第５期
２０１３年１０月
矿产保护与利用
ＣＯＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮＡＮＤＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮＯＦＭＩＮＥＲＡＬＲＥＳＯＵＲＣＥＳ
№．５
Ｏｃｔ．２０１３
熔盐电解法制备铝－钪中间合金的研究进展倡
田忠良，杨树，赖延清倡，胡勋，张腾
（中南大学冶金与环境学院，湖南长沙，４１００８３）
摘要：比较了对掺法、热还原法与熔盐电解法制备Ａｌ－Ｓｃ中间合金各自的优缺点，重点阐述了熔盐电解法
制备Ａｌ－Ｓｃ中间合金的研究进展和存在问题，指出借鉴熔盐电解法炼铝工艺，进一步开展从基础到产业化
的相关技术研究，有望实现其工业化应用。
关键词：Ａｌ－Ｓｃ中间合金；熔盐电解法；研究进展
中图分类号：ＴＦ１１１．５２＋２ＴＧ１４６．２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－００７６（２０１３）０５－００５５－０４
ＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎＰｒｅｐａｒｉｎｇＡｌ－ＳｃＭａｓｔｅｒＡｌｌｏｙｂｙＭｏｌｔｅｎＳａｌｔＥｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ
ＴＩＡＮＺｈｏｎｇ－ｌｉａｎｇ，ＹＡＮＧＳｈｕ，ＬＡＩＹａｎ－ｑｉｎｇ，ＨＵＸｕｎ，ＺＨＡＮＧＴｅｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８３，Ｈｕ＇ｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｄｉｒｅｃｔｍｉｘｉｎｇ，ｔｈｅｒｍｉｃｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｍｏｌｔｅｎｓａｌｔｅ－ｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃｍｅｔｈｏｄｓ，ｗｈｉｃｈｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｐｒｅｐａｒｅＡｌ－Ｓｃｍａｓｔｅｒａｌｌｏｙ，ｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓ
ｏｆｐｒｅｐａｒｉｎｇＡｌ－Ｓｃｍａｓｔｅｒａｌｌｏｙｂｙｍｏｌｔｅｎｓａｌｔｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｏｒｅａｌｉｚｅｉｔｓａｐｐｌｉｃａ－ｔｉｏｎ，ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｅｆｆｏｒｔｓｈｏｕｌｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｏｎｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ－ｏ－ｒｉｅｎｔｅｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＨａｌｌ－Ｈéｒｏｕｌｔｍｏｌｔｅｎｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｌ－Ｓｃｍａｓｔｅｒａｌｌｏｙ；ｍｏｌｔｅｎｓａｌｔｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
１ 前言
含钪铝合金具备高强度（＞７５０ＭＰａ）、高韧性（弹性模数可超过１００ＧＰａ）、较强的耐蚀性能、良好的焊接性（焊接强度系数≥０．９５）、结构稳定等优点。在航天、航空、船舶、核反应堆以及交通运输等方面具有广泛应用前景，已引起材料界的高度重视［１～３］。目前，俄罗斯、美国、日本等已将含钪铝合金应用于多个领域，特别是俄罗斯已形成从钪化合物、Ａｌ－Ｓｃ中间合金到金属Ｓｃ的完整工业体系，开发出Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｓｃ、Ａｌ－Ｍｇ－Ｌｉ－
Ｓｃ、Ａｌ－Ｃｕ－Ｌｉ－Ｓｃ和Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ－Ｓｃ等系列产品［４～６］。
制备铝钪合金材料时Ｓｃ必须以Ａｌ－Ｓｃ、Ｍｇ－Ｓｃ或Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ等中间合金的形式加入，因此作为制备铝钪合金的关键原材料［７］，研究Ａｌ－Ｓｃ中间合金的生产制备工艺具有重要的现实意义。但由于金属Ｓｃ的电负性大，熔点与Ａｌ（６６０℃）相差悬殊，极大地增大了熔炼和制取Ａｌ－Ｓｃ中间合金的难度。当前，铝－钪中间合金的制取方法主要有对掺法、热还原法和熔盐电解法。
２ Ａｌ－Ｓｃ中间合金制备方法
国内外制备铝钪中间合金主要方法包括对掺法（又称混熔法）、热还原法、熔盐电解法。由于对掺法成本过高且不利于大规模生产已逐渐被热还原法
倡收稿日期：２０１３－０８－２２；修回日期：２０１３－１０－１２
作者简介：田忠良（１９７３－），男，湖南省沅江市人，副教授，博士，研究方向为轻金属冶金与熔盐电化学。
通讯作者：赖延清（１９７４－），男，汉族，博士，江西赣州人，教授，博士，研究方向为新能源及熔盐电化学。
