阳极氧化简介
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阳极氧化基本介绍课件一、什么是阳极氧化阳极氧化又称阳极质化、阳极电化学氧化,是将铝及其合金等金属作为阳极,在被氧化电极液中施加电压,使其与电极液内的氧发生化学反应,从而在金属表面析出一层致密、均匀、具有附着力的氧化膜的表面处理工艺。
二、阳极氧化的优点1、表面质量好:阳极氧化的氧化膜表面光洁,均匀,有孔隙,可以在氧化膜内部染色或上涂层。
2、改善耐腐蚀性:氧化膜的存在可以使基材的耐腐蚀性得到很好的提高,保护基材表面。
3、增加硬度:氧化膜具有一定硬度,可以提高表面硬度,提高耐磨性等。
4、改良电绝缘性:氧化膜可以增加基材的电绝缘性。
5、增加色彩选择性:由于氧化膜具有微孔结构,可以把染料或颜料填充在氧化膜的孔洞内,使氧化膜具有改变颜色或者增加美观度的效果。
三、阳极氧化工艺流程1、表面处理:各种金属材料在进行阳极氧化前都需要进行表面清洗和脱脂处理。
2、酸洗:在表面处理后,将金属材料放入盐酸或者硫酸的酸性溶液中进行酸洗,去除表面的氧化层和其它杂质,用水冲净后就可以进行阳极氧化处理。
3、阳极氧化:将经过酸洗处理后的金属材料作为阳极,在相应的氧化电解槽中进行处理。
在正极加电,使负离子向阳极移动,从而形成氧化膜。
4、封孔处理:经过氧化后的金属材料需要进行封孔处理,使氧化膜表面的微孔结构得到填充,增强氧化膜的密度和硬度,增加耐用性。
5、后处理:进行各类后续处理,如染色、上涂层等。
四、阳极氧化的应用1、军工领域:飞机、坦克、船舶等军事装备中都广泛使用阳极氧化工艺,提高表面硬度,增强耐腐蚀能力。
2、电子领域:手机、电脑等电子产品均使用阳极氧化工艺,提高电绝缘性,增加外观美感。
3、建筑领域:阳极氧化后的铝制品具有防腐、耐磨、抗污染等特性,在建筑铝型材、门窗等方面得到广泛应用。
4、汽车领域:在汽车制造领域中,使用阳极氧化可以增加汽车零部件的表面硬度,增强耐蚀能力,提高产品的品质。
5、冶金领域:阳极氧化可以将铜、铝等材料制成金属装饰品,增加美观度和装饰性。
阳极氧化参数
摘要:
1.阳极氧化参数简介
2.阳极氧化参数对材料性能的影响
3.阳极氧化参数的优化方法
4.阳极氧化参数在实际应用中的重要性
正文:
阳极氧化是一种广泛应用于材料表面的处理技术,通过在材料表面形成一层氧化膜,来改善材料的性能。
在这一过程中,阳极氧化参数起着至关重要的作用。
一、阳极氧化参数简介
阳极氧化参数主要包括电流密度、电压、氧化时间、氧化温度、电流波形等。
这些参数会影响到氧化膜的厚度、结构、硬度、耐蚀性等性能。
二、阳极氧化参数对材料性能的影响
1.电流密度:影响氧化膜的生长速度和厚度,适当的电流密度有利于形成均匀、致密的氧化膜。
2.电压:决定氧化膜的组成和结构,适当的电压有利于形成稳定的氧化膜。
3.氧化时间:影响氧化膜的厚度和均匀性,适当的氧化时间有利于形成理想的氧化膜。
4.氧化温度:影响氧化膜的生长速度和结构,适当的氧化温度有利于形成
优质的氧化膜。
5.电流波形:影响氧化膜的厚度和纹理,合理的电流波形有利于形成美观、实用的氧化膜。
三、阳极氧化参数的优化方法
1.针对不同的材料和处理目的,选择合适的阳极氧化参数。
2.通过实验和模拟,寻求最佳参数组合,以达到最佳的氧化效果。
3.结合生产设备和工艺条件,进行参数的实时监控和调整。
四、阳极氧化参数在实际应用中的重要性
阳极氧化参数的优化,可以提高材料的耐磨、耐蚀、美观等性能,从而提高产品的使用寿命和市场竞争力。
因此,对阳极氧化参数的合理控制和优化,在实际应用中具有极高的价值。
阳极氧化的原理
阳极氧化是一种常用的金属表面处理方法,其原理主要是利用电解作用,在金属表面形成一层致密、均匀的氧化膜。
该氧化膜具有很好的耐蚀、耐磨损和绝缘性能,能够提高金属的耐久性和装饰性。
阳极氧化的过程中,首先将金属制品作为阳极,置于酸性或碱性电解液中,将其与一块更活泼的金属(如铝)作为阴极相连,形成一个电解池。
然后,在外加电压的作用下,阳极表面开始发生氧化反应,金属表面逐渐形成氧化物层。
