Prensip anodizasyon aliminyòm
Aliminyòm se yon metal relativman aktif ak yon potansyèl estanda nan -1.66v. Li ka natirèlman fòme yon fim oksid ki gen yon epesè sou 0.01 a 0.1 mikron nan lè a. Fim sa a oksid se amorphe, mens ak pore, e li gen rezistans pòv korozyon. Sepandan, si aliminyòm ak alyaj li yo mete nan yon elektwolit ki apwopriye, se pwodwi aliminyòm lan itilize kòm anod la, epi li se yon fim oksid ki fòme sou sifas la anba aksyon an nan yon aktyèl ekstèn. Metòd sa a yo rele anodik oksidasyon.
Lè w chwazi diferan kalite elektwolit ak konsantrasyon diferan, ak kontwole kondisyon pwosesis yo pandan oksidasyon, fim anodize ak pwopriyete diferan ak epesè sou dè dizèn a dè santèn de mikron ka jwenn, ak rezistans korozyon yo, rezistans mete ak pwopriyete dekorasyon elatriye yo te siyifikativman amelyore ak amelyore. Elektwolit yo itilize nan anodizasyon aliminyòm ak alyaj aliminyòm se jeneralman yon solisyon asid ak yon mwayen mwayen pou fonn, ak plon oswa aliminyòm yo itilize kòm yon katod, ki sèlman fè elektrisite. Lè aliminyòm ak alyaj li yo sibi anodizasyon, reyaksyon sa yo rive nan anod la:
2Al ---> 6e- + 2Al3+
Reyaksyon sa yo rive nan katod la:
6H2O e6e- ---> 3H2 + 6OH-
An menm tan an, asid la chimikman fonn aliminyòm lan ak fim nan oksid ki te fòme, ak reyaksyon an se:
2Al + 6H+ ---> 2Al3+ +3H2
Al2O3 + 6H+ ---> 2Al3+ + 3H2O
Pwosesis la kwasans nan fim nan oksid se pwosesis la nan fòmasyon kontinyèl ak kontinyèl yap divòse nan fim nan oksid.
Premye seksyon a (seksyon koub ab): fòmasyon kouch ki pa pore. Nan yon kèk segond a dè dizèn de segonn nan kòmansman an nan elèktrifikasyon, se yon dans, segondè-posibilite fim oksid ki te fòme sou sifas la aliminyòm, ak yon epesè nan apeprè 0.01 a 0.1 mikron, ki se yon kontinyèl, kouch fim ki pa pore. Kòm yon kouch ki pa pore oswa kouch baryè, aparans nan fim sa a anpeche pasaj la nan aktyèl ak epesman a kontinye nan fim nan. Epesè nan kouch ki pa pore a se pwopòsyonèl dirèkteman ak vòltaj la fòme ak envers pwopòsyonèl ak to a yap divòse nan fim nan oksid nan elektwolit la. Se poutèt sa, vòltaj la nan segman nan ab nan koub la montre yon ogmantasyon byen file soti nan zewo a valè a maksimòm.
Dezyèm seksyon b (koub bc seksyon): fòmasyon kouch pore. Avèk fòmasyon nan fim nan oksid, yap divòse nan elektwolit la sou fim nan kòmanse. Paske fim oksid ki fòme a pa inifòm, twou yo pral fonn an premye nan pati ki pi fin nan fim nan, epi elektwolit la ka rive nan sifas fre aliminyòm nan twou sa yo, reyaksyon elektwochimik la ka kontinye, rezistans la diminye, ak vòltaj la diminye a (diminye a se 10-15% nan valè ki pi wo a), yon kouch ki mouye parèt sou manbràn la.
