第十六章 鋁陽極處理
16.1鋁陽極處理的應用
其用途如下各項
1.耐腐蝕(corrosion resistance):金屬的氧化物較金屬更安定,所以更耐腐蝕
2.塗裝附著性(paint adhesion) :太空及軍事零件規格
3.電鍍鋁:鋁經陽極處理後適合電鍍,因鋁陽極處理表面為不連續氧化鋁層,含許多孔 ,在磷酸鍍浴中會形成導電性變成可電鍍,而許多孔產生內鎖反應 (interlocking)鍍層附著性加強
4.裝飾(decorative appearance):用不同鋁合金,前處理,陽極處理系統可得非常耐久的各種裝飾性表面
5.電絕緣(electrical insulation):陽極處理鍍層絕緣性很好並可耐高溫而不必改變,應用在電容器(capasitor)工業上
6.照相底板(photographic substrates):陽極處理所形成的多孔表面,將感光性物質(light-sensitive materials)滲入孔中可得到如同照相底片(photographic film)
7.發射性及反射性(emissivity and reflectivity)太空(aerospace),電子(electronics)及機械(machinery)等光熱應用上
8.耐磨性(abrasion resistance),低溫(-4~10℃)之硫酸電解液陽極處理可得非常硬的陽極鍍層(hard anodic coating)具有耐磨特性,應用在齒輪(gears),活塞(pistons),葉片(fanblade),燃料噴角(fuel nozzles)
9.表面分析(surface analysis):鋁基材在鉻酸(chromic acid)做陽極處理可檢測出表面缺陷(surface flaw)用來研究鋁材料的冶金性質(metallurgical characteristics)
16.2 鋁陽極處理電解液
1.傳統硫酸電解液(conventional sulfuric acid anodizing electrolyte):用在裝飾及防護(protective),厚度在2.5~30μm
其配方如下 :
硫 酸 :H2SO4 12~25wt%
浴 溫 21℃
電流密度 260A/m
電 壓 12~22V
鉻酸陽極處理電解液(chromic acid anodizing Electrolyte)此浴較少用在裝飾性,主要用在塗裝,特別是軍事零件,鍍層厚度約10μm,其配方如下
鉻 酸 chromic acid 3~10%
浴 溫 40 ℃
電 壓 慢慢調高 (30分鐘) 0~40V
電流密度 0.3~0.5A/dm2
磷酸陽極處理液(phosphoric acid anodizing Electrolyte)此浴主要用在電鍍,產生大量的孔加強鍍層附著性,其配方如下
磷 酸 Phosphoric acid 3~20 Vol %
浴 溫 30~35℃
電 壓 50~60V
時 間 15~30min
硬質陽極處理液(hard anodizing Electrolyte)此浴係將氧化物膜溶解速率降低使氧化鍍層厚度大於250μm得到非常硬且耐磨的表面,其配方如下
硫 酸 Sulfuric acid 15Vol
浴 溫 temperature 0~3℃
電流密度 current density 2~2.5A/dm2
電 壓 20~60V
時 間 60~200分
草酸陽極處理液(oxalic acid anodixing Electrolyte)此浴可得黃色鍍層(yellow coatings)比傳統硫酸浴陽極處理鍍層硬,其配方如下
草 酸 3~10 wt%
浴 溫 24~35 ℃
電流密度 1~2 A/dm
時 間 40~60分
硼酸陽極處理液(boric acid anodizing Electrolyte)此浴主要用在製造電容器(electrical capacitors) ,檸檬酸浴(Citrates)及酒石酸浴(Tastrates)也可用磺化有機酸(sulfonated Organic Acid )硫酸混合陽極處理液,此浴可得青銅(bronze)金色(gold),灰色(gray)及黑色陽極處理鍍層,其鍍層較傳統硫酸浴的鍍層緻密(dense)且硬(hard)
16.3陽極處理鍍層著色(colring Anodic Coating )
著色方法有電解(Electrolytic procedure),有機染色(organic dyes),無機染色(inorganic pigments)及電鍍金屬(Electrolytically deposited metal)等方法
16.4 封孔(sealing )
封孔為陽極處理的後處理(postanodizing treatment) ,封孔是將鍍層的孔(pores)封住成為沒有吸附性的表面(nonabsorptive)或將一些物質滲入鍍層孔內以改變或改進鍍層特性封孔過程(sealing process) 包掛溶解氧化物(dissolution)及氫氧化物(hydroxide)再沉(reprecipitation)在孔內或將他的物質沉積在孔內而形成具有特性的緻密表面
16.5鋁陽極處理設備
1.電接觸(electrical contact):因陽極鍍層不易導電,所以鋁的表面最初就須完全接觸
2.掛具(racks):用鋁或純鈦做掛具,要避免過熱(overheating)及弧光(arcing),鋁掛具會形成氧化物層可用苛性鈉(caustic soda)溶解掉再用
3.冷卻(coolin)及攪拌(agitation),陽極處理會放出熱量,為維持操作溫度(operating temperature)需用冷卻蛇管(cooling coil )或熱交換器(heat exchanger)冷卻控制溫度 ,攪拌可用空氣或機械攪拌
4.槽裏襯(tank linigs):316不鏽鋼,銻鉛(antimonial lead ),碲鉛(Tellurium Lead)被用做襯裏及陰極,內襯(inert lining)可用橡膠(rubber),塑膠(plastic),或玻璃(Glass)
5.電力供應(power supply):可由直流發電機(motor generators)或整流器(rectifiers)供應陽極處理所需要的電力, 一般需24v,但在硬質陽極處理及電解著色電壓可達到100v,最好能有定壓及定電流的控制(constant current and voltage )
6.液霧排除(fume removal):需要有適當排風設備 |
发表于 2005-10-11 18:09:30