在氧化过程中,阳极表面会产生大量的氧气,这些氧气通过氧化反应提供的电子转移到阴极上,并与阴极上的金属离子还原成金属,实现了电流的闭环。
同事,电解液中的金属离子也会随着氧化产物的形成而逐渐减少。
氧化膜的形成是由电解液中的金属离子在金属表面的反应速度和氧化反应速度共同决定的。
为了保证氧化膜的质量,通常需要调节电流密度、电解液成分和温度等参数,以控制反应速度和膜层生长率。
总之,阳极氧化是利用电解作用在金属表面形成一层致密、均匀的氧化膜的过程,通过合理调控电解液和电流密度等参数,可以获得具有优良性能的氧化膜,从而提高金属制品的耐蚀性和装饰性。
阳极氧化的原理及特性
阳极氧化是一种电化学表面处理技术,通过将金属材料置于电解质中,将其作为阳极通电,使其表面形成一层氧化膜的方法。
氧化膜是一种均匀、致密、具有较高硬度和耐腐蚀性的陶瓷膜层,通常是几微米至几十微米厚。
阳极氧化的原理是在金属表面通过电化学反应形成氧化膜,而这种氧化膜是具有保护性的。
在电化学反应中,金属表面的阳极被氧化,同时电解液中的氧离子被还原,形成氧化膜。
氧化膜的厚度和性质取决于电解液成分、电解液浓度、电解液温度、电流密度、氧化时间等因素。
阳极氧化具有以下特性:
1. 耐腐蚀性:氧化膜是一种致密的陶瓷膜层,可以有效地防止金属表面腐蚀。
2. 耐磨性:氧化膜具有较高的硬度,可以提高金属表面的耐磨性。
3. 美观性:氧化膜可以通过染色、封孔等处理方式来改变其颜色和外观,使其更具装饰性。
4. 绝缘性:氧化膜是一种绝缘材料,可以用于电子元器件的绝缘保护。
5. 可加工性:氧化膜可以通过染色、封孔等处理方式来改变其性质,从而使其
更易于加工。
阳极氧化阳极氧化处理简介一、目的及意义铝及其合金表面很容易生成一层极薄的氧化铝膜(厚度约为0 . 01 一0 . 02um )在大气中有一定的抗腐蚀能力。
但由于这层氧化膜是非晶的,它使铝件表面失去原有的光泽。
此外,氧化膜疏松多孔,不均匀,抗蚀能力还不强,且容易沾染污迹。
因此,铝及其合金制品通常需进行氧化处理。
二、阳极工艺流程图前处理:脱脂~预浸~化学抛光~剥黑膜1碱咬~剥黑膜2后处理:活化~染色~封孔注:在前后处理段中,每个工序之后都会有相应水洗,前处理段可采用自来水进行清洗,后处理段必须采用纯水清洗.三、阳极工艺概述3 . 1 脱脂:脱脂又叫除油,是阳极前处理一项重要工序,脱脂常采用碱性溶液做脱脂剂,如NaoH . Naco3 . Na3p04 等组成的脱脂剂,碱液除油主要是在高温条件下将碱咬动物油和植物油咬化形成可溶性肥皂而除去油污.3 、2 化学抛光:在合适的溶液中,不使用外接电源对零件进行抛光过程称为化学抛光,是一种对零件装便性加工.铝及铝合金的化学抛光,为磷酸量溶液和其它溶液.磷酸基这类溶液在工业中应用最为广泛,大体可分为两种,一种是含磷酸高于700ml / l 的溶液.另一种是含磷酸400 一600ml / l 的溶液,前者能在己机械抛光的表面上获得跟电抛光相当的高光亮度的表面,它能抛光纯铝和含锌量不高于8 % ,含铜量不高于4 %的Al 一Mg 一zn .和Al 一cu 一Mg 合金,后者抛光较前者差不多,而且不适合于含铝量高于95 %的纯铝.3 . 3 碱咬:碱咬是化学抛光的另一重要的预处理方式,碱咬可以调整工件表面材质的粗细/均匀/亮暗的程度,未经预处理的铝是不能阳极氧化和着色的,.工件在碱咬中的过程是:A12o3 + NaoH ? A13 + + others AI + NaoH ? NaAloZ + HZ 注:NaAloZ 是一种黑色的可溶解性盐,反应过程中附在工件表面.即是我们所称的黑膜.3 .4 阳极氧化:硫酸阳极氧化工艺获得的铝的氧化膜层外观无色透明,厚度为5 一20um ,硬度高,孔隙多,吸附性强,有利于染色,经封闭处理后,具有较高的搞蚀能力,主要用于防护和装饰目的.它在成膜的过程其实是一个水电解过程:3 . 5 染色前处理:阳极氧化后,在着色之前,可用酸液处理,把氧化膜活化,所有有机酸/无机酸及酸性盐适用于活化,这一处理,必会使一些阳极氧化膜的物质溶解,使孔隙率增加.从而提高吸附染料的能力。
不锈钢表面处理工艺阳极氧化不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性能的材料,但其表面仍然需要进行处理,以增强其耐腐蚀性和美观度。