Twazyèm seksyon c (koub cd seksyon): epesman kouch pore a. Apre anodizan pou apeprè 20s, vòltaj la antre nan yon etap relativman fiks ak ralanti k ap monte. Li montre ke pandan ke kouch ki pa pore a kontinyèlman yo te fonn pou fòme yon kouch pore, yon nouvo kouch ki pa pore ap grandi ankò. Sa vle di, pousantaj fòmasyon ak yap divòse kouch ki pa pore nan fim oksid la fondamantalman ekilibre, kidonk kouch ki pa pore a se epesè a pa ogmante ankò, ak chanjman vòltaj la piti. Sepandan, nan moman sa a, fòmasyon an ak yap divòse nan fim nan oksid nan pati anba a nan twou a pa t 'sispann, yo te toujou ale sou, kòm yon rezilta, anba a nan twou a piti piti deplase nan andedan an nan matris la metal. Kòm tan an oksidasyon ap kontinye, twou yo apwofondi yo fòme porositë, ak kouch nan fim ak porositë piti piti epesir. Lè pousantaj fòmasyon fim ak pousantaj yap divòse a rive nan yon balans dinamik, menm si tan oksidasyon an pwolonje, epesè fim oksid la pap ogmante ankò, epi pwosesis oksidasyon anodik la ta dwe sispann nan moman sa a. Koub karakteristik oksidasyon anodik ak pwosesis kwasans fim oksid yo montre nan figi ki anba a. Aliminyòm ak alyaj li yo anodize pa aktyèl dirèk ak altène aktyèl nan delye elektwolit asid silfirik pou jwenn yon fim oksid san koulè ak transparan ki gen yon epesè 5-20 mikron ak bon adsorption.
Asid silfirik anodizan pwosesis la se senp, solisyon an se ki estab, operasyon an se pratik, seri a admisib nan kontni malpwòpte se lajè, konsomasyon pouvwa a ki ba, pri a se ki ba, epi li ka prèske dwe aplike nan pwosesis la nan aliminyòm ak divès kalite alyaj aliminyòm, kidonk li te lajman itilize nan Lachin.
Tablo sa a montre yon tipik pwosesis oksidasyon anodik: fòmil ak kondisyon pwosesis metòd DC
Asid silfirik (g / L) 160 ～ 180
Aliminyòm ion Al3+ (g / L)<>
Tanperati (℃) 18 ～ 22
Anod aktyèl dansite (A / dm2) 1.2 ～ 1.5
Voltage (V) 16 ～ 20
Tan (min) 20 ～ 40
Brase, konprese lè, tank sikilasyon likid
Katòd zòn / zòn anod 1.5: 1 Faktè prensipal yo ki afekte bon jan kalite a nan fim nan oksid yo se:
ConcentrationSilfurik konsantrasyon asid: anjeneral 15% a 20%. Kòm konsantrasyon an ogmante, pousantaj yap divòse nan fim nan ogmante, ak pousantaj kwasans lan nan fim nan diminye. Fim nan gen yon porosite segondè, fò adsorption, fò elastisite, ak bon dyeability (fasil lank koulè nwa), men dite a ak rezistans fwotman yo se yon ti kras vin pi mal; Diminye konsantrasyon nan asid silfirik, to kwasans lan nan fim nan oksid akselere, fim nan gen mwens porositë, dite segondè, epi bon rezistans mete.
Se poutèt sa, lè yo itilize pou pwoteksyon, dekorasyon ak pwosesis dekorasyon pi, limit la anwo nan konsantrasyon ki akseptab la, se sa ki, 20% asid silfirik yo itilize kòm elektwolit la.
② Tanperati elektwolit: tanperati elektwolit la gen yon gwo enfliyans sou kalite fim oksid la. Kòm tanperati a ogmante, pousantaj yap divòse nan fim nan ogmante ak epesè nan fim diminye. Lè tanperati a se 22 ～ 30 ℃, fim nan jwenn se mou e li gen bon kapasite adsorption, men rezistans nan fwotman se byen pòv; lè tanperati a pi wo pase 30 ℃, fim nan vin lach ak inegal, pafwa menm diskontinye, ak dite a ba, kidonk li pèdi valè itilizasyon li yo; lè tanperati a ant 10 ak 20 ℃, fim oksid ki fòme a pore, gen gwo kapasite adsorption, epi li elastik, apwopriye pou DYEING, men fim nan gen dite ki ba ak rezistans mete pòv;
Tanperati a pi ba pase 10 ℃, epesè fim oksid la ogmante, dite a wo, rezistans mete a bon, men porositë a ba. Se poutèt sa, tanperati a nan elektwolit la dwe entèdi kontwole pandan pwodiksyon an. Pou prepare yon fim oksid epè epi difisil, tanperati fonksyònman an dwe bese. Nan pwosesis oksidasyon an, lè konprese brase ak yon tanperati relativman ba yo te itilize, epi li se oksidasyon an difisil anjeneral te pote soti nan alantou zewo.
