封封閉法閉法23陽極氧化膜的封閉陽極氧化膜的封閉24飾物飾物 化妝品化妝品 美容品美容品建材建材交通交通3c產(chǎn)品產(chǎn)品工程上的應(yīng)用工程上的應(yīng)用25工程上的應(yīng)用工程上的應(yīng)用初初 期期 應(yīng)應(yīng) 用用1近近 期期 應(yīng)應(yīng) 用用226初