阳极氧化是一种常用的不锈钢表面处理工艺,本文将详细介绍阳极氧化的原理、方法和应用。
一、阳极氧化的原理阳极氧化是指通过电解的方法,在不锈钢表面形成一层氧化膜。
这层氧化膜具有较高的硬度和陶瓷般的质感,能够有效提高不锈钢的耐腐蚀性和耐磨性。
同时,阳极氧化还可以改变不锈钢表面的颜色,使其具有更好的装饰效果。
二、阳极氧化的方法阳极氧化的方法主要有两种,分别是直流阳极氧化和交流阳极氧化。
1. 直流阳极氧化直流阳极氧化是指在直流电源的作用下,将不锈钢制品作为阳极,放入含有电解液的槽中进行氧化处理。
在电解液中加入合适的阳极助剂,使得氧化膜的形成更加均匀和稳定。
直流阳极氧化的优点是工艺简单、效果稳定,但需要配备较大功率的直流电源。
2. 交流阳极氧化交流阳极氧化是指通过交流电源的作用下,使阳极和阴极交替地进行氧化和还原反应。
交流阳极氧化的优点是能够获得更加均匀的氧化膜,并且不需要配备大功率的电源。
但由于交流电的特性,氧化膜的厚度相对较薄,需要多次处理才能达到较好的效果。
三、阳极氧化的应用阳极氧化的应用非常广泛,主要体现在以下几个方面。
1. 装饰性应用阳极氧化可以使不锈钢表面形成各种颜色的氧化膜,从而赋予不锈钢制品更多的装饰效果。
不同颜色的氧化膜可以通过控制电解液的成分和处理时间来实现,例如金黄色、红色、蓝色等。
这些有色氧化膜使得不锈钢制品在家居装饰、建筑装饰等领域得到广泛应用。
2. 防腐蚀应用阳极氧化可以在不锈钢表面形成一层致密的氧化膜,有效隔绝了外界环境与不锈钢的接触,从而提高了不锈钢的耐腐蚀性能。
这种氧化膜具有良好的耐蚀性,能够有效抵御酸碱、盐等介质的侵蚀,延长不锈钢制品的使用寿命。
3. 功能性应用阳极氧化还可以通过改变电解液的成分,使得氧化膜具有特殊的功能。
例如,可以在氧化膜中添加颗粒状材料,形成一种有摩擦阻滞功能的氧化膜,使得不锈钢表面具有较好的自润滑性能。
阳极氧化基本常识一、阳极氧化的原理阳极氧化处理是利用电化学的方法,在适当的电解液中,以合金零件为阳极,不锈钢、铬、或导电性电解液本身为阴极,在一定电压电流等条件下,使阳极发生氧化,从而使工件表面获得阳极氧化膜的过程。
按其电解液的种类及膜层性质可分为硫酸(可以着色)、铬酸、(不需着色)、混酸、硬质(不能着色)和瓷质阳极氧化;根据各种阳极氧化膜的染色性能,只有硫酸阳极氧化获得的氧化膜最适宜染色;其他如草酸、瓷质阳极氧化膜(微弧氧化)虽能上色,但干扰色严重;铬酸阳极氧化膜或硬质氧化膜均不能上色;综合所述,要达到阳极氧化上色的目的,仅有硫酸阳极氧化可行。
二、硫酸阳极氧化对铝合金材质的限制1、合金元素的存在会使氧化膜质量下降,同样条件下,在纯铝上获得的氧化膜最厚,硬度最高,抗蚀性最佳,均匀度最好。
铝合金材料,要想获得好的氧化效果,要确保铝的含量,通常情况下,以不低于95%为佳。
2、在合金中,铜会使氧化膜泛红色,破坏电解液质量,增加氧化缺陷;硅会使氧化膜变灰,特别是当含量超过4.5%时,影响更明显;铁因本身特点,在阳极氧化后会以黑色斑点的形式存在。
三、铝阳极氧化的预处理铝的表面处理是一系列机械和化学表面预处理工序于表面成膜处理工序的搭配和组合。
铝的表面预处理方法有机械法和化学(或电化学)法两大类。
机械法包括喷砂、刷光、扫纹和抛光处理等;化学法包括脱脂、碱洗、亚光处理等。
铝的表面成膜技术主要有阳极氧化、化学转化、电镀与化学镀和有机涂装等。
化学转化包括铬化、磷铬化、无铬化学转化,适合做有机聚合物涂装的底层。
2、铸造铝合金铸造铝合金和压铸件一般含有较高的硅含量,阳极氧化膜都是呈深色的,不可能得到无色透明的氧化膜,随着硅含量的增加,阳极氧化膜的颜色从浅灰色到深灰色直至黑灰色。
因此铸造铝合金不适合于阳极氧化。
常用压铸铝合金的主要分类及成分构成:常用的压铸铝合金,主要可以分为三大类;一是铝硅合金,主要包含YL102(ADC1、A413.0等)、YL104(ADC3、A360);二是铝硅铜合金,主要包含YL112(A380、ADC10)、YL113(A383、ADC12)、YL117(B390、ADC14);三是铝镁合金,主要包含302(5180、ADC5、ADC6)。
