工業(yè)鋁型材的氧化原理(鋁氧化有什么作用)
鋁或工業(yè)鋁材產(chǎn)品在電解液中用作陽極。電解在鋁或工業(yè)鋁材表面形成氧化鋁膜的過程稱為鋁和鋁合金的陽極化處理。鋁陽極氧化的基本原理是水電解原理。當(dāng)電流過時(shí),發(fā)生以下反應(yīng):
在陰極上,H2:2H+2e/H2按以下反應(yīng)釋放。
在陽極4OH-4e≤2H2O O2上,沉淀的氧不僅是分子氧(O2),而且是原子氧(O)和離子氧(O-2),在反應(yīng)中通常以分子氧為代表。鋁陽極被氧沉淀氧化形成無水膜:4Al3O2=2A12O3 3351 J應(yīng)指出,形成的氧并不都與鋁相互作用,部分以氣體的形式析出。
工業(yè)鋁材陽極氧化在工業(yè)中一直被廣泛應(yīng)用。有許多不同名稱的方法。按電流類型分為直流陽極氧化法、交流陽極氧化法和脈沖電流陽極氧化法,可縮短生產(chǎn)時(shí)間,達(dá)到要求的厚度,膜層厚、均勻、致密,耐蝕性顯著提高。根據(jù)電解液的特點(diǎn),以硫酸、草酸、鉻酸、混合酸和磺化有機(jī)酸為主要溶液進(jìn)行自然色陽極氧化。
根據(jù)薄膜的性能,可分為普通膜、硬膜(厚膜)、瓷膜、光亮修飾層、半導(dǎo)體勢壘層等。直流硫酸陽極氧化由于適用于鋁和大多數(shù)鋁合金的陽極氧化處理而被廣泛應(yīng)用;該膜厚、硬、耐磨,密封后可獲得較好的耐蝕性;該膜無色透明,吸附能力強(qiáng),易于著色;處理電壓低,功耗低;處理工藝不需要改變電壓周期,有利于連續(xù)生產(chǎn)自動(dòng)化和實(shí)際操作。硫酸對(duì)人的危害小于鉻酸,商品供應(yīng)范圍廣,價(jià)格低等。近十年來,我國建筑行業(yè)逐漸采用了鋁門窗等裝飾鋁材料,其表面處理生產(chǎn)線也采用了這種方法。
工業(yè)鋁材陽極氧化膜的結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用
主要結(jié)果如下:
1、工業(yè)鋁型材陽極氧化膜的結(jié)構(gòu)由兩層組成,厚的多孔外層生長在具有介電性能的致密內(nèi)層上,稱為阻擋層(亦稱活性層)。
2、阻擋層由致密的無水Al_2O_3組成,硬度高,防止電流通過。
3、工業(yè)鋁材氧化膜的多孔外層主要由非晶態(tài)的Al_2O_3和少量的r-A12O3.H2O組成,電解質(zhì)中也含有陰離子。
鋁型材材氧化有多少種類?
電鍍氧化、陽極氧化
鋁為什么需要做氧化?
1、鋁本身是一種耐腐蝕性很強(qiáng)的材料,但在遇氧時(shí)會(huì)在鋁的表面形成氧化鋁氧化,在很長一段時(shí)間內(nèi)會(huì)慢慢地消除其耐腐蝕性和耐麩皮性。此外,鋁對(duì)酸性物質(zhì)非常敏感。當(dāng)遇到酸性時(shí),會(huì)破壞鋁的表面組成層。然后我們需要再次氧化,并在表面上再添加一層,提高表層耐蝕性的保護(hù)膜。
2、鋁管料或制品經(jīng)過表面陽極化處理后,其耐蝕性、硬度、耐磨性、絕緣性、耐熱性等均有大幅度提高。鋁的陽極氧化膜外層多孔,容易吸附染料和有色物質(zhì),因而可進(jìn)行染色,提高其裝飾性。氧化膜再經(jīng)熱水、高溫水蒸氣或鎳鹽封閉處理后,還能進(jìn)一步提高其耐蝕性和耐磨性。
鋁表面氧化處理的作用有哪些?
1、提高耐腐蝕性
因?yàn)樽匀恍纬傻难趸げ痪鶆颍斐射X合金表面顏色深淺不一,比較難看;另一方面是自然形成的氧化膜很薄,容易被劃傷,耐腐蝕性比較弱。而陽極氧化生成的人工氧化膜,均勻、致密更加耐腐蝕。
2、提高耐磨性
普通常規(guī)鋁材硬度不夠不能和鋼材對(duì)比,自然形成的氧化膜很薄,容易被劃傷和出現(xiàn)磨損,但是鋁型材經(jīng)過陽極氧化之后,表面產(chǎn)生人工氧化膜,硬度能達(dá)到300HV。所以非常的耐磨,也不易劃傷。
3、裝飾鋁制品表面著色
鋁材的表面會(huì)出現(xiàn)直徑為0.01-0.01um孔隙,而染料在水中分離成單分子,直徑為0.0015-0.0030um,鋁型材很容易吸附一些金屬鹽或染料,從而使鋁制品表面形成豐富多彩的顏色。
4、提高絕緣性
常規(guī)的未經(jīng)處理的鋁型材導(dǎo)電性能是非常的好的,但是有些場合需要鋁型材,但是又不能導(dǎo)電,陽極氧化的鋁型材氧化膜是不導(dǎo)電的,所以如果需要用到絕緣的場合就需要進(jìn)行陽極氧化處理。
5、為噴漆打底
有些工業(yè)鋁型材表面需要噴漆處理,陽極氧化后的鋁型材表面空隙具有很強(qiáng)的吸附性,使噴漆更加均勻美觀。
總結(jié):鋁本身是具有抗腐蝕性的,但是和空氣接觸后,會(huì)產(chǎn)生三氧化二鋁,降低和減弱鋁的抗腐蝕性,隨著時(shí)間的推移,表面會(huì)變得有瑕疵。因此所有的鋁制品以及鋁合金制品都需要進(jìn)行表面氧化處理。而且鋁如果遇到酸性物質(zhì)也很容易被腐蝕的。所以鋁表面氧化處理顯得格外重要。
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文章整理:工業(yè)鋁材
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