鋁的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理

第五章鋁的化學(xué)(huàxué)轉(zhuǎn)化處理化學(xué)轉(zhuǎn)化處理定義——就是在化學(xué)處理溶液中，金屬鋁外表與溶液中化學(xué)氧化劑反響(fǎnxiǎng)，而不是通過外加電壓生成化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的化學(xué)處理過程。主要內(nèi)容：化學(xué)氧化處理鉻酸鹽處理磷鉻酸鹽處理無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化幾局部表達(dá)第一頁，共20頁。1鋁的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理(chǔlǐ)可采用以下方法：①浸泡法：直接浸入化學(xué)轉(zhuǎn)化處理(chǔlǐ)溶液中②噴淋法：將化學(xué)處理(chǔlǐ)溶液噴在鋁的外表③涂液法：將濃溶液涂在鋁的外表第二頁，共20頁。25.2化學(xué)氧化鋁的新鮮外表在大氣中立即生成自然保護(hù)膜，這層氧化膜雖然非常薄，仍然賦予鋁一定的耐腐蝕性，因此(yīncǐ)鋁比鋼鐵耐蝕性好?；瘜W(xué)氧化:——通過化學(xué)處理使金屬外表形成氧化膜的過程，是化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理的一種，采用化學(xué)介質(zhì)處理金屬外表，通過化學(xué)反響使金屬外表氧化，生成穩(wěn)定的防銹氧化膜。適用范圍——常用于鋁及鋁合金、銅及銅合金、碳鋼等。化學(xué)氧化所用化學(xué)溶液都是含有氧化劑的堿性溶液。第三頁，共20頁。3例如：鋁及鋁合金一般用添加鉻酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽的碳酸鈉溶液，銅及銅合金用含有氧化劑的苛性鈉溶液，而碳鋼那么用加硝酸鹽的苛性鈉溶液1、氧化膜的用途①鋁與水的相互作用已經(jīng)有了詳細(xì)的文獻(xiàn)評(píng)述，在沸騰純水中可以得到致密的保護(hù)性化學(xué)氧化膜，液稱為(chēnɡwéi)勃姆體膜。在電解電容器中得以應(yīng)用。②另一個(gè)用途是前蘇聯(lián)提出的鋁片氧化和染色。第四頁，共20頁。42、化學(xué)氧化膜的性能化學(xué)氧化膜的厚度與鋁的純度有關(guān).在加熱水中鋁的純度越低，那么氧化膜越薄〔這是由于晶界雜質(zhì)阻礙(zǔài)離子的擴(kuò)散，從而降低了膜生長(zhǎng)速度第五頁，共20頁。5①如課本圖5-1所示兩種不同(bùtónɡ)純度的鋁在100℃蒸餾水中氧化膜厚度與時(shí)間的關(guān)系。②化學(xué)氧化膜的顏色與處理方法和合金種類有關(guān)，通常稱為化學(xué)著色，如表5-1所示。第六頁，共20頁。6③添加氨水可以促進(jìn)膜的生長(zhǎng)，如圖5-2所示。同一條件的沸水中氨水濃度與鋁的質(zhì)量增加(zēngjiā)〔氧化膜質(zhì)量增加(zēngjiā)〕的關(guān)系，氨水量愈多，那么膜厚度愈大。第七頁，共20頁。7④氧化膜經(jīng)過蒸汽(zhēnɡqì)處理之后對(duì)堿或酸溶液耐蝕性明顯提高。如圖5-3，5-4。第八頁，共20頁。8另外還有一系列參加添加劑可生成氧化膜的專利：①在熱水中參加有機(jī)胺，可以(kěyǐ)生成大于微米的化學(xué)氧化膜。②含0.001~0.03﹪聯(lián)氨或其他有機(jī)胺的85℃以上純水中〔PH=7~11〕，可以(kěyǐ)生成膜厚度高達(dá)5微米以上的化學(xué)氧化膜。