阳极氧化名词解释
阳极氧化是一种氧化还原反应,它不仅可用于制造和加工物体,还可以用于清
洁物体。
它可以有效地去除物体表面的污渍、污迹及其他有害物质,使物体表面焕然一新、干净整洁。
阳极氧化原理:
在阳极氧化过程中,污染物的电荷会被阳极的电荷所吸引,而阳极的电荷会经
过电解反应产生氧化物。
当污染物被氧化时,便会以氧化物的形式被分解,从而消除污染物。
阳极氧化法在不同行业有广泛应用。
在金属工艺中,它可以去除有色金属表
面的皮肤,提高金属表面的光泽度。
在电子行业中,阳极氧化还可以用来除锈,清洗高精度器件。
此外,在汽车行业中,它也常用于清洗车身喷漆。
阳极氧化具有众多优点,其中最大的优点在于此方法可以被广泛应用于各种不
同的物体。
不仅如此,此方法也是一种无毒、无腐蚀的技术,可以在处理物体时保护它们的表面。
另外由于没有使用任何化学品,阳极氧化法也不会对环境造成污染,是一种绿色技术。
阳极氧化还可以用于高精度零件及小型特种设备等,具有更好的精度和更好的
耐用性,可以满足特殊用户需求。
阳极氧化方法还可以减少使用仪器设备时产生的外来噪音、脉冲和假正弦波。
从上述讨论可以知道,阳极氧化是一种重要的氧化还原反应,具有许多优点以
及多种应用,可以有效地清洁物体的表面,大大改善物体的外观,并且可以提高物体的耐用性和降低使用仪器设备时产生的噪声。
因此,阳极氧化是相关行业应用的一种非常有用的技术,在工业和民用间发挥着重要作用。
阳极氧化常见的工艺
阳极氧化是一种常见的表面处理工艺,广泛应用于铝、镁、钛等金属的表面处理。
下面是一些常见的阳极氧化工艺:
1. 硫酸阳极氧化:这是最常见的阳极氧化工艺之一,使用硫酸作为电解液。
在这个过程中,铝或铝合金的表面会形成一层致密的氧化膜,具有良好的耐腐蚀性和装饰性。
2. 草酸阳极氧化:草酸阳极氧化是一种特殊的阳极氧化工艺,使用草酸作为电解液。
这种工艺可以在铝或铝合金表面形成一层更厚、更致密的氧化膜,具有更好的耐腐蚀性和耐磨性。
3. 磷酸阳极氧化:磷酸阳极氧化是一种用于在铝或铝合金表面形成一层薄而均匀的氧化膜的工艺。
这种工艺通常用于需要高表面质量和耐腐蚀性的应用,例如航空航天和汽车制造。
4. 铬酸阳极氧化:铬酸阳极氧化是一种用于在铝或铝合金表面形成一层薄而均匀的氧化膜的工艺。
这种工艺通常用于需要高表面质量和装饰性的应用,例如建筑和家具制造。
5. 混合酸阳极氧化:混合酸阳极氧化是一种使用混合酸电解液的阳极氧化工艺。
这种工艺可以在铝或铝合金表面形成一层更厚、更致密的氧化膜,具有更好的耐腐蚀性和耐磨性。
这些是常见的阳极氧化工艺,每种工艺都有其独特的优点和适用范围。
选择适当的阳极氧化工艺取决于所需的表面质量、耐腐蚀性、耐磨性和装饰性等因素。
陽極氧化定義: 陽極氧化(anodic oxidation):金屬或合金的電化學氧化。
原理將金屬或合金的製件作為陽極,採用電解的方法使其表面形成氧化物薄膜。
金屬氧化物薄膜改變了表面狀態和性能,如表面著色,提高耐腐蝕性、增強耐磨性及硬度,保護金屬表面等。
例如鋁陽極氧化,將鋁及其合金置於相應電解液(如硫酸、鉻酸、草酸等)中作為陽極,在特定條件和外加電流作用下,進行電解。
陽極的鋁或其合金氧化,表面上形成氧化鋁薄層,其厚度為5~20微米,硬質陽極氧化膜可達60~200微米。
陽極氧化後的鋁或其合金,提高了其硬度和耐磨性,可達250~500千克/平方毫米,良好的耐熱性,硬質陽極氧化膜熔點高達2320K ,優良的絕緣性,耐擊穿電壓高達2000V ,增強了抗腐蝕性能,在ω=0.03NaCl鹽霧中經幾千小時不腐蝕。
氧化膜薄層中具有大量的微孔,可吸附各種潤滑劑,適合製造發動機氣缸或其他耐磨零件;膜微孔吸附能力強可著色成各種美觀豔麗的色彩。
有色金屬或其合金(如鋁、鎂及其合金等)都可進行陽極氧化處理,這種方法廣泛用於機械零件,飛機汽車部件,精密儀器及無線電器材,日用品和建築裝飾等方面.其他類型補充:除金屬外,其他物質在陽極所引起的氧化作用,也稱為“陽極氧化”補充:在現實工藝中,針對鋁合金的陽極氧化,比較多,可以應用在日常生活中,以為這種工藝的特性,使鋁件表面產生堅硬的保護層,可用於生產廚具等日用品。
