陽極氧化技術_鋁的陽極氧化技術

  鋁的表面技術中陽極氧化是應用最廣與最成功的技術，也是研究和開發最深入與最全面的技術。（導讀：陽極氧化廠_硬質陽極氧化_陽極氧化處理 http://www.www.hadonghoon.cn/Article/yangjiyanghuachang_y_1.html）鋁的陽極氧化膜具有一系列優越的性能，可以滿足多種多樣的需求，因此被譽為鋁的一種萬能的表面保護膜。小編將分別敘述陽極氧化與陽極氧化膜(理論性描述)、陽極氧化工藝、硬質陽極氧化和微弧氧化。再敘述鋁陽極氧化膜電解著色、染色和封孔技術。現在我們對陽極氧化技術等的一般性問題提出一些看法。

  一、鋁陽極氧化膜的特性

  (1)耐蝕性。鋁陽極氧化膜可以有效保護鋁基體不受腐蝕，陽極氧化膜顯然比自然形成的氧化膜性能更好，膜厚和封孔質量直接影響使用性能。

  (2)硬度和耐磨性。鋁陽極氧化膜的硬度比鋁基體高得多，基體的硬度為HV100，普通陽極氧化膜的硬度約HV300，而硬質氧化膜可達到HV500。耐磨性與硬度的關系是一致的。

  (3)裝飾性。鋁陽極氧化膜可保護拋光表面的金屬光澤，陽極氧化膜還可以染色和著色，獲得和保持豐富多彩的外觀。

  (4)有機涂層和電鍍層附著性。鋁陽極氧化膜是鋁表面接受有機涂層和電鍍層的一種方法，它有效地提高表面層的附著力和耐蝕性。

  (5)電絕緣性。鋁是良導體，鋁陽極氧化膜是高電阻的絕緣膜.絕緣擊穿電壓大于30V/μm，特殊制備的高絕緣膜甚至達到大約200V/μm。

  (6)透明性。鋁陽極氧化膜本身透明度很高，鋁的純度愈高，則透明度愈高。鋁合金材料的純度和合金成分都對透明性有影響。

  (7)功能性。利用陽極氧化膜的多孔性，在微孔中沉積功能性微粒，可以得到各種功能性材料。正在開發中的功能部件功能有電磁功能、催化功能、傳感功能和分離功能等。

  二、鋁合金與陽極氧化

  不同成分的鋁合金分別適合于不同目的陽極氧化，比如鋁一銅合金的陽極氧化性能(尤其是光亮陽極氧化)一般不好.表1-1所列為各種鋁及變形鋁合金的陽極氧化適應性。從中可以看出鋁合金的成分和含量與陽極氧化難易程度的關系.
 

表1-1各種鋁及變形鋁合金的陽極氧化適應性

  三、鋁的氧化膜

  金屬鋁的新鮮表面暴露在大氣中，立刻覆蓋一層很薄的氧化膜，這層膜一旦破損會很快重新生成。這層氧化膜的重要特征是，氧化膜的分子體積化學計量比是鋁基體的1.5倍。這意味著氧化膜處于壓應力下，不僅會連續覆蓋住金屬鋁，而且在一定形變量下不致破裂。在室溫下，1天當中，氧化膜的極限厚度大約為2一3nma氧化膜的厚度與合金、環境和溫度有關，化學氧化膜和陽極氧化膜的厚度當然還與工藝有關。表1一5所列為各種鋁和鋁合金氧化膜的厚度。

 

表1-2各種鋁和鋁合金氧膜的厚度

  四、鋁陽極氧化膜的應用

  在鋁的表面處理技術中，陽極氧化研究最深入，應用最廣泛.鋁合金擠壓型材陽極氧化后廣泛用于建筑物的門窗、幕墻和卷簾，新世紀初我國建筑用鋁材接近鋁總消費的30%，而建筑鋁型材中陽極氧化技術占據市場60%以上。眾所周知鋁陽極氧化膜有兩大類，一類是壁壘型膜，主要用于電解質電容器等方面:另一類是多孔型膜，使用面更加廣闊。就多孔型陽極氧化膜而言，除了建筑和裝飾用鋁材之外，還有PS印刷版、光(熱)反射器、工程用硬質陽極氧化膜等，應用面非常廣泛。直接利用鋁陽極氧化膜的可控制孔徑和孔隙度的十分有規律多孔結構，摻入功能材料，制成一系列功能性陽極氧化膜，譬如電磁膜、分離膜、光電膜、催化膜、傳感膜等。在垂直記錄高密度磁盤、超微過濾介質、土壤濕度測量等方面己經得到應用。20世紀80年代，國外曾經對鋁的功能性陽極氧化膜給予極大希望，專門召集過多次國際性學術會議，描繪出極其美好的前景。但是以后十幾年的發展還沒有達到當年的預計目標和規模。


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