铝的阳极氧化原理.doc

铝的阳极氧化原理悬赏分：0 - 提问时间2009-12-20 08:45 问题为何被关闭 说说阴阳极的反应式 谢谢 问题补充：比如电解液是硫酸 阴阳极是铝 那么阳极的铝上怎么会产生氧化膜呢？提问者： 晓得笑得 - 四级答复共 1 条电解液是硫酸 阴阳极是铝阴极：H+ + 2e =H2阳极：2Al -6e =2Al3+总反应：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 铝阳极氧化的应用1、阳极氧化膜生成的一般原理 以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中，利用电解作用，使其表面形成氧化铝薄膜的过程，称为铝及铝合金的阳极氧化处理。其装置中阴极为在电解溶液中化学稳定性高的材料，如铅、不锈钢、铝等。铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。当电流通过时，在阴极上，放出氢气；在阳极上，析出的氧不仅是分子态的氧，还包括原子氧（O）和离子氧，通常在反应中以分子氧表示。作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化，形成无水的氧化铝膜，生成的氧并不是全部与铝作用，一部分以气态的形式析出。2、阳极氧化膜结构、性质 阳极氧化膜由两层组成，多孔的厚的外层是在具有介电性质的致密的内层上上成长起来的，后者称为阻挡层（也称活性层）。用电子显微镜观察研究，膜层的纵横面几乎全都呈现与金属表面垂直的管状孔，它们贯穿膜外层直至氧化膜与金属界面的阻挡层。以各孔隙为主轴周围是致密的氧化铝构成一个蜂窝六棱体，称为晶胞，整个膜层是又无数个这样的晶胞组成。阻挡层是又无水的氧化铝所组成，薄而致密，具有高的硬度和阻止电流通过的作用。阻挡层厚约0.03-0.05m，为总膜后的0.5%-2.0%。氧化膜多孔的外层主要是又非晶型的氧化铝及小量的水合氧化铝所组成，此外还含有电解液的阳离子。当电解液为硫酸时，膜层中硫酸盐含量在正常情况下为13%-17%。氧化膜的大部分优良特性都是由多孔外层的厚度及孔隙率所觉决定的，它们都与阳极氧化条件密切相关。3、影响氧化膜生长和质量的因素 当电解液的温度从 20度上升到30度，膜的溶解速度约增加3倍。随电流密度的增加，制品被养护的金属量、表面生成的铝氧化膜厚度都随着增加。硫酸浓度对氧化膜厚度的影响不大，为获得中等厚度、多孔而易于着色和封闭、抗蚀性较高的膜层，浓度最好为15%-20%；溶液用去离子水要求氯离子15mg/L、铁离子1mg/L、硫酸根离子30mg/L，电阻率为510的5-6次方cm；溶液中杂质允许的最大含量铝离子 20g/L，铜离子 2g/L，铁离子 5g/L，氯离子 0.1g/L。随着阳极氧化时间的延长，氧化膜的厚度增加，到一定厚度后，由于膜厚电阻增加、导电能力下降，膜的生长速度减慢，有的合金即使延长氧化时间，膜的厚度也不会再增加。不同的铝合金的阳极氧化膜有不同的色彩，纯铝上的膜无色透明，使金属的光泽完全保持下来；高纯铝添加少量的镁，膜色不会因氧化时间的延长而改变，当镁的含量超过2%，膜变暗浊色；铝硅合金阳极氧化时，硅不会被氧化或溶解，部分进入膜层使膜呈暗灰色。含硅量大时，阳极氧化前先用氢氟酸浸泡，膜色会有所好转，一般含硅5%以上的合金不适合做光亮着色制品，含量达13%就难于进行阳极化处理；含铜的合金，当含量较少时，膜呈绿色，随铜含量的增加，膜薄，色调深暗。某些变形铝合金的阳极氧化处理见表-6。铝合金在硫酸溶液中阳极氧化，由于氧化膜在表面上形成、生长和溶解，引起电阻的变化，使过程中的电流、槽端电压及电流密度都随之发生变化。实际操作中电压升高不宜太快，否则会使生成的膜不均匀。 关于慧源 铝阳极氧化的应用 阳极氧化膜生成原理及特性 铝及铝合金阳极氧化膜规范 铝阳极氧化的应用其用途如下各项 1.耐腐蚀(corrosion resistance)：金属的氧化物较金属更稳定，所以更耐腐蚀2.涂装附着性(paint adhesion) ：太空及军事零件要求3.电镀铝：铝经阳极处理后适合电镀，因铝阳极处理表面为不连续氧化铝层，含许多孔，在磷酸镀浴中会形成导电性变成可电镀，而许多孔产生内锁反应(interlocking)镀层附着性加强4.装饰(decorative appearance)：用不同铝合金，前处理、阳极处理系统可得非常耐久的各种装饰性表面5.导电绝缘(electrical insulation)：阳极处理镀层绝缘性很好并可耐高温而不必改变，应用在电容器(capasitor)工业上6.照相底板(photographic substrates)：阳极处理所形成的多孔表面，将感旋光性物质(light-sensitive materials)渗入孔中可得到如同照相底片(photographic film)7.发射性及反射性(emissivity and reflectivity)太空(aerospace)，电子(electronics)及机械(machinery)等光热应用上8.耐磨性(abrasion resistance)：在低温(-410)之硫酸电解液阳极处理得非常硬的阳极镀层(hard anodic coating)具有耐磨特性，应用在齿轮(gears)、活塞(pistons)、叶片(fanblade)、燃料喷角(fuel nozzles)9.