影响电解抛光效果的主要因素： 一、电解抛光电解液，电解液选用的合理与否是直接影响电解抛光效果的最基本因素之一。 1扩散系数小，黏度大。 2易与溶解下来的金属离子形成扩散速度更 小的多核聚合配合物。本身是一种黏膜稠的酸。 二、电解抛光电流密度和电压，通常应控制在极限扩散电流控制区，中阳极极化曲线的平坦区。 1低于此区的电流密度时，表面会出现腐蚀。2高于此电流密度区时，因有氧气析出，表面易出现气孔、麻点或条纹。 3平坦区不是固定不变的，它会随温度、配位剂的浓度和添加剂的种类而变化。 三、温度，温度对阳极极化曲线的影响曲线。1电解液温度升高，极限扩散电流逐渐增大，当温度高于90度时，表面抛光的起始电流密度大，阳极铜片的溶解速度过快，因而铜片表面易生成点状或条状腐蚀。 2当电解液温度低于60度时，传质过程慢，抛光的起始电流密度太低，阳极铜片的溶解速度慢，溶解下来的离子不能很快地扩散开来，容易在阳极表面形成CU和HEDP的多核配合物，使用权铜片表面出现沉淀物膜槿麻点。 四、抛光时间。1被抛光零件的材质及其表面的预处理程度。2阳、阴极间的距离。 3电解液的抛光性能及温度。 4电抛光过程使用的阳极电流密度的大小及槽电压的高低。 5工艺上对抛光表面光亮度的要求等。 五、阳极、阴极极间距离。 1便于调整电流密度到工艺规范，并尽量使抛光件表面的电流密度分布得均匀一致些。 2尽量减少不必要的能耗，因电解液浓度高、电阻大、耗电量较大。 3阴极产生的气体搅拌是否已破坏了黏液层，降低了抛光效果。 六、抛光前工件表面状态及金相组织。 1被抛光工件表面的金相组织越均匀，越细密，（如纯金属）越有利于抛光过程的进行，而且抛光效果也越好。 2被抛光工件的材料为合金，特别是多组分合金时，抛光工艺的控制比较麻烦。 3当被抛光工件的金相组织不均匀，特别是含有非金属万分时，就会使电抛光体系呈现出不一致的电化学敏感性。 4工件在抛光前表面处理得越干净越细密，越有利于电抛光过程的进行，越容易获得预期的抛光效果。
For personal use only in study and research; not for commercial use 芀压铸件铝合金常用的表面处理方法 膄现如今越来越多的人喜欢金属质感强的东西，所以越来越多的人喜欢铝制的东西。铝合金压铸件不仅仅只是汽车行业的配件提供者，还涉足到装饰品行业。压铸各种各样的造型可以适合不同的场合、不同的地点。铝合金铸件的表面处理是一项很重要的工序，处理得好就会是铝合金压铸件发出很好的金属光泽。下面介绍五种常用的铝合金铸件的表面处理方法。 膃1、铝材磷化 莁通过采用SEM,XRD、电位一时间曲线、膜重变化等方法详细研究了促进剂、氟化物、 Mn2+,Ni2+,Zn2+,PO4和Fe2+等对铝材磷化过程的影响。研究表明:硝酸胍具有水溶性好，用量低，快速成膜的特点，是铝材磷化的有效促进剂:氟化物可促进成膜，增加膜重，细化晶粒;Mn2+,Ni2+,能明显细化晶粒，使磷化膜均匀、致密并可以改善磷化膜外观;Zn2+浓度较低时，不能成膜或成膜差，随着Zn2+浓度增加，膜重增加;PO4含量对磷化膜重影响较大，提高PO4。含量使磷化膜重增加。 莈2、铝的碱性电解抛光工艺 薄进行了碱性抛光溶液体系的研究，比较了缓蚀剂、粘度剂等对抛光效果的影响，成功获得了抛光效果很好的碱性溶液体系，并首次得到了能降低操作温度、延长溶液使用寿命、同时还能改善抛光效果的添加剂。实验结果表明:在NaOH溶液中加入适当添加剂能产生好的抛光效果。 袄探索性实验还发现:用葡萄糖的NaOH溶液在某些条件下进行直流恒压电解抛光后，铝材表面反射率可以达到90%，但由于实验还存在不稳定因素，有待进一步研究。探索了采用直流脉冲电解抛光法在碱性条件下抛光铝材的可行性，结果表明:采用脉冲电解抛光法可以达到直流恒压电解抛光的整平效果，但其整平速度较慢。 蒂3、铝及铝合金环保型化学抛光 蒇确定开发以磷酸一硫酸为基液的环保型化学抛光新技术，该技术要实现NOx的零排放且克服以往类似技术存在的质量缺陷。新技术的关键是在基液中添加一些具有特殊作用的化合物来替代硝酸。为此首先需要对铝的三酸化学抛光过程进行分析，尤其要重点研究硝酸的作用。硝酸在铝化学抛光中的主要作用是抑制点腐蚀，提高抛光亮度。结合在单纯磷酸一硫酸中的化学抛光试验，认为在磷酸一硫酸中添加的特殊物质应能够抑制点腐蚀、减缓全面腐蚀，同时必须具有较好的整平和光亮效果
铝热反应：铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。 可简单认为是铝与某些金属氧化物（如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等）在高热条件下发生的反应。铝热反应常用于冶炼高熔点的金属，并且它是一个放热反应其中镁条为引燃剂，氯酸钾为助燃剂。镁条在空气中可以燃烧，氧气是氧化剂。但插入混合物中的部分镁条燃烧时，氯酸钾则是氧化剂，以保证镁条的继续燃烧，同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应。 铝热反应方程式是： 2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe 铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。 上面这个是代表性的方程式有很多 四氧化三铁:效果 8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe 二氧化锰: 4Al+3MnO2=2Al2O3+3Mn 五氧化二钒： 10Al+3V2O5=6V+5Al2O3 铝热反应： 实验反应化学方程式: 氧化铁: 2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe 二氧化锰: 4Al+3MnO2=2Al2O3+3Mn (反应条件都为高温) 实验操作： 1.取一张圆形滤纸，倒入氧化铁粉沫，再倒入铝粉。 2.将两者混合均匀。用两张圆形滤纸，分别折叠成漏斗状，将其中一个取出，在底部剪一个孔，用水润湿，再跟另一个漏斗套在一起，使四周都有四层。 3.架在铁圈上，下面放置盛沙的蒸发皿，把混合均匀的氧化铁粉沫和铝粉放在纸漏斗中，上面加少量氯酸钾，并在混合物中间插一根镁条，点燃镁条，观察发生的现象。