③Current dansite: Nan yon sèten limit, dansite aktyèl la ogmante, pousantaj kwasans lan fim ogmante, tan an oksidasyon vin pi kout, fim nan ki kapab lakòz gen plis porositë, se fasil koulè, ak dite a ak mete rezistans ogmante; si dansite aktyèl la twò wo, li pral ki te koze pa Enfliyans nan chalè Joule fè sifas la nan pati surchof ak tanperati a nan solisyon lokal la ogmante, pousantaj la yap divòse nan fim nan ogmante, e gen yon posibilite pou boule pati yo ; si dansite aktyèl la twò ba, to kwasans fim lan ralanti, men fim ki lakòz la pi dans ak pi rèd. Se rezistans nan mete redwi.
④Oksidasyon tan: Chwa nan tan oksidasyon depann sou konsantrasyon elektwolit la, tanperati, anod aktyèl dansite ak epesè fim ki nesesè yo. Anba menm kondisyon yo, lè dansite aktyèl la konstan, to kwasans fim nan pwopòsyonèl ak tan oksidasyon an; men lè fim nan ap grandi nan yon epesè sèten, konduktivite nan fim nan ogmante akòz ogmantasyon nan rezistans nan fim, ak pousantaj la yap divòse nan fim nan ogmante akòz ogmantasyon nan tanperati, Se konsa, to kwasans lan nan fim nan ap piti piti diminye , epi yo pa pral ogmante nan fen an.
⑤Branje ak deplase: li ka ankouraje konveksyon elektwolit la, ranfòse efè refwadisman an, asire inifòmite tanperati solisyon an, epi li pa pral lakòz bon jan kalite fim oksid la pou redwi akòz chofaj lokal metal la.
⑥ enpurte nan elektwolit la: enpurte ki ka egziste nan elektwolit la itilize pou anodizasyon aliminyòm gen ladan Clˉ, Fˉ, NO3ˉ, Cu2+, Al3+, Fe2+, elatriye Pami yo, Clˉ, Fˉ, NO3ˉ ogmante porositë nan manbràn la, ak sifas la se ki graj ak ki lach. Si kontni li depase valè limit la, li pral menm lakòz korozyon ak pèforasyon pati yo (Cl (ta dwe mwens pase 0.05g / L, Fˉ ta dwe mwens pase 0.01g / L); lè nan elektwolit la
Lè kontni an nan Al3+ depase yon valè sèten, tach blan oswa blòk takte blan souvan parèt sou sifas la nan materyo a, epi li se pèfòmans nan adsorption nan fim nan redwi, epi li difisil a lank (Al3+ yo ta dwe mwens pase 20g / L); lè kontni an nan Cu2+ rive nan 0.02g / L, fim nan oksid Stries nwa oswa tach nwa ap parèt sou sifas la; Si2+ souvan egziste nan elektwolit la nan yon eta sispann, ki fè elektwolit la yon ti kras turbid ak adsorb sou manbràn la kòm yon poud mawon.
⑦ Konpozisyon alyaj aliminyòm: Anjeneral pale, lòt eleman nan metal aliminyòm diminye bon jan kalite a nan fim nan, ak fim nan oksid jwenn se pa tankou epè tankou aliminyòm pi, ak dite a se tou ki ba. Alyaj aliminyòm ak konpozisyon diferan yo te itilize pou anodizan. Fè atansyon pa fè l 'nan plas la menm.
