什么是陽極氧化?為什么要對(duì)鋁合金進(jìn)行陽極氧化呢?
所謂鋁的陽極氧化是一種電解氧化過程。鋁及其合金在相應(yīng)的電解液和特定的工藝條件下,由于外加電流的作用下,在鋁制品(陽極)上形成一層氧化膜的過程。
故陽極氧化如果沒有特別指明,一般來講陽極都是用鋁或者鋁合金當(dāng)作陽極,陰極則選取鉛板,把鋁和鉛板一起放在水溶液,這里面有硫酸、草酸、鉻酸等,進(jìn)行電解,讓鋁和鉛板的表面形成一種氧化膜。
在這些酸中,為廣泛的是用硫酸進(jìn)行的陽極氧化。
那么為什么鋁合金需要陽極氧化呢?陽極氧化鋁合金有以下優(yōu)點(diǎn)。
提高耐腐蝕性
其實(shí)鋁合金是一種耐腐蝕的金屬,因?yàn)殇X非常活潑,特別容易與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氧化鋁。
而氧化鋁膜又是透明的,所以人眼是很難看出來的。這層薄薄的氧化鋁膜正好隔絕了空氣使得鋁基體不在被氧化。所以才起到了耐腐蝕的作用
氧化時(shí)間的影響
通過陽極氧化技術(shù)制備鋁合金氧化膜層時(shí),通過控制氧化時(shí)間,可以形成兩種類型的氧化膜層:一是只有致密阻擋層的氧化鋁膜層;二是致密性氧化鋁阻擋層和多孔氧化鋁膜層組成的復(fù)合膜層。因此,工業(yè)生產(chǎn)中,可以通過控制氧化時(shí)間來制備不同的氧化膜層。一般情況下,氧化時(shí)間直接會(huì)影響氧化膜層的厚度,在一定范圍內(nèi),時(shí)間越長,形成的膜層越厚。但如果氧化時(shí)間過長,多孔氧化膜層會(huì)達(dá)到一個(gè)厚度極限值,形成的氧化膜的脆性較高,影響整體膜層的性能。
陽極氧化以鋁或鋁合金制品為陽極,置于電解質(zhì)溶液中進(jìn)行通電處理, 利用電解作用使其表面形成氧化鋁薄膜的過程, 稱為鋁及鋁合金的陽極氧化處理。經(jīng)過陽極氧化處理,鋁表面能生成幾個(gè)微米---幾百個(gè)微米的氧化膜。比起鋁合金的天然氧化膜,其耐蝕性、耐磨性和裝飾性都有明顯的改善和提高。
鋁陽極氧化的原理實(shí)質(zhì)上就是水電解的原理。當(dāng)電流通過時(shí), 將發(fā)生以下的反應(yīng):
在陰極上, 按下列反應(yīng)放出 H2:2H + + 2e → H2
在陽極上, 4OH - 4e → 2H2O + O2, 析出的氧不僅是分子態(tài)的氧 (O2), 還包括原子氧(O), 以及離子氧(O-2), 通常在反應(yīng)中以分子氧表示。
作為陽極的鋁被其上析出的氧所氧化, 形成無水的Al2O3膜: 2AI + 3[O] = AI2O3 + 1675.7KJ 應(yīng)指出, 生成的氧并不是全部與鋁作用, 一部分以氣態(tài)的形式析出。
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