4.可以看到镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使三氧化二铁粉沫和铝粉在较高的温度下发生剧烈的反应，放出大量的热，同时纸漏斗被烧穿，有熔溶物落入沙中，待熔溶物冷却后，除去外层溶渣，仔细观察，可以看到，落下的是铁珠，这个反应叫铝热反应。反应生成铁和三氧化铝。 利用铝的强还原性和铝转化为氧化铝时能放出大量热的性质,工业上常用铝粉来还原一些氧化物,这类反应被称为铝热反应. 例如,在焊接铁轨时,人们常将铝粉与氧化铁的混合物点燃,由于反应放出大量的热,置换出的铁以熔融态形式流出.让熔融的铁流入铁轨的裂缝,冷却后就将铁轨牢牢的黏结在一起. 此外，铝热反应还可以表示铝元素置换其他金属元素（如锰等）的氧化物置换出该金属元素。实验注意事项: 首先，铝热反应有一定的危险性，如果没有较好有效的防火和耐高温措施，不适合在家里或房间里做该实验，否则容易造成化学烫伤，化学火暴火乍等事故。如果对铝热感兴趣，可以选择室外或者安全的有防火措施的房间进行实验，并建议用氧化铁作为金属氧化物，并严格控制反应物量的大小，建议铝粉可稍微过量，以使金属氧化物完全反应。在使用镁条时请注意，镁条必须打磨光亮，并且要10厘米左右，太短热量不够，太长燃烧时间太长，并造成浪费。建议不要在承接容器中加水，否则水高温分解的氢气容易产生化学火暴火乍。切忌不能在反应物附近放可燃物，易燃物或玻璃等易爆物品。当用氯酸钾作氧化剂时，切不可加大剂量，否则会引起物理火暴火乍和化学火暴火乍，在点燃反应物之前，先撤离周围人员，并保持一段距离。 在点燃镁带时，可使用高温打火机，喷火枪或酒精灯。发现镁条逐渐变黑和闪火星时，说明镁条已经吸收了够多的热量，马上要燃烧了，这时要继续加热，并准备撤离。点燃镁带后，要赶快离至适合的距离，实验者必须戴墨镜或防强光的设备观察实验现象，以防止被铝热反应的强光灼伤眼睛。绝对不允许在反应物旁观察反应现象。反应时，会有900～1500摄氏度的高温的金属熔融物喷出，这时要隔离周围人员，不得靠近。反应结束后，不可用水浇灭，要等其自然冷却。 进行反应时，容易造成剧烈反应的金属氧化物，如二氧化锰等，建议不要用相机进行拍摄，如需拍摄分析，最好用耐强光的镜头，或在镜头上装上黑色胶片等。 冷却结束后，可看见被还原的金属，该金属可收藏或再使用。
不锈钢电解抛光工艺 一.工作原理 ⑴、电解是以抛光工件为阳极，不溶性金属为阴极，两极同时浸入电化学槽中，通直流电而产生有选择性的阳极溶解，因此不锈钢表面达到高度光洁和光泽的外观。 ⑵、电解作用不锈钢经过电解,其色泽内外一致,清洁光亮,光泽持久，表面形成---黏性薄膜,抗腐蚀性能增强。 二. 电解溶液组成和工艺条件 1.磷酸：能起溶解作用又能在不锈钢表面形成磷酸盐保护膜，阻止不锈钢表面发生过腐蚀。其含量变化较宽，以750mL/L左右为佳。 （1）含量过高时，槽液电阻增大，黏度提高,导致所需电压较高，使整平速度迟缓。 （2）含量过低时，活化倾向大，钝化倾向小，导致不锈钢表面不均匀腐蚀。 2.硫酸：是活化剂，能提高溶液的导电率，降低电阻，从而降低槽电压，节约电能，有利于改善分散能力和提高阳极电流效率。其含量控制在180～210mL/L为最佳。 （1）含量过高时，活化倾向太大，易使抛光表面出现过腐蚀，呈现均匀的密集麻点。 （2）含量过低时，出现严重的不均匀腐蚀。 3.铬酐：是强氧化剂，使表面形成钝化膜，避免表面腐蚀，有利于获得光洁表面。其含量控制在50～60g/L为宜。 （1）铬酐浓度太低，不易获得光亮表面。 （2）浓度太高时在大电流下，易产生沉淀析出，降低电流效率，使抛光表面产生麻点等过腐蚀。 4.丙三醇（甘油）：能起到良好的缓蚀作用，与磷酸生成络合物及其金属衍生物，使抛光表面非常光亮细致，甘油还能防止不锈钢在电解液中的化学腐蚀。 （1）含量过低时，抛光表面虽然光亮，但有腐蚀粗糙之处。 （2）含量高时，即可克服粗糙，又使抛光面光亮细致。 （3）含量过高时，会产生太多的泡沫，影响操作，也浪费材料。 5.糖精：有光亮作用。 （1）糖精在阴极过程中能为金属表面吸附，有助于被抛表面的白亮和发亮。 （2）糖精在阳极过程中，阳极表面形成一层吸附薄膜,当不通电时可防止不锈钢表面受电解液浸蚀。当通电后，电力线首先在凸起部位击穿隔离薄膜而开始溶解，在凹入处被有效地保护，以致达到选择性溶解呈现平滑光亮表面。 6.电流密度： （1）电流密度低时，金属处于活化状态，被抛光表面发生浸蚀，阳极溶解产物少,化学溶解比电化学溶解占优势，以致光洁度差。
不锈钢电解抛光工艺 不锈钢具有优良的耐蚀性能，因而在工业中得到了广泛应用。在许多场合，不锈钢制品的表面常常需要满足某些特殊的要求，例如：低表面粗糙度，高光泽度，亚光处理，法纹效果等。其中降低表面粗糙度、提高光亮度，也就是通常所说的进行表面抛光，是最为常见的要求。 不锈钢经过电解抛光后，会呈现出诸多优点： 1.抛光的表面不会产生变质层，无附加应力，并可去除或减小原有的应力层。 2.对难于用机械抛光的硬质材料、软质材料以及薄壁、形状复杂、细小的零件和制品都能加工。 3.抛光时间短，而且可以多件同时抛光，生产效率高。 4.电解抛光所能达到的表面粗糙度与原始表面粗糙度有关，一般可提高两级。但由于电解液的通用性差，使用寿命短和强腐蚀性等缺点，电解抛光的应用范围受到限制。电解抛光主要用于表面粗糙度小的金属制品和零件，如反射镜、不锈钢餐具、装饰品、注射针、弹簧、叶片和不锈钢管等，还可用于某些模具（如胶木模和玻璃模等）和金相磨片的抛光。 电解抛光的优劣与否，取决于电解抛光的机理和工艺、抛光液各主要成分，其次之外，还有工艺参数选择、电场分布分析、辅助电极设计等。 现介绍一种不锈钢电解抛光工艺： 一、抛光液组成和操作条件? 浓磷酸（比重1.74 ) 510ml/L 887.4g/L 浓硫酸（比重1.84 )395ml/L 726.8g/L LQ-60 添加剂50ml/L 52.5g/L 水50ml/L 50g/L 温 度50 - 75 C最佳 60 - 65C 阳极电流密度，DA 6- 15A/dm2 最佳10—12A/dm2 抛光时间
阴极材料 铅或铅合金 阴极面积：阳极面积 二、开槽步骤 LQ-60 添加剂是一种表面活性剂，在其使用初期电解抛光时会产生大量泡沫，因此抛光液液面与抛光槽顶部之间的距离不应w 15cm准确计算将欲配制的电解抛光液的体 积，再根据抛光液组成将所要加入的抛光液各组分按下列顺序加入抛光槽内。 1、注入所需水量。 2、加入所需磷酸量。 3、切记硫酸用水稀释时会释放出大量热量，溶液温度急剧升高，边搅拌边添加，当温度升至80 C时应停止添加，待溶液冷却后再进一步添加直至全部加完。 4、加入所需数量LQ-60添加剂，边搅拌边添加，添加完毕后彻底搅拌以确保均匀混合。 三、工艺流程 化学除油 - 热水清洗 - 浸酸（1 - 2% 硫酸溶液） - 电解抛光-三道逆流清洗-浸碱（5%碳酸钠溶液） -热水清洗-擦干或烘干 四、槽液维护及补加 1.不锈钢工件在进入抛光槽之前应尽可能将残留在工件表面的水分除去，因工件夹带过多水分有可能造成抛光面出现严重麻点，局部浸蚀而导致工件报废。 