③在70~1000℃水中用0.1~10﹪三水乙醇胺或0.5~15﹪烏洛托品，也可以(kěyǐ)生成較好性能的膜。④在含有機(jī)胺生成化學(xué)氧化膜的溶液中添加的鋰鹽，或5~20g/L甘油，可改進(jìn)膜的品質(zhì)。⑤為了克服硅酸鹽的敏感性，可以(kěyǐ)參加鎂、鈣或鈷鹽。第九頁，共20頁。93、化學(xué)氧化膜的生長(zhǎng)鋁與水的反響時(shí)化學(xué)氧化膜生長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力，雖然不是電化學(xué)過程，一般還是用鋁在陽極(yángjí)的氧化與水在陰極的復(fù)原兩個(gè)半電池反響來說明。陽極(yángjí)幾乎在整個(gè)鋁外表上發(fā)生，而陰極反響發(fā)生在某些位置，比方雜質(zhì)和晶界部位。第十頁，共20頁。10上述陽極(yángjí)和陰極兩個(gè)半電池反響可以寫成下式:第十一頁，共20頁。114、化學(xué)氧化膜的成分(chéngfèn)從室溫到90℃，化學(xué)氧化膜是雙層結(jié)構(gòu)，靠近金屬基體是假勃姆體膜，外外表是拜耳體膜。90~100℃條件下，化學(xué)氧化膜是具有一定潔凈度的假化學(xué)氧化膜。100℃以上正常大氣壓時(shí)，據(jù)報(bào)道勃姆體是惟一的氧化物。第十二頁，共20頁。12鉻酸鹽處理鉻酸鹽處理——使金屬與鉻酸鹽化學(xué)反響，在其外表形成一層穩(wěn)定鉻酸鹽膜的處理方法。主要應(yīng)用于有色金屬的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工藝，但凡化學(xué)轉(zhuǎn)化處理溶液中含鉻酸鹽或重鉻酸鹽者都是為鉻酸鹽處理。鉻酸膜是目前耐蝕性最正確的鋁化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，它不僅常用于鋁合金有機(jī)聚合物噴涂層的有效(yǒuxiào)底層，也可以作為鋁合金最終涂層直接使用，這在磷鉻酸處理或無鉻處理難于實(shí)現(xiàn)。第十三頁，共20頁。13一、鉻酸鹽處理溶液鉻化處理溶液分類：鉻酸鹽-氟化物體系(tǐxì)和堿性鉻酸鹽體系(tǐxì)。現(xiàn)代鉻酸鹽處理溶液與傳統(tǒng)的溶液比較，其根本成分〔鉻酸鹽、酸、氟化物、促進(jìn)劑等〕的含量都比較低，成分之間的作用更加平衡，目的有利于減少水污染并降低溶液成分的消耗。第十四頁，共20頁。14表5-2所列為幾種堿性鉻酸鹽處理溶液的根本(gēnběn)成分和工藝，表5-3所列為幾種鉻酸鹽-氟化物體系處理溶液的根本(gēnběn)成分和工藝。第十五頁，共20頁。152、鉻酸鹽處理反響鋁與鉻酸鹽溶液的反響可以(kěyǐ)寫成簡(jiǎn)單的反響方程式，但是時(shí)間歷程是相當(dāng)復(fù)雜的，由于鉻酸鹽溶液品種較多，具體反響過程不完全相同。鉻酸鹽-氟化物體系鉻酸鹽處理反響過程綜合成以下反響方程式。第十六頁，共20頁。16磷鉻酸鹽處理鉻酸鹽-磷酸鹽工藝早在1945由美國(guó)(měiɡuó)化學(xué)涂料公司〔ACPC〕開發(fā)，即所謂的Alodine工藝。該工藝的處理溶液含鉻酸鹽、磷酸鹽和氟化物，涂層中主要含有鉻、磷以及鋁第十七頁，共20頁。171、磷鉻酸鹽處理溶液一般而論，磷鉻酸鹽處理溶液包括以下幾個(gè)主要成分(chéngfèn)：酸性磷酸鹽，酸性或堿性鉻酸鹽，游離氟化物和絡(luò)合劑，有時(shí)候還含有機(jī)或武技促進(jìn)劑。2、磷鉻化膜的生成總反響是：Al+CrO3+2H3PO4=AlPO4+CrPO4+3H2O第十八頁，共20頁。18鋁及鋁合金原