但鑄造鋁的陽極氧化效果不好,表面不光良,還只能是黑色。
鋁合金型材就要好一點。
陽極化處理(Anodizing)金屬材料在電解質溶液中,通過外施陽極電流使其表面形成氧化膜的一種材料保護技術。
又稱表面陽極氧化。
金屬材料或製品經過表面陽極化處理後,其耐蝕性、硬度、耐磨性、絕緣性、耐熱性等均有大幅度提高。
實施陽極化處理最多的金屬材料是鋁。
鋁的陽極氧化一般在酸性電解液中進行,以鋁為陽極。
在電解過程中,氧的陰離子與鋁作用產生氧化膜。
這種膜初形成時不夠細密,雖有一定電阻,但電解液中的負氧離子仍能到達鋁表面繼續形成氧化膜。
阳极氧化基本介绍阳极氧化是一种电化学过程,通过在金属表面形成一层坚硬、致密、耐磨的氧化层,提高金属材料的防腐、耐磨和耐腐蚀性能。
它广泛应用于航空、汽车、建筑和电子等行业中,用于改善金属材料的性能和保护金属表面。
阳极氧化的基本过程是将金属制件作为阳极,将其浸泡在含有一定浓度的电解液中,通过外加电源的正向电流,使金属材料发生电化学反应。
在阳极表面形成氧化层,通过不同的电解液、电流密度和处理时间等参数的控制,可以得到不同硬度、颜色和厚度的氧化层。
阳极氧化涂层有很多优点,首先是极大地提高了金属材料的耐蚀性能。
氧化层具有致密的结构,可以有效隔绝外界气体、液体和腐蚀介质的侵蚀,延长金属材料的使用寿命。
其次,阳极氧化涂层具有较高的硬度,可以提高金属材料的耐磨性能,减少表面磨损。
此外,阳极氧化涂层还具有一定的绝缘性能和导热性能,可应用于电子元器件和热交换器等领域。
阳极氧化的过程包括预处理、电解液配制、电解过程和后处理等步骤。
首先,金属制件需要经过预处理,包括去除油污、氧化皮和粗糙表面的处理,以确保金属表面的干净和平整。
其次,需要选择合适的电解液配制,不同的金属材料和要求需要使用不同成分的电解液。
电解液的成分包括酸、碱和盐等物质,在电解液中添加一些添加剂,如湿润剂、表面活化剂和缓冲剂等,可以改善阳极氧化的效果。
然后将金属制件放置在电解槽中,与阳极连接,通过外加电源提供正向电流,使阳极氧化反应发生。
在处理过程中,需要控制电流密度、电解液的浓度和温度,以及处理的时间,以获得所需的氧化层性能。
最后,经过阳极氧化处理后,金属制件需要进行后处理,包括清洗、封闭孔隙、上色和密封等工艺,以提高氧化层的耐蚀和装饰性能。
总的来说,阳极氧化是一种重要的表面处理技术,可以提高金属材料的性能和延长使用寿命。
它在航空、汽车和建筑等领域中得到广泛应用,为各行各业提供了高性能的金属制件。
随着科学技术的不断进步,阳极氧化技术也在不断发展和创新,为行业的进步和发展做出了贡献。
阳极氧化原理
阳极氧化是一种将金属物体暴露在氧化电解液中,利用电化学反应形成氧化膜的方法。
在这个过程中,金属物体被定位为阳极,而电解液中的负离子则是电解质。
在电解过程中,金属表面会发生氧化反应,形成一层致密的氧化膜。
阳极氧化的过程是通过施加电流将金属物体与电解液连接,在两者之间形成一个电解质电导通路,使电解液中的负离子向阳极移动,与阳极上的金属发生氧化反应。
这个氧化反应在阳极表面产生氧化物,也是阳极氧化膜的主要成分。
阳极氧化过程中所用的电解液通常包含氧化剂和碱性剂。
氧化剂的作用是提供氧气,促进氧化反应的进行。
而碱性剂则是调节电解液的pH值,使其适合氧化反应的进行,并增加氧化膜的硬度和密度。
随着电流的通过和氧化反应的进行,金属表面上的氧化膜厚度会不断增加,形成一层均匀且致密的氧化膜。
这层氧化膜可以提高金属的耐腐蚀性、硬度和耐磨性,同时还能增加金属表面的绝缘性能。
总的来说,阳极氧化是一种通过电化学反应在金属表面形成氧化膜的方法。
它通过调节电解液的成分和施加适当的电流,使金属表面发生氧化反应,从而形成一层致密的氧化膜,提高金属的性能和使用寿命。
阳极氧化原理阳极氧化(ElectrochemicalOxidation)是一种利用电解质根据电荷平衡原理,在电极表面发生的氧化还原反应的化学方法,是利用电解的方法,将受氧物质氧化、击碎成极其微细的碎片,最后形成一个均匀的稀薄膜过程。
它是有机物、金属和非金属的溶液被氧化成氧化物的一种反应。