2.在电解抛光过程中，作为阳极的不锈钢工件，其所含的铁、铬、镍元素不断转变为金属离子溶入抛光液内而不在阴极表面沉积。随着抛光过程的进行，金属离子浓度不断增加，当达到一定数值后，这些金属离子以磷酸盐和硫酸盐形式不断从抛光液内沉淀析出，沉降于抛光槽底部。为此，抛光液必须定期过滤，去除这些固体沉淀物。 3.在抛光槽运行过程中，除磷酸、硫酸不断消耗外水分因蒸发和电解而损失，此外，高粘度抛光液不断被工件夹带损失，抛光液液面不断下降，需经常往抛光槽补加新鲜抛光液和水。 4.该抛光液在未经抛光前的原始比重为1.68，在抛光槽运行过程中，抛光液的比重应控制在1.68±0.03 的范围内。抛光液比重和粘度过高，说明抛光液含水量不足或硫酸含量偏高磷酸含量偏低；反之，抛光液比重过低，表明抛光液含水量过高。经常用比重计测定抛光液的比重是一种简单有效的控制手段。 5.在有条件的情况下，最好定期分析抛光液的酸度、磷酸及硫酸的含量。 五.设备要求 电解抛光液通常为矿物酸并在较高的温度下操作，因此抛光槽、清洗槽、阴极、加热盘管及排风装置必须由可耐抛光液腐蚀的材料制造。
铝热反应实验教案 教学目标 知识与技能： 1、通过实验演示，了解铝的颜色状态等物理性质。 2、通过自己动手做试验，懂得铝能还原氧化铁的化学性质 3、进一步理解氧化还原反应 过程与方法 1、通过观看教师演示铝热反应，培养学生的观察能力。 2、通过学生自己动手做试验，提高学生的实验操作和语言描述能力。 3、通过铝热反应实验，培养学生用实验法验证物质的性质。 情感态度与价值观 1、了解铝热反应在生产生活中的应用 2、通过化学实验方法培养学生严谨求实的态度。 重点：铝的化学性质 难点：铝与氧化铁的反应 教学方法：实验法、演示法 教学过程 问题情境 教师在实验室里演示如下实验 ①将两张圆形滤纸分别叠成漏斗状，在底部剪一个小孔，用水润湿，在跟另一个纸漏斗套在一起，使四周都有四层； ②将漏斗架在铁架台上，漏斗下面铺上一层沙土 ③用药匙取一勺铝粉，四勺铝粉均匀混合，倒入纸漏斗，再在粉末表面均匀撒上少量氯酸钾。 ④用酒精点燃打磨好的镁条，迅速将燃着的镁条插入混合粉末中，观察现象。 现象：镁条剧烈燃烧，固体混合物发生微小爆炸同时底部漏斗被烧穿，有熔融物掉落。 上述实验中掉落的熔融物是什么？ 学生活动 作出假设 1.熔融物可能是铁； 2.熔融物可能是铝； ....... 实验探究 用吸铁石靠近已经凝固的熔融物，发现该凝固的熔融物吸附在吸铁石上。
获得结论 学生讨论、交流的基础上获得实验结论 1、该反应产生的熔融物是铁。 2、反应中镁条燃烧产生大量的热量，触发了铝与氧化铁的反应，并且该反应放出大量的热量，是生成的铁单质熔融。 教师总结 该熔融物的确是铝与氧化铁反应生成的铁，而且在实际生活中，该反应被用于铁轨与铁轨之间焊接。 板书设计 铝热反应 1、实验目的：熟悉铝热反应的操作过程、反应现象，了解铝热反应在生活中的应用 2、实验原理：高温 2Al + Fe2O3 = 2Fe + Al2O3 3、实验仪器和药品：铝粉、氧化铁、镁条、氯酸钾、滤纸、铁架台、酒精灯、沙土 实验过程： ①将两张圆形滤纸分别叠成漏斗状，在底部剪一个小孔，用水润湿，在跟另一个纸漏斗套在一起； ②将漏斗架在铁架台上，漏斗下面铺上一层沙土 ③用药匙取一勺铝粉，四勺铝粉均匀混合，倒入纸漏斗，再在粉末表面均匀撒上少量氯酸钾。 ④用酒精点燃打磨好的镁条，迅速将燃着的镁条插入混合粉末中，观察现象。 4、实验结果：有熔融物产生，并放出大量的热
铝合金及铝型材常见表面处理工艺 铝合金及铝型材通常都需要进行表面处理满足不同需求，常见的铝合金表面处理有电镀、喷涂、拉丝、阳极、喷沙、钝化、抛光、氧化膜处理等 1、喷砂，主要作用是表面清理，在涂装（喷漆或喷塑）前喷砂可以增加表面粗糙度，对附着力提高有一定贡献，但贡献有限，不如化学涂装前处理。 2、着色：对铝进行上色主要有两种工艺：一种是铝氧化上色工艺，另外一种是铝电泳上色工艺。在氧化膜上形成各种颜色,以满足一定使用要求,如光学仪器零件常用着黑色,纪念章着上金黄色等。 3、导电氧化(铬酸盐转化膜)——用于既要防护又要导电的场合。 4、化学氧化：氧化膜较薄，厚度约为0.5～4微米,且多孔，质软，具有良好的吸附性，可作为有机涂层的底层，但其耐磨性和抗蚀性能均不如阳极氧化膜； 铝及铝合金化学氧化的工艺按其溶液性质可分为碱性氧化法和酸性氧化法两大类。 按膜层性质可分为:氧化物膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜、铬酸－磷酸盐膜。 5、电化学氧化，铝及铝合金的化学氧化处理设备简单，操作方便，生产效率高，不消耗电能，适用范围广，不受零件大小和形状的限制。氧化膜厚度约为5～20微米（硬质阳极氧化膜厚度可达60～200微米），有较高硬度，良好的耐热和绝缘性，抗蚀能力高于化学氧化膜，多孔，有很好的吸附能力。 6、喷涂：用于设备的外部防护、装饰,通常都在氧化的基础上进行。铝件在涂装前应进行前处理才能使涂层和工件结合牢固，一般的有三种方法1、磷化（磷酸盐法）2、铬化（无铬铬化）3、化学氧化。 7：阳极氧化：就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。刷镀合用于局部镀或修复。滚镀合用于小件，如紧固件、垫圈、销子等。通过电镀，可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层，还可以修复磨损和加工失误的工件。电镀液有酸性的、碱性的和加有铬合剂的酸性及中性溶液，不管采用何种镀覆方式，与待镀制品和镀液接触的镀槽、悬挂具等应具有一定程度的通用性。 8、化学抛光化学抛光是利用铝和铝合金制作在酸性或碱性电解质溶液中的选择性自溶解作用，来整平抛光制年表面，以降低其表面粗糙度、PH的化学加工方法。这种抛光方法具有设备简单、不用电源，不受制件外型尺寸限制，抛兴速度高和加工成本低等优点。铝及铝合金的纯度对化学抛光的质量具有很大的影响，它的纯度愈高，抛光质量愈好，反之就愈差。 9、钝化是使金属表面转化为不易被氧化的状态，而延缓金属的腐蚀速度的方法。 一种活性金属或合金，其中化学活性大大降低，而成为贵金属状态的现象，叫钝化。 金属由于介质的作用生成的腐蚀产物如果具有致密的结构，形成了一层薄膜（往往是看不见的），紧密覆盖在金属的表面，则改变了金属的表面状态，使金属的电极电位大大向正方向跃变，而成为耐蚀的钝态。如Fe→Fe＋＋时标准电位为－0.44V，钝化后跃变到＋0.5～1V，而显示出耐腐蚀的贵金属性能，这层薄膜就叫钝化膜。
