表面处理-阳极氧化处理

目錄 一 陽極概述二 陽極處理制作流程及原理三 陽極設備及挂具四 陽極產品介紹五 陽極不良分析 一 陽極概述 1 1移動通訊產品對陽極氧化工藝的要求a 很好的防護性與裝飾性b 耐磨性 有較高硬度c 色澤均一 膜層透明d 外面面不允許的缺陷 1 2陽極氧化工藝從電解液方面的分類 無機酸硫酸系鉻酸系磷酸系酸性電解質有機酸草酸系磺基水揚酸等混合酸氫氧化鈉系鹼性電解液磷酸鈉系磷酸二氫鈉系氫氧化銨系非水電解液溶融電解液硼酸甲酸胺系 1 3應用 飾物 化妝品 美容品 建材 交通 3c產品 二 陽極處理制作流程及工作原理 2 1陽極制作流程 脫脂 化學拋光 鹼性腐蝕 染色前處理 陽極氧化 剝黑膜 染色 封孔 烘乾 2 2鋁陽極氧化的機理 1 鋁及其合金陽極氧化時將工件挂在陽極 陰極用純鉛板或鋁板 通入直流電 在陽極上鋁原子失去電子而氧化 Al 3e Al3 同時OH 電离6OH 3H2O 3O2 在電場作用下 氧离子的擴散速度快 氧化膜是由于氧离子擴散到陰擋層內部與鋁离子結合而形成的 Al3 3O2 Al2O3 399卡熱量 氧化膜為雙層結構 內層為致密無孔的且少水的Al2O3構成 稱為陰擋層 外層是由孔隙和孔壁組成的多孔層 氧化膜壁與水反應 同時由于化學結合式吸附電解陰离子 所以氧化膜的總組成為Al2O3 Al OH SO4 2 2 3鋁陽極氧化的機理 2 氧化膜的生長是增長和溶解這對矛盾動作中發生和發展的 通電的瞬間 由于氧和鋁的有很強的絕緣電阻由于氧化鋁體積比鋁離子體積大發生膨脹 陰擋層變得凹凸不平 這就造成電流分佈不均勻 凹處電陰較小而電流大 凸處相反 是電流密度高的凹處在電場作用下發生氧化膜的電化學溶解 以及硫酸浸蝕產生化學溶解 凹處加深漸變成孔穴 繼而形成多孔的氧化膜 具有很多高孔隙率和吸附的氧膜 可吸附染料 經過封閉之后 便形成色彩較佳的裝飾性膜層 A 脫脂 除去沖壓 拋光等工段殘余的油脂皂化 脫脂液中的鹼與工件表面的油脂反應 生成水溶性的肥皂與甘油 C17H35COO 3C3H5 3NaOH3C17H15COONa C3H5 OH 3硬脂酸酯鹼肥皂甘油乳化 除去工件表面無法皂化的油與腊B 鹼咬 B 1 除去工件表面原有之Al2O3不導電層先進行 Al2O3 OH 2Al3 含Al 其它后進行 Al NaOHNaAlO2 H2 其它B 2 調節工件表面的亮啞度 鹼咬 鹼腐蝕 破壞工件表面平整性 造成光線散 漫 射 影響外觀C 剝黑膜 去除工件表面黑色水膜 主要成份為HNO3 室溫操作 2 4前處理 D 陽極氧化 利用電化學原理 在鋁工件表面生成一層Al2O3膜 除了抗腐蝕 磨耗目的外 還可以利用Al2O3陶瓷材料的多孔性 填充染料 達成著色的目的D 1 陰極半反應2H 2e H2 氫氧 D 2 陽極半反應AlAl3 3e 2H2OO2 4H 4e 3O2 4Al2Al2O3 Al2O3膜生成Al2O3 6H 2Al3 3H2O Al2O3膜溶解 是互相競爭的反應 但當 的反應速率相等時 即表示Al2O3膜的生成與消失速率相同 膜厚不再增長 即使延長氧化時間 都不再有變化 2 5陽極氧化 2 6鋁陽極氧化膜生成過程示意圖 20 30 40 50 4 8 20 22 60 24 時間 s 電壓 V 2 7鋁陽極氧化膜生成曲線 A 膜層生長B 陰擋層形成C 膜層穩定生成 直到溶解與生長速率達到平衡 2 8染色前處理 Al2O3膜生成后 並不宜立刻染色 因為Al2O3為無機物質 而染料為有機物質 兩者之間結合不易 所以必須於染色前在工件表面覆蓋一層兼具無 有機物質化性的即 界面活性剂 以利Al2O3染料結合 2 9染色 即將染料分子填充至Al2O3孔隙的過程 染料大致上可分為有機與無機兩種 一般陽極用染料為有機性 例煤碳綠所需的706 804兩種染料 結構如下 Al2O3孔隙填充過染料后 如不加以處理 放置一段時間后 孔隙中的染料會逐漸析出或變色 為避免此現象發生 染色后必須將Al2O3孔隙加以封閉 即為 封孔 seal 2 10封孔 三 陽極設備及挂具 陽極生產線 槽體 天