阳极氧化技术是解决工业废水污染的重要手段,是研究、开发新型阳极氧化技术和装备、评估运行情况和性能以及应用阳极氧化技术处理各种污染物的重要方法。
阳极氧化术是一种清洁能源技术,仅需少量的能量,可以有效清除污染物,提高水质。
阳极氧化原理主要有以下几点:1、利用电子传输原理,将电子从阳极流到阴极,把原来的物质(有机物)氧化为有机氧化物,最终污染物被氧化成稀薄的悬浮物或溶解物;2、电子转移过程中,氧化还原反应同时发生,氧化物被阴极还原为原来的物质,同时阳极出现氧化物,最终形成表面均匀的膜;3、去除污染物过程中,被氧化的物质会被还原成氢氧化物或碳氧化物,并被阴极迅速吸收;4、电极表面发生的氧化还原反应,可以有效减少有害物质的浓度,最终污染物被电解质分解,获得的清洁水比原有的水更加清澈。
阳极氧化技术有许多优点,例如具有很强的破坏力,可以有效减少有害物质的浓度,并且可以在较低的温度下减少污染物,提高污染物的去除效率;而且可以使用各种电解质来进行操作,可以根据不同的污染物选择最合适的电解质,最终获得更好的净化效果;另外,可以控制处理的温度,减少污染物的污染程度;最后,它也有节能效果,可以在不损害环境的前提下,低耗能量处理受污染的水体。
阳极氧化的应用范围很广,例如用于处理污水、污泥处理、有机废弃物处理、去除环境中的有毒物质、生物脱氮除磷等,可以有效净化污染水体,提高水质,改善环境质量,最终实现能源综合利用。
从以上叙述可以看出,阳极氧化技术具有良好的性能,在净化污染水体的过程中具有很大的作用,可以有效降低污染物的浓度。
由于阳极氧化技术的应用范围广泛,因此,目前许多企业和研究机构都在努力研究和开发新型阳极氧化技术,以满足工业和农业领域中的净化污染水体的需求。
阳极氧化工艺介绍阳极氧化啊,这可是个很有趣的工艺呢。
阳极氧化就是一种金属表面处理工艺啦。
比如说咱们常见的铝制品,经过阳极氧化之后啊,就像穿上了一层酷炫的铠甲。
这个过程呢,就像是给金属做了一场魔法变身。
你看啊,把金属放到电解液里,通上电之后呢,金属表面就开始发生奇妙的反应。
它会形成一层氧化膜,这层膜可不得了。
它就像一个忠诚的小卫士,保护着金属里面的部分,让金属更耐磨,不容易被腐蚀。
而且啊,这层氧化膜可不是那种普普通通的膜。
它还可以染上各种各样的颜色呢。
就像给金属穿上了五彩斑斓的衣服。
你想要红色、蓝色还是绿色,都可以通过特殊的染料让它变成你想要的颜色。
这就使得经过阳极氧化处理的金属制品,不仅实用,还超级好看。
在日常生活里,我们经常能看到阳极氧化工艺的成果。
像那些精致的铝制手机壳,很多就是经过阳极氧化处理的。
还有一些高档的门窗框架,阳极氧化让它们既耐用又美观。
做阳极氧化工艺的师傅们啊,就像是一群魔法师。
他们熟练地操作着各种设备,控制着电流、电解液的浓度这些关键的东西。
每一个小细节都把握得特别好,这样才能让金属发生完美的变身。
这阳极氧化工艺也不是那么容易的呢。
需要有经验的人来做,不然啊,可能就达不到想要的效果。
不过呢,正是因为有这些有技术、有耐心的师傅们,我们才能看到这么多漂亮又耐用的金属制品呀。
这工艺虽然听起来有点复杂,但是它带来的成果却是实实在在地融入到我们的生活当中啦。
还有啊,不同的金属进行阳极氧化的时候,也会有不一样的小特点。
比如说铝就比较容易处理,而其他一些金属可能就需要更多的技巧。
这就像是每个人都有自己的小脾气一样,金属们也有自己的独特之处呢。
师傅们就得根据这些特点来调整工艺,就像因材施教一样。
这也是阳极氧化工艺的魅力所在啦。
阳极阳极氧氧化处理化处理铝制品表面的自然氧化铝既软又薄,耐蚀性差,不能成为有效防护层更不适合着色。
人工制氧化膜主要是应用化学氧化和阳极氧化。
化学氧化就是铝制品在弱碱性或弱酸性溶液中,部分基体金属发生反应,使其表面的自然氧化膜增厚或产生其他一些钝化膜的处理过程,常用的化学氧化膜有铬酸膜和磷酸膜,它们既薄吸附性又好,可进行着色和封孔处理,表-3介绍了铝制品化学氧化工艺。
化学氧化膜与阳极氧化膜相比,膜薄得多,抗蚀性和硬度比较低,而且不易着色,着色后的耐光性差,所以金属铝着色与配色仅介绍阳极化处理。