铝热还原法+碳热还原法+氢还原法冶炼金属钒（钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池） 原创邹建新李俊翰教授等 1 铝热还原法 1.1 铝热还原法基本原理 铝热还原法制取金属钒通常采用五氧化二钒或三氧化二钒两种原料。 铝还原五氧化二钒的还原反应如下： 3V2O5+2Al=3V2O4+ Al2O3 3V2O4+2Al=3V2O3+ Al2O3 3V2O3+2Al=6VO+ Al2O3 3VO+2Al=3V+ Al2O3 由以上四式可得如下总反应式：3V2O5+10Al=6V+5 Al2O3 上述总反应式反应的焓变为每6molV为-3735kJ或每1gV与Al2O3渣为-4.579kJ，属于高放热反应。另外，V、Al2O3的熔点分别为1910℃、2050℃，相对较低，有利于形成熔渣及金属钒锭。但当铝过量时，会形成Al-V合金，使脱出铝的难度加大。 铝还原三氧化二钒的还原反应如下： V2O3+2Al=2V+ Al2O3 该反应放热量较低，达不到渣熔化的温度，故只能制取粒状产品，而铝热法的渣不溶于水，故不适于用浸出法处理。变通的方法为加入助熔剂，如KClO3，反应如下： KClO3+2Al=KCl+ Al2O3 该反应放出较多热量，使渣熔化，冷却后便于与金属钒锭分离。 1.2 还原工艺 1966年，Carlson采用二步法用铝还原V2O5制取钒。第一步制取Al-V合金，第二步再精练制取高纯钒。采用Al2O3钢罐内衬，抽真空充氩气，用燃气炉外源加热至750℃，点燃反应，反应迅速，冷却后分离渣与合金，合金再用HNO3溶液浸洗，然后粉碎成6mm 的块。 Peerfect对两步法又作出改进，改用铜坩埚，并用夹套水冷，取代有内衬的钢罐，避免了内衬耐火材料带来的污染，铜坩埚也用高纯材料制成。抽真空充氩气，加入炉料V2O5 500g 、铝屑400g ，混匀压紧；上部添加启动料V2O5 90g、高纯铝粉50g 、I2 20g ，用一个金属钒丝盘条埋入启动料中，抽真空、排氮气、充氩气；钒丝充电启动点燃，升温至
中国稀土熔盐电解工艺技术发展展望 任永红 1 我国稀土熔盐电解技术发展历程 熔盐电解法是制备稀土金属及其合金的重要方法之一。1875年，首先由希尔德布兰德（Hille-brand）和诺顿（Norton）利用氯化物电解工艺制备得到了金属镧、金属铈及镨钕合金。 我国稀土熔盐电解工艺技术研究始于20世纪50年代，1956年中国科学院长春应用化学研究所开始探索研究稀土氯化物电解工艺技术，并成功制备了金属镧、金属铈和金属钕。1965年上海跃龙化工厂在氯化物熔盐体系中相继实现了800A、3KA规模电解槽的工业化生产，该电解工艺主要产品是混合稀土金属，主要应用于发火材料，同时也可以制备熔点较低的单一稀土金属镧、铈、镨等。当时氯化物熔盐电解体系的电解槽为上插阴极结构，由钼棒（条）作为阴极，电解槽内衬为石墨整体坩埚并兼作为阳极，坩埚底部的瓷碗作为金属接收器。槽型结构示意图见图1。 图1 整体型氯化物体系电解槽 1.钼阴极； 2. 石墨坩埚； 3. 瓷碗接收器； 4.液态金属； 5. 阳极母线； 6. 电解质液面； 7.铁外壳 氯化稀土电解槽是一个敞开式的槽型结构，每两炉更换一次瓷碗，每10天左右停炉更换整体石墨坩埚。该工艺最大优势是电解原料成本低，将稀土氯化物结晶料直接入炉。缺点也很明显，氯化物挥发物及尾气氯气无收集装置，无组织排放严重，操作环境恶劣。半连续操作使电解过程波动很大，电流、温度的不稳定造成电流效率只有60%左右，产品批量小，单炉产量为3～5kg，产品质量不稳定，工人劳动强度大。 金属镧、铈、镨、钕中金属钕的熔点最高，为1024℃。采用氯化物电解工艺制备工艺要求操作温度高于金属熔点，该工艺用于制备金属钕会导致电解质挥发加剧，因
理论上是，要看成型方法i: 压铸的左右，挤压的，锻造的
1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管，各种软管，烟花粉 1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合，但对强度要求不高，化工设备是其典型用途 1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件，例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具 1145 包装及绝热铝箔，热交换器 1199 电解电容器箔，光学反光沉积膜 1350电线、导电绞线、汇流排、变压器带材 2011 螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品 2014 应用于要求高强度与硬度（包括高温）的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件，多级火箭第一级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件 2017 是第一个获得工业应用的2XXX系合金，它的应用范围较窄，主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件，螺旋桨与配件
