第十六章 铝阳极处理.doc

第十六章 鋁陽極處理16.1鋁陽極處理的應用其用途如下各項 1.耐腐蝕(corrosion resistance):金屬的氧化物較金屬更安定,所以更耐腐蝕2.塗裝附著性(paint adhesion) :太空及軍事零件規格3.電鍍鋁:鋁經陽極處理後適合電鍍,因鋁陽極處理表面為不連續氧化鋁層,含許多孔 ,在磷酸鍍浴中會形成導電性變成可電鍍,而許多孔產生內鎖反應 (interlocking)鍍層附著性加強4.裝飾(decorative appearance):用不同鋁合金,前處理,陽極處理系統可得非常耐久的 各種裝飾性表面5.電絕緣(electrical insulation):陽極處理鍍層絕緣性很好並可耐高溫而不必改變, 應用在電容器(capasitor)工業上6.照相底板(photographic substrates):陽極處理所形成的多孔表面,將感光性物質 (light-sensitive materials)滲入孔中可得到如同照相底片(photographic film)7.發射性及反射性(emissivity and reflectivity)太空(aerospace),電子(electronics) 及機械(machinery)等光熱應用上8.耐磨性(abrasion resistance),低溫(-410)之硫酸電解液陽極處理可得非常硬的 陽極鍍層(hard anodic coating)具有耐磨特性,應用在齒輪(gears),活塞(pistons), 葉片(fanblade),燃料噴角(fuel nozzles)9.表面分析(surface analysis):鋁基材在鉻酸(chromic acid)做陽極處理可檢測出 表面缺陷(surface flaw)用來研究鋁材料的冶金性質(metallurgical characteristics)16.2 鋁陽極處理電解液 1.傳統硫酸電解液(conventional sulfuric acid anodizing electrolyte):用在裝飾及 防護(protective),厚度在2.530m其配方如下 :硫 酸 :H2SO4 1225wt%浴 溫 21電流密度 260A/m電 壓 1222V 鉻酸陽極處理電解液(chromic acid anodizing Electrolyte)此浴較少用在裝飾性, 主要用在塗裝,特別是軍事零件,鍍層厚度約10m,其配方如下鉻 酸 chromic acid 310%浴 溫 40 電 壓 慢慢調高 (30分鐘) 040V電流密度 0.30.5A/dm2 磷酸陽極處理液(phosphoric acid anodizing Electrolyte)此浴主要用在電鍍,產生大量 的孔加強鍍層附著性,其配方如下 磷 酸 Phosphoric acid 320 Vol % 浴 溫 3035 電 壓 5060V 時 間 1530min 硬質陽極處理液(hard anodizing Electrolyte)此浴係將氧化物膜溶解速率降低使氧化鍍層 厚度大於250m得到非常硬且耐磨的表面,其配方如下硫 酸 Sulfuric acid 15Vol浴 溫 temperature 03電流密度 current density 22.5A/dm2電 壓 2060V時 間 60200分 草酸陽極處理液(oxalic acid anodixing Electrolyte)此浴可得黃色鍍層(yellow coatings) 比傳統硫酸浴陽極處理鍍層硬,其配方如下草 酸 310 wt%浴 溫 2435 電流密度 12 A/dm時 間 4060分 硼酸陽極處理液(boric acid anodizing Electrolyte)此浴主要用在製造電容器(electrical capacitors) ,檸檬酸浴(Citrates)及酒石酸浴(Tastrates)也可用 . 磺化有機酸(sulfonated Organic Acid )硫酸混合陽極處理液,此浴可得青銅(bronze)金色(gold),灰色(gray)及黑色陽極處理鍍層,其鍍層較傳統硫酸浴的鍍層緻密(dense)且硬(hard)16.3陽極處理鍍層著色(colring Anodic Coating ) 著色方法有電解(Electrolytic procedure),有機染色(organic dyes),無機染色(inorganic pigments)及電鍍金屬(Electrolytically deposited metal)等方法16.4 封孔(sealing ) 封孔為陽極處理的後處理(postanodizing treatment) ,封孔是將鍍層的孔(pores) 封住成為沒有吸附性的表面(nonabsorptive)或將一些物質滲入鍍層孔內以改變或改進鍍層特性封孔過程(sealing process) 包掛溶解氧化物(dissolution)及氫氧化物(hydroxide)再沉(reprecipitation)在孔內或將他的物質沉積在孔內而形成具有特性的緻密表面16.5鋁陽極處理設備 1.電接觸(electrical contact):因陽極鍍層不易導電,所以鋁的表面最初就須完全接觸 2.掛具(racks):用鋁或純鈦做掛具,要避免過熱(overheating)及弧光(arcing),鋁掛具會 形成氧化物層可用苛性鈉(caustic soda)溶解掉再用 3.冷卻(coolin)及攪拌(agitation),陽極處理會放出熱量,為維持操作溫度(operating temperature)需用冷卻蛇管(cooling coil )或熱交換器(heat exchanger)冷卻控制溫度 ,攪拌可用空氣或機械攪拌 4.槽裏襯(tank linigs):316不鏽鋼,銻鉛(antimonial lead ),碲鉛(Tellurium Lead)被用做 襯裏及陰極,內襯(inert lining)可用橡膠(rubber),塑膠(plastic),或玻璃(Glass) 5.電力供應(power supply):可由直流發電機(motor generators)或整