铝制品化学氧化工艺序号 溶液组成 用量 g/L 温度/度 时间min 应用范围、膜色 备注1碳酸钠铬酸钠 氢氧化钠 45142 85-10010-20 纯铝、Al—Mg、Al—Mn 合金、灰色膜层较疏松2磷酸铬酐 氟化钠 硼酸5515 31 室温10-15 各种铝合金、浅绿色膜层较1的好3重铬酸钠铬酐 氟化钠3.5-43-3.5 0.8 室温2-3各种铝合金、深黄或棕色 溶液pH=1.5膜层较1的好4碳酸钠铬酸钠 321590-1003-5纯铝及含Mg、Mn 和Si 的合金、也可用于含Cu 量少的合金、灰色可做油漆底层 5 碳酸钠 铬酸钠 硅酸钠47 140.06-190-100 10-15 纯铝、Al—Mn (淡透明银色)、Al—Mg—Si 硬状态、硬的Al—Si 和Al—Mg 合金,鲜明金属色空隙少,不能很好的着色,不宜做油漆底层6 铬酸钠氢氧化胺 0.129.670-80 20-50 各种铝合金、灰色有斑点 膜层似搪瓷7 碳酸钠重铬酸钾 20.4590-100 10-18 各种铝合金、灰色 可在酸溶液中发白(一)阳极氧化处理的一般概念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、阳极氧化电解溶液的选择阳极氧化膜生长的一个先决条件是,电解液对氧化膜应有溶解作用。
但这并非说在所有存在溶解作用的电解液中阳极氧化都能生成氧化膜或生成的氧化膜性质相同。
适用于阳极氧化处理的酸性电解液见表-4。
氧化处理的酸性电解液酸类 电离常数 形成电压 基膜颜色硫酸 2×10-2(第二次电离的H+) 12-20 透明、无色铬酸 30-40 不透明、带白色磺基水杨酸 40-70 透明带灰色氨基磺酸 30-40 带灰色磷酸 1.1×10-2(第一次)7.5×10-8(第二次)4.8×10-13(第三次)30-40 透明带白色焦磷酸 1.4×10-1(第一次) 70-100 带白色2.9×10-7(第三次)3.6×10-4(第四次)磷钼酸 100以上 阻挡层硼酸 6.4×10-10 0-600 阻挡层草酸 6.5×10-2(第一次)40-60 带黄色6.1×10-5(第二次)80-110 带褐色 丙二酸 1.61×10-3(第一次)2.1×10-6(第二次)丁二酸 6.6×10-5(第一次)120以上 白色到黄色2.8×10-6(第二次)150-225 灰黄色 顺式丁烯二酸 1.5×10-5(第一次)2.6×10-7(第二次)柠檬酸 8.4×10-1(第一次)120以上 黄褐色1.8×10-5(第二次)4.0×10-6(第三次)120以上 黄褐色 酒石酸 1.1×10-3(第一次)6.9×10-5(第二次)苯二酸 1.26×10-3(第一次)100以上 阻挡层3.1×10-6(第二次)亚甲基丁二酸 麻蚀,40 干涉膜乙醇酸(羟基醋酸) 1.54×10-4 麻蚀苹果酸(羟基丁二酸) 4×10-4(第一次) 麻蚀,40 干涉膜3、阳极氧化的种类阳极氧化按电流形式分为:直流电阳极氧化,交流电阳极氧化,脉冲电流阳极氧化。
按电解液分有:硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。
按膜层性子分有:普通膜、硬质膜(厚膜)、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。
铝及铝合金常用阳极氧化方法和工艺条件见表-5。
其中以直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍。
铝及铝合金常用阳极氧化方法系列 名称 电解液组成 电流密度 A/dm2电压 V 温度 /度 时间 min颜色 膜厚 μm备注Alumilite(美) 硫酸,10%-20% DC1-210-20 20-30 10-30透明5-30 易着色,耐蚀硫酸交流法 硫酸,12%-15% AC3-4.5 17-28 13-25 20-40 透明 10-25 作油漆底层硫酸 硫酸硬质膜 硫酸,10%-20% DC2-4.5 23-100±2 60以上 灰色 34-150 耐磨隔热 英美法草酸,5%-10% DC1-1.5 50-653010-30 半透明15AC1-280-120 黄褐色 氧化铝膜(日) 草酸,5%-10% DC0.5-1 