2024 飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件 2036汽车车身钣金件 2048 航空航天器结构件与兵器结构零件 2124 航空航天器结构件 2218飞机发动机和柴油发动机活塞，飞机发动机汽缸头，喷气发动机叶轮和压缩机环 2219 航天火箭焊接氧化剂槽，超音速飞机蒙皮与结构零件，工作温度为-270~300℃。焊接性好，断裂韧性高，T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力 2319 焊拉2219合金的焊条和填充焊料 2618 模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件 2A01 工作温度小于等于100℃的结构铆钉 2A02 工作温度200~300℃的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片 2A06 工作温度150~250℃的飞机结构及工作温度125~250℃的航空器结构铆钉 2A10 强度比2A01合金的高，用于制造工作温度小于等于100℃的航空器结构铆钉 2A11 飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉 2A12 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等，建筑与交通运输工具结构件 2A14 形状复杂的自由锻件与模锻件 2A16 工作温度250~300℃的航天航空器零件，在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱 2A17 工作温度225~250℃的航空器零件 2A50 形状复杂的中等强度零件 2A60 航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等
熔盐电解法制取稀土金属 熔盐电解法制取稀土金属(preparation of rare earth metal by molten salt electrolysis) 在直流电流作用下，含稀土熔盐电解质中的稀土离子在电解槽阴极获得电子还原成金 属的稀土金属制取方法。这是制取混合稀土金属，轻稀土金属镧、铈、镨、钕及稀土铝合金和稀土镁合金的主要工业生产方法。有氯化物熔盐电解和氟化物熔盐电解两种方法，工业上主要采用前一种方法。产品稀土金属的纯度一般为95％～98％，主要作为合金成分或添加剂广泛应用于冶金、机械、新材料等部门。与金属热还原法制取稀土金属相比，此法具有成本较低、易实现生产连续化等优点。 赫里布兰德(w．Hillebrand)等人在1857年首次用稀土氯化物熔盐电解法制取稀土金属。1940年奥地利特雷巴赫化学公司(Treibacher Chemische Werke A G )实现了熔盐电解制取混合稀土金属的工业化生产。1973年西德戈尔德施密特公司(Th．Goldschmidt AG)以氟碳铈镧矿高温氯化制得的氯化稀土为原料，用50000A密闭电解槽电解生产稀土金属。1902 年姆斯马(W．Munthman)提出用氟化物熔盐电解法制取稀土金属。80年代苏联采用这种熔盐电解法在24000A电解槽中电解生产稀土金属。 中国从1956年开始研究氯化物熔盐电解法，现已发展到用1000、3000和10000A电解槽电解生产混合稀土金属和镧、铈、镨等的规模。70年代初又开始研究氟化物熔盐电解法，80年代用于金属钕的工业生产，现已扩大到3000A电解槽的生产规模。 氯化物熔盐电解以碱金属和碱土金属氯化物为电解质，以稀土氯化物为电解原料 的熔盐电解方法，从阴极析出液态稀土金属，阳极析出氯气。这种方法具有设备简单、操作方便、电解槽结构材料易于解决等特点，但也存在氯化稀土吸水性强、电流效率低等问题。RECI3 - KCl是目前较理想的电解质体系，由于NaCI比KCI价廉，所以RECI3 - KCI - NaCl 三元系也是工业上常用的电解质体系。 氯化物熔盐电解原理当RECl 3- KCl熔盐电解质在以石墨为阳极、钼或钨为阴极的电解槽中进行电解时，电解质在熔融状态下离解为RE 3+、K+ 和Cl-离子，在直流电场作用下，RE 3+、K+向阴极迁移，Cl - 阳极迁移，由于离子的电极电位不同，电极电位较正的RE 3+首先在阴极上获得电子被还原成金属： RE 3++3e === RE Cl- 在阳极上失去电子生成氯气： 3Cl- - 3e === 3／2Cl2 电解结果，在阴极得到熔融稀土金属，在阳极析出氯气，同时消耗熔盐电解质中的氯 化稀土和直流电量。阴极析出的少部分稀土金属溶解于熔盐电解质中，发生生成低价氯化物的二次反应，使电流效率降低。
电解抛光工艺 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
YB-66环保型铝和铝合金电解抛光添加剂 YB-66环保型铝和铝合金电解抛光添加剂新工艺 一、特点 1、抛光液不含铬酸，符合当今环保要求，节省环保设备投资及废水处理费用。 2、抛光电流密度较传统工艺要小，因此不仅电耗低，抛光液使用寿命长，而且更适合大型铝和铝合金件的表面抛光。 3、适用范围广，适用于纯铝及除硅含量大于2%的各种型号的铝合金。 二、抛光液组成和操作条件 浓磷酸（比重 1.74） 70%（重量） YB-66添加剂 30%（重量） 温度 55–65℃最佳60℃ 阳极电流密度，DA 2–8 A/dm2 （无搅拌） 12–20 A/dm2 （搅拌） 电压 10–15 伏 抛光时间 3–5 分钟 阴极材料铅或不锈钢 阴极面积∶阳极面积 2–3∶1 三、开槽步骤 1、该抛光液在使用前的比重在1.50–1.52的范围内。根据所欲配制的抛光液容积、抛光液比重及抛光液中磷酸所占的重量比，计算出所要加入的磷酸量并加入之。 2、同样计算出所需YB-66添加剂的重量并加入之。 3、加热至操作温度。 四、操作指导 1、抛光时是否采用搅拌（阴极移动、空气搅拌）主要取决于抛光件的形状：若抛光件形状简单，横向宽度较窄，则不采用搅拌；反之，若抛光件形状不规则或横向宽度较大，尤其当抛光件某些部位阻碍气体逸出形成“气袋”而影响表面抛光的情况下则必须采用搅拌方式。在采用搅拌的状况下，必须相应提高阳极电流密度，否则抛光表面难以达到高光亮。 2、抛光时大部分杂质沉积于阴极表面，但仍有部分因抛光生成的固体污泥留在抛光液内，因此需定期过滤抛光液把杂质除去。 3、在抛光过程中，由于磷酸盐的产生，水的电解及挥发以及抛光液的夹带损失，故需不断补充磷酸和YB-66添加剂。 4、磷酸与YB-66添加剂的添加比例一般仍按70%∶30%添加，但在每次添加后应测定抛光液比重，根据测定结果再予以适当调整。 5、该抛光液在配制后未经使用前的原始比重在1.50–1.52的范围内，在抛光槽运转过程中，抛光液的比重应控制在1.50–1.65的范围内。抛光液比重过高说明抛光液含水量不足；反之，抛光液比重过低，表明抛光液水含量过高，磷酸含量偏低。经常用比重计测定抛光液比重是控制抛光液组分浓度及抛光质量的有效手段。
