鋁合金黑色氧化膜的結(jié)構(gòu)及耐蝕性能

利用極化曲線測(cè)試及膜質(zhì)量增加評(píng)價(jià)了勃姆石溶膠、硝酸鈰溶液、ni2+-co2+溶液及co2+-三乙醇胺溶液封閉對(duì)鋁合金化學(xué)氧化膜在3.5%的nacl水溶液中的耐蝕性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用ni2+-co2+溶液封閉的鋁合金化學(xué)氧化膜具有較好的耐酸堿腐蝕能力,稀土鈰溶液封閉膜在酸性條件下、溶膠在中性及堿性條件下具有較好的耐蝕性,co2+-三乙醇胺溶液中的封閉膜耐蝕性較差。

為了獲得色澤純正、耐蝕性?xún)?yōu)良的鋁合金著色膜,以(nh4)2moo4,nh4cl為主體,以著色膜耐蝕性為目標(biāo),通過(guò)對(duì)不同水平的可控因素的正交試驗(yàn)極差分析,研制了一種鋁合金小零件化學(xué)著色配方,獲得了最佳工藝參數(shù):15g/l(nh4)2moo4,30g/lnh4cl;著色溫度85℃,反應(yīng)時(shí)間40min。在該條件下可獲得耐腐蝕能力明顯強(qiáng)于cu(no3)2、kmno4常溫置換氧化著色的著色膜,膜層耐堿腐蝕性能提高2.0倍,耐鹽霧腐蝕性能提高0.5倍。

為了提高鎂合金的耐蝕性能,采用掃描電鏡(sem)、電化學(xué)測(cè)試和鹽霧試驗(yàn)等技術(shù),對(duì)不同陽(yáng)極氧化液中得到的鎂合金az91d陽(yáng)極氧化膜層的微觀結(jié)構(gòu)及其耐蝕性能進(jìn)行了評(píng)價(jià).所有工藝采用交流電源、氧化液無(wú)氟、鉻和無(wú)磷,有利環(huán)境保護(hù).先后對(duì)外加交流電壓、na2sio3濃度、naalo2濃度,以及na2sio3和naalo2的協(xié)同作用對(duì)膜層腐蝕性能的影響規(guī)律進(jìn)行了考察.結(jié)果表明,外加電壓和氧化液組成對(duì)氧化膜的微觀結(jié)構(gòu)及其性能有著至關(guān)重要的影響.在堿性溶液中,naalo2和na2sio3的協(xié)同作用下,得到的陽(yáng)極氧化膜的綜合耐蝕性能優(yōu)異,自腐蝕電流密度達(dá)到1.87×10-7a/cm2,耐中性鹽霧大于500h(氧化膜未封孔).

在磷酸鹽溶液中加入nh4vo3,通過(guò)微弧氧化工藝在6061鋁合金上制得了黑色陶瓷膜,研究了nh4vo3含量、溶液溫度對(duì)膜層的耐磨性、表面粗糙度、附著力、黑度、厚度的影響。結(jié)果表明:隨著nh4vo3含量的增加,黑度增加、膜層沉積物附著力降低、粗糙度先減小后增大,膜層耐磨性、厚度先增大后減小;隨著溫度增加,粗糙度、黑度減小,膜層沉積物附著力增大,膜厚先增大后減小。當(dāng)nh4vo3濃度為5-8g/l,溫度為40℃時(shí),膜層表現(xiàn)出較好的綜合性能。

以50.0g/lnaoh+10.0g/lh3bo3+20.0g/lna2b4o7.10h2o為基礎(chǔ)電解液,采用恒電位模式,研究了幾種添加劑對(duì)az31鎂合金陽(yáng)極氧化膜性能的影響。采用掃描電鏡、點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)和極化曲線分別對(duì)陽(yáng)極氧化膜的表面形貌和耐蝕性能進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明:硅酸鈉的最佳質(zhì)量濃度為10.0g/l,檸檬酸鈉的最佳質(zhì)量濃度為7.5g/l,草酸鈉的最佳質(zhì)量濃度為0.2g/l。硅酸鈉增強(qiáng)了火花放電的劇烈程度,檸檬酸鈉減緩了火花放電,而添加草酸鈉后為無(wú)火花放電。

在100g.l-1硼酸鹽,50g.l-1鋁酸鹽,30g.l-1氫氧化物,恒壓50v,陽(yáng)極氧化時(shí)間10min的陽(yáng)極氧化工藝中,制備ad91鎂合金陽(yáng)極氧化膜。研究熱水封孔前后陽(yáng)極氧化膜層的微觀結(jié)構(gòu)及耐腐蝕性能。通過(guò)掃描電鏡(sem)和極化曲線分別研究了ad91鎂合金陽(yáng)極氧化膜的表面形貌和耐蝕性。結(jié)果表明:封孔溫度在70℃,時(shí)間為10min時(shí),氧化膜層均勻、致密,孔徑明顯減小;此時(shí)陽(yáng)極氧化膜的耐蝕性也達(dá)到了最好。從極化曲線可以看出,腐蝕電位ecorr為-0.582v,腐蝕電流密度icorr為4.586μa.cm-2,極化電阻rp為12926.1ohm.cm-2。

