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1 鋁及鋁合金陽極氧化膜形成機理 于 周二 12月 16, 2014 8:52 pm

鋁及鋁合金陽極氧化的電解液一般為具有中等溶解鋁表面處理能力的酸性溶液,如硫酸、草酸等。將鋁件作為陽極,鉛板作為陰極,通以直流電,電極反應為水的放電,生成初生態原子氧[O]。由於[O]具有很強的氧化能力,在強大的外電場力作用下,會從電解液/金屬界面上向內擴散,與鋁作用形成氧化物並放出大量的熱。反應多余的氧則在陽極以氣體狀態析出。  由於在酸性溶液中氧化膜的生成和溶解是同時進行的,只有當膜的生成速度大於膜的溶解速度時,膜才不斷增厚。其形成過程可利用陽極氧化測得的電壓一時間曲線進行分析,如圖7-1所示。  整個陽極氧化的電壓一時間曲線大致可以分為三段  ①第一段:無孔層形成通電開始的幾至十幾秒時間內,電壓隨時間急劇上升至最大值,該值稱為臨界電壓(或形成電壓)。說明在陽陽極處理極上形成了連續的、無孔的薄膜層(阻擋層)。此膜具有較高的電阻,因此隨著膜層的加厚,電阻加大,槽電壓急劇直線上升。無孔層的出現阻礙了膜層的繼續加厚,其厚度與形成電壓成正比,與氧化膜在電解液中的溶解速度成反比。在普通硫酸陽極氧化時,采用13~18V槽電壓,則無孔層厚度約為0。Ol~0。Ol5μm。該段的特點是氧化膜的生成速度遠大於溶解速度。臨界電電鍍壓受電解液溫度的影響很大,溫度高,電解液對膜層的溶解作用強,無孔層薄,臨界電壓較低。  ②第二段:膜孔的出現陽極電位達到最高值以後,開始下降,其下降幅度為最大值的10%~l5%。這是由於電解液對膜層的溶解作用,使氧化膜最薄的局部產生孔穴,電阻下降,電壓也隨之下降。氧化膜有了孔隙之後,電化學反應可繼續進行,氧化膜繼續生長。  ③第三段:多硬陽處理孔層的增厚此段的特征是氧化時間大約20s後,電壓開始趨於平穩。此時,阻擋層生成速度與溶解速度達到平衡,其厚度保持不變,但氧化反應並未停止,氧化膜的生成與溶解仍在每個孔穴的底部繼續進行,使孔穴底部向金屬內部移動,隨著時間的延長,孔穴加深形成孔隙和孔壁。  由於孔隙內電解液的存在,導電離子便可在此暢通無阻,因此在多孔層的建立過程中,電阻值的變化並不大,電壓也就無明顯的變化,反映在特性曲線上是平穩段。多孔層的厚度取決於工藝條件,主要因素為溫度。  在陽極氧化過程中,由於各種因素的影響,使溶液溫度不斷提高,對膜層的腐蝕作用也隨之加大,不僅孔底,也使孔口處膜層及外表面膜層的腐蝕速度加大,因此發色處理多孔層厚度增長變慢。當孔口膜層的腐蝕速度與孔底處的成膜速度相等時,多孔層的厚度就不會再繼續增加,該平衡到來的時間越長,則氧化膜越厚。      氬焊機,slide bearing,Plastic bearing,powder metal,sintered metal]

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