铝件电解抛光办法 YB-66环保型铝和铝合金电解抛光添加剂 YB-66环保型铝和铝合金电解抛光添加剂新工艺 一、特点 1、抛光液不含铬酸，符合当今环保要求，节省环保设备投资及废水处理费用。 2、抛光电流密度较传统工艺要小，因此不仅电耗低，抛光液使用寿命长，而且更适合大型铝和铝合金件的表面抛光。 3、适用范围广，适用于纯铝及除硅含量大于2%的各种型号的铝合金。 二、抛光液组成和操作条件 浓磷酸（比重 1.74）70%（重量） YB-66添加剂30%（重量） 温度55–65℃最佳60℃ 阳极电流密度，DA 2–8 A/dm2 （无搅拌） 12–20 A/dm2 （搅拌） 电压10–15 伏 抛光时间3–5 分钟 阴极材料铅或不锈钢 阴极面积∶阳极面积2–3∶1 三、开槽步骤 1、该抛光液在使用前的比重在1.50–1.52的范围内。根据所欲配制的抛光液容积、抛光液比重及抛光液中磷酸所占的重量比，计算出所要加入的磷酸量并加入之。 2、同样计算出所需YB-66添加剂的重量并加入之。 3、加热至操作温度。 四、操作指导 1、抛光时是否采用搅拌（阴极移动、空气搅拌）主要取决于抛光件的形状：若抛光件形状简单，横向宽度较窄，则不采用搅拌；反之，若抛光件形状不规则或横向宽度较大，尤其当抛光件某些部位阻碍气体逸出形成“气袋”而影响表面抛光的情况下则必须采用搅拌方式。在采用搅拌的状况下，必须相应提高阳极电流密度，否则抛光表面难以达到高光亮。 2、抛光时大部分杂质沉积于阴极表面，但仍有部分因抛光生成的固体污泥留在抛光液内，因此需定期过滤抛光液把杂质除去。 3、在抛光过程中，由于磷酸盐的产生，水的电解及挥发以及抛光液的夹带损失，故需不断补充磷酸和YB-66添加剂。 4、磷酸与YB-66添加剂的添加比例一般仍按70%∶30%添加，但在每次添加后应测定抛光液比重，根据测定结果再予以适当调整。 5、该抛光液在配制后未经使用前的原始比重在1.50–1.52的范围内，在抛光槽运转过程中，抛
不锈钢电解抛光工艺 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 一.工作原理 ⑴、电解是以抛光工件为阳极，不溶性金属为阴极，两极同时浸入电化学槽中，通直流电而产生有选择性的阳极溶解，因此不锈钢表面达到高度光洁和光泽的外观。 ⑵、电解作用不锈钢经过电解,其色泽内外一致,清洁光亮,光泽持久，表面形成---黏性薄膜,抗腐蚀性能增强。 二. 电解溶液组成和工艺条件 1.磷酸：能起溶解作用又能在不锈钢表面形成磷酸盐保护膜，阻止不锈钢表面发生过腐蚀。其含量变化较宽，以750mL/L左右为佳。 （1）含量过高时，槽液电阻增大，黏度提高,导致所需电压较高，使整平速度迟缓。 （2）含量过低时，活化倾向大，钝化倾向小，导致不锈钢表面不均匀腐蚀。 2.硫酸：是活化剂，能提高溶液的导电率，降低电阻，从而降低槽电压，节约电能，有利于改善分散能力和提高阳极电流效率。其含量控制在180～210mL/L为最佳。 （1）含量过高时，活化倾向太大，易使抛光表面出现过腐蚀，呈现均匀的密集麻点。 （2）含量过低时，出现严重的不均匀腐蚀。 3.铬酐：是强氧化剂，使表面形成钝化膜，避免表面腐蚀，有利于获得光洁表面。其含量控制在50～60g/L为宜。 （1）铬酐浓度太低，不易获得光亮表面。 （2）浓度太高时在大电流下，易产生沉淀析出，降低电流效率，使抛光表面产生麻点等过腐蚀。 4.丙三醇（甘油）：能起到良好的缓蚀作用，与磷酸生成络合物及其金属衍生物，使抛光表面非常光亮细致，甘油还能防止不锈钢在电解液中的化学腐蚀。 （1）含量过低时，抛光表面虽然光亮，但有腐蚀粗糙之处。 （2）含量高时，即可克服粗糙，又使抛光面光亮细致。 （3）含量过高时，会产生太多的泡沫，影响操作，也浪费材料。 5.糖精：有光亮作用。 （1）糖精在阴极过程中能为金属表面吸附，有助于被抛表面的白亮和发亮。 （2）糖精在阳极过程中，阳极表面形成一层吸附薄膜,当不通电时可防止不锈钢表面受电解液浸蚀。当通电后，电力线首先在凸起部位击穿隔离薄膜而开始溶解，在凹入处被有效地保护，以致达到选择性溶解呈现平滑光亮表面。 6.电流密度： （1）电流密度低时，金属处于活化状态，被抛光表面发生浸蚀，阳极溶解产物少,化学溶解比电化学
https://www.doczj.com/doc/516503741.html,/blog/entry/id/5a90f8133598e7010135d17a8ee00b7a.html 铝合金压铸件表面处理工艺 1、铝材磷化 通过采用SEM, XRD、电位一时间曲线、膜重变化等方法详细研究了促进剂、氟化物、Mn2+, Ni2+, Zn2+, PO4;和Fe2+等对铝材磷化过程的影响。研究表明:硝酸胍具有水溶性好，用量低，快速成膜的特点，是铝材磷化的有效促进剂:氟化物可促进成膜，增加膜重，细化晶粒;Mn2+, Ni2+能明显细化晶粒，使磷化膜均匀、致密并可以改善磷化膜外观;Zn2+浓度较低时，不能成膜或成膜差，随着Zn2+浓度增加，膜重增加;PO4含量对磷化膜重影响较大，提高PO4。含量使磷化膜重增加。 2、铝的碱性电解抛光工艺 进行了碱性抛光溶液体系的研究，比较了缓蚀剂、粘度剂等对抛光效果的影响，成功获得了抛光效果很好的碱性溶液体系，并首次得到了能降低操作温度、延长溶液使用寿命、同时还能改善抛光效果的添加剂。实验结果表明:在NaOH溶液中加入适当添加剂能产生好的抛光效果。探索性实验还发现:用葡萄糖的NaOH溶液在某些条件下进行直流恒压电解抛光后，铝材表面反射率可以达到90%，但由于实验还存在不稳定因素，有待进一步研究。探索了采用直流脉冲电解抛光法在碱性条件下抛光铝材的可行性，结果表明:采用脉冲电解抛光法可以达到直流恒压电解抛光的整平效果，但其整平速度较慢。 3、铝及铝合金环保型化学抛光 确定开发以磷酸一硫酸为基液的环保型化学抛光新技术，该技术要实现NOx的零排放且克服以往类似技术存在的质量缺陷。新技术的关键是在基液中添加一些具有特殊作用的化合物来替代硝酸。为此首先需要对铝的三酸化学抛光过程进行分析，尤其要重点研究硝酸的作用。硝酸在铝化学抛光中的主要作用是抑制点腐蚀，提高抛光亮度。结合在单纯磷酸一硫酸中的化学抛光试验，认为在磷酸一硫酸中添加的特殊物质应能够抑制点腐蚀、减缓全面腐蚀，同时必须具有较好的整平和光亮效果 4、铝及其合金的电化学表面强化处理 铝及其合金在中性体系中阳极氧化沉积形成类陶瓷非晶态复合转化膜的工艺、性能、形貌、成分和结构，初步探讨了膜层的成膜过程和机理。工艺研究结果表明，在Na_2WO_4中性混合体系中，控制成膜促进剂浓度为 2.5～3.0g/l，络合成膜剂浓度为 1.5～3.0g/l，Na_2WO_4浓度为0.5～0.8g/l，峰值电流密度为6～12A/dm~2，弱搅拌，可以获得完整均匀、光泽性好的灰色系列无机非金属膜层。该膜层厚度为5～10μm，显微硬度为300～540HV，耐蚀性优异。该中性体系对铝合金有较好的适应性，防锈铝、锻铝等多种系列铝合金上都能较好地成膜