25-3020-29 20-60 半透明6-18 日用品装饰,耐蚀,耐磨Eloxal Gxh (德) DC1-2 40-60 18-20 40-60 黄色 10-20 用于纯铝耐磨Eloxal Gxh (德) DC1-2 30-45 35 20-30 几乎无色6-10 膜薄、软,易着色Eloxal Wx(德) AC2-3 40-60 25-35 40-60 淡黄色 10-20 适用于铝线 AC2-3 30-60 Eloxal WGx (德)草酸,3%-5% DC1-240-6020-30 15-30 淡黄色 6-20 Al—Mn 合金 AC1-20 80-200 草酸硬质厚膜 草酸 DC1-2040-603-5 60以上 黄褐色 约20以上较硫酸膜厚约在600μm 下高耐磨4、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0.03-0.05μm,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。
(二)直流电硫酸阳极氧化1、氧化膜成长机理在硫酸电解液中阳极氧化,作为阳极的铝制品,在阳极化初始的短暂时间内,其表面受到均匀氧化,生成极薄而有非常致密的膜,由于硫酸溶液的作用,膜的最弱点(如晶界,杂质密集点,晶格缺陷或结构变形处)发生局部溶解,而出现大量孔隙,即原生氧化中心,使基体金属能与进入孔隙的电解液接触,电流也因此得以继续传导,新生成的氧离子则用来氧化新的金属,并以孔底为中心而展开,最后汇合,在旧膜与金属之间形成一层新膜,使得局部溶解的旧膜如同得到“修补”似的。
随着氧化时间的延长,膜的不断溶解或修补,氧化反应得以向纵深发展,从而使制品表面生成又薄而致密的内层和厚而多孔的外层所组成的氧化膜。
其内层(阻挡层、介电层、活性层)厚度至氧化结束基本都不变,位置却不断向深处推移;而外早一定的氧化时间内随时间而增厚。
2、氧化膜厚度计算阳极氧化生成的氧化膜厚度从理论上可按法拉第第二定律推导的公式进行计算。
σ= Kit式中σ为阳极氧化膜厚度(μm),I为电流密度(A/dm2),t 为氧化时间(min),K为系数(当氧化铝密度γ=kg/立方米则K=0.309)。
上述公式计算的前提是以认为通过的电量全用于氧化铝析出,同时也把氧化铝及膜的密度视为纯净的氧化铝密集的值。
但实际情况并非完全如此,为了使K值更切合实际,应将电流效率和在这种工艺条件下所生成膜的密度或孔隙度考虑在内,即:K = 1.57η/γ式中η为电流效率(电极上实际析出的物质量与又总电量换算出的析出物质量之比)。
K实值各国取值大小各异,美国有取0.328、0.285-0.355,日本有取0.352、0.364、0.25,中国、俄罗斯取0.25。
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5×10的5-6次方Ω·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。
某些铝合金阳极氧化处理效果中国合金牌号 主要成分含量% 适用于保护性阳极氧化适用于阳极氧化着色适用于光亮阳极氧化1 1 11 1 11 2 22 2 33 3 42 2 32 2 33 3 44 4 41 2 32 3 43 3 44 6 54 6 54 6 54 4 54 4 52 3 4LG5 L3 L5 LF21 LF2 LF3 LF5 LF7 LD31 LY11 LY12 LD8 99.99Al99.8Al99.5Al99.0Al1.25Mn2.25Mg3.5Mg5Mg7Mg0.5Mg、0.5Si1Si、0.7Mg1.5Cu、1Si、1Mg3 3 4LD2 LD5 LT1 2Cu、1Ni、0.9Mg、0.8Si4.25Cu、0.625Mn、0.625Mg4.25Cu、0.75Si、0.75Mn、0.5Mg4Cu、2Ni、1.5Mg2.25Cu、1.5Mg、1.25Ni1Mg、0.625Si、0.25Cu、0.25Cr1Si、0.625Mg、0.5Mn5Si3 6 5 注:1—优良;2—良好;3—尚好;4—可以;5—不适合;6—只适合于暗的颜色。