电解抛光工艺 1．定义： 电解抛光是以被抛工件为阳极，不溶性金属为阴极，两极同时浸入到电解槽中，通以直流电而产生有选择性的阳极溶解，从而达到工件表面光亮度增大的效果。 2．原理： 电解抛光原理现在世界各界人士争论很多，被大家公认的主要为黏膜理论。该理论主要为：工件上脱离的金属离子与抛光液中的磷酸形成一层磷酸盐膜吸附在工件表面，这种黏膜在凸起处较薄，凹处较厚，因凸起处电流密度高而溶解快，随黏膜流动，凹凸不断变化，粗糙表面逐渐被整平的过程。 3．电解抛光优点： ⑴内外色泽一致，光泽持久，机械抛光无法抛到的凹处也可整平。 ⑵生产效率高，成本低廉。 ⑶增加工件表面抗腐蚀性，可适用于所有不锈钢材质。 4．电化学抛光所需条件及设备 （1）电源： 电源可选用双相220V，三相380V。 （2）整流器 电解抛光对电源波形要求不是太严格，可选用可控硅整流器或高频整流器。 整流器空载电压：0—20v 负载电压（工作电压）：8—10v 工作电压低于6v，抛光速度慢，光亮度不足。 整流器电流：根据客户工件大小而定。 （3）电解槽及配套设施（阳极棒） 可选用聚氯乙烯硬板材焊接而成。在槽上装三根电极棒，中间为可移动的阳极棒，接电源阳极（或正极），两侧为阴极棒，连接电源阴极（负极）。 （4）加热设施及冷却设备 ①加热可选用石英加热管，钛加热管。 ②冷却可选用盘管，盘管可加热可冷却。 （5）夹具 最好选用钛做挂具，因为钛较耐腐蚀，寿命长，钛离子对槽液无影响。建议最好不要用铜挂具，因为铜离子进入会在不锈钢表面沉积一层结合力
不好的铜层，影响抛光质量。铜裸露部位可用聚氯乙烯胶烘烤成膜，在接触点刮去绝缘膜。 （6）阴阳极材料 阴极材料选用铅板，阳极材料选用紫铜连接。 阳极比阴极为1：2—3.5之间。 阴极距阳极最佳距离为10—30厘米。 就目前来说，电解抛光主要针对不锈钢工件的表面光亮处理。不锈钢工件又分为200系列，300系列，400系列材质，各系列材质有必须用针对性电解抛光液。比如不锈钢200系列材质的不锈钢，必须用200系列的配方，此种配方无法适应300系列或400系列的不锈钢材质。这一直是国内一大难题，因为有些厂家的材质是组合工件，既有200系列不锈钢材质，又有300或400系列不锈钢材质。在2007年12月，威海云清化工开发院王铃树高级工程师研制出一种不锈钢通用电解液。这种电解液适合所有不锈钢材质。他结合了原有电解液所有优点，比重为电解液最佳比重，为1.70，光亮度为镜面亮度。同时还研发出新的优点，此电解液提高了原有的亮度，降低了一半的电流密度。在生产操作中，可节省50%的电费。使用寿命提高了40%，这种电解液一直在国内处于领先技术。 电解抛光工艺：除油--水洗--除锈--水洗--电解抛光--水洗--中和--水洗--钝化--包装 5．电解抛光的类型 目前生产上采用的电解抛光液主要有： ①硫酸、磷酸、铬酐组成的抛光液； ②硫酸和柠檬酸组成的抛光液； ③硫酸、磷酸、氢氟酸及甘油或类似化合物组成的混合抛光液。 钢铁零件的电化学抛光 (1)材料种类的影响钢铁材料的种类很多，对不同的钢材应采用不同的抛光液。 (2)各种因素的影响磷酸是抛光液的主要成分。它所生成的磷酸盐粘附在阳极表面，在抛光过程中起重要作用。硫酸可以提高抛光速度，但含量不能过高，以免引起腐蚀。铬酐可以提高抛光效果，使表面光亮。 电流密度对抛光质量有很大影响，对于不同的溶液应采用不同的电流密度，电流密度过低，整平作用差，过高会引起过腐蚀。温度对抛光质量有一定的影响，但不是主要因素。 (3)操作注意事项
铝合金表面处理常见工艺 铝合金以及铝型材的使用已经非常的广泛,为了满足我们的具体使用需求,在使用这些材质时,需要对其表面进行相应的处理,来提高铝合金材质的表面美观度以及使用性能.下面是有 关铝合金表面处理常见工艺。 1、喷砂,主要作用是表面清理,在涂装(喷漆或喷塑)前喷砂可以增加表面粗糙度,对附着力提高有一定贡献,但贡献有限,不如化学涂装前处理。 2、着色:对铝进行上色主要有两种工艺:一种是铝氧化上色工艺,另外一种是铝电泳上色工艺。在氧化膜上形成各种颜色以满足一定使用要求如光学仪器零件常用着黑色纪念章着上金黄色等。 3、导电氧化(铬酸盐转化膜)——用于既要防护又要导电的场合。 4、化学氧化:氧化膜较薄,厚度约为0.5~4微米且多孔,质软,具有良好的吸附性,可作为有机涂层的底层,但其耐磨性和抗蚀性能均不如阳极氧化膜;铝及铝合金化学氧化的工艺按其溶液 性质可分为碱性氧化法和酸性氧化法两大类。按膜层性质可分为:氧化物膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜、铬酸-磷酸盐膜。 5、电化学氧化,铝及铝合金的化学氧化处理设备简单,操作方便,生产效率高,不消耗电能,适用范围广,不受零件大小和形状的限制。氧化膜厚度约为5~20微米(硬质阳极氧化膜厚度可达60~200微米),有较高硬度,良好的耐热和绝缘性,抗蚀能力高于化学氧化膜,多孔,有很好的吸附能力。 6、喷涂:用于设备的外部防护、装饰通常都在氧化的基础上进行。铝件在涂装前应进行前处理才能使涂层和工件结合牢固,一般的有三种方法1、磷化(磷酸盐法)2、铬化(无铬铬化)3、化学氧化。 7:阳极氧化:就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。刷镀合用于局部镀或修复。滚镀合用于小件,如紧固件、垫圈、销子等。通过电镀,可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层,还可以修复磨损和加工失误的工件。电镀液有酸性的、碱性的和加有铬合剂的酸性及中性溶液,不管采用何种镀覆方式,与待镀制品和镀液接触的镀槽、悬挂具等应具有一定程度的通用性。