鋁合金氧化膜的封孔 1.鋁合金氧化膜封孔的定義 鋁陽(yáng)極氧化之后對(duì)氧化膜進(jìn)行的物理或化學(xué)處理過(guò)程，以降低氧 化膜的孔隙率和吸附能力，以便把染料密封在微孔中，同時(shí)提高膜的 耐蝕性、耐磨等性能。在建筑行業(yè)世界各國(guó)對(duì)氧化膜的封孔基本上采 用高溫蒸汽法、冷封孔、電泳涂裝法三種工藝，但目前中溫封孔有擴(kuò) 大的趨勢(shì)。從封孔原理來(lái)分主要有水合反應(yīng)、無(wú)機(jī)物填充或有機(jī)物填 充三大類(lèi)。 2.熱封孔工藝 a.沸水封孔：在接近沸點(diǎn)的純水中（溫度95度以上，去離子水）， 通過(guò)氧化鋁的水合反應(yīng)將非晶態(tài)的氧化鋁轉(zhuǎn)化成水合氧化鋁，由于水 合氧化鋁比原來(lái)的體積大了30%，體積膨脹使的氧化膜的微孔填充封 閉。 b.高溫蒸汽封孔：原理和沸水封孔一樣，優(yōu)點(diǎn)：速度快、水質(zhì)的 依賴(lài)性小、少出現(xiàn)白灰、褪色風(fēng)險(xiǎn)小。設(shè)備需要密閉來(lái)保證溫濕度， 一般溫度115~120度，壓力在0.7~1atm為佳，成本高！ 3.冷封孔工藝

鋁合金氧化膜的封孔 1.鋁合金氧化膜封孔的定義 鋁陽(yáng)極氧化之后對(duì)氧化膜進(jìn)行的物理或化學(xué)處理過(guò)程，以降低氧化 膜的孔隙率和吸附能力，以便把染料密封在微孔中，同時(shí)提高膜的耐蝕 性、耐磨等性能。在建筑行業(yè)世界各國(guó)對(duì)氧化膜的封孔基本上采用高溫 蒸汽法、冷封孔、電泳涂裝法三種工藝，但目前中溫封孔有擴(kuò)大的趨 勢(shì)。從封孔原理來(lái)分主要有水合反應(yīng)、無(wú)機(jī)物填充或有機(jī)物填充三大 類(lèi)。 2.熱封孔工藝 a.沸水封孔：在接近沸點(diǎn)的純水中（溫度95度以上，去離子水），通 過(guò)氧化鋁的水合反應(yīng)將非晶態(tài)的氧化鋁轉(zhuǎn)化成水合氧化鋁，由于水合氧 化鋁比原來(lái)的體積大了30%，體積膨脹使的氧化膜的微孔填充封閉。 b.高溫蒸汽封孔：原理和沸水封孔一樣，優(yōu)點(diǎn)：速度快、水質(zhì)的依賴(lài) 性小、少出現(xiàn)白灰、褪色風(fēng)險(xiǎn)小。設(shè)備需要密閉來(lái)保證溫濕度，一般溫 度115~120度，壓力在~1atm為佳，成本高！ 3.冷封孔工藝 冷封孔是我國(guó)最常用最

文章編號(hào):　1001-227x(2001)02-0035-04 鋁及鋁合金處理 鋁合金陽(yáng)極氧化膜的性能研究 許旋1,　羅一帆1,　林國(guó)輝2 (1.華南師范大學(xué)化學(xué)系,廣東廣州　510631; 2.華南師范大學(xué)測(cè)試中心,廣東廣州　510631) 摘要:在硫酸電解液中加入適量由羧酸和有機(jī)化合物組成的添加劑,制得鋁合金陽(yáng) 極氧化膜。研究了溫度對(duì)所得氧化膜厚度和硬度和影響,并利用掃描電鏡觀察了氧 化膜的結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,高溫下形成的氧化膜結(jié)構(gòu)松散,厚度和硬度低,而加入添加 劑后,氧化膜溶解減慢,在高溫下所形成的氧化膜的厚度和硬度大大增加。 關(guān)鍵詞:鋁合金;　陽(yáng)極氧化膜 中圖分類(lèi)號(hào):tq15316　　　　　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a studiesonthepropertiesofanodicoxidation

以寶鋼ss400熱軋鋼為原料,控制加熱溫度,在鋼表面制備氧化皮。采用sem分析了氧化皮表面、截面形貌;x射線衍射儀分析氧化皮的相組成;進(jìn)行室內(nèi)干濕周期浸潤(rùn)腐蝕試驗(yàn),對(duì)氧化皮試樣在nahso3(0.01mol/l)溶液中進(jìn)行了耐蝕性測(cè)試。結(jié)果表明,分別在600、700、800℃氧化180min的過(guò)程基本遵循拋物線規(guī)律。經(jīng)過(guò)600℃加熱保溫30min,所形成的氧化皮厚度小于10μm,700℃時(shí)厚度為15μm左右,800℃達(dá)到50μm。600、700、800℃制備的氧化皮均含fe3o4、fe2o3相和fe顆粒。同時(shí),800℃制備的氧化皮中保留有少量feo相。不同溫度所制備氧化皮試樣耐蝕性能依次為700、600、800℃。

海洋環(huán)境下存在大量的氯離子,鋁合金容易發(fā)生點(diǎn)蝕。利用電弧噴涂技術(shù)在鋁合金表面噴涂純鋁,采用浸泡、鹽霧和電化學(xué)試驗(yàn)等方法測(cè)試了涂層在5%nacl溶液中的腐蝕行為。結(jié)果表明,常溫浸泡144～480h或連續(xù)噴霧500～720h后,涂層表面的孔隙因被腐蝕產(chǎn)物堵塞,對(duì)氯離子可起到暫時(shí)的隔離作用,從而促進(jìn)了氧化膜的形成,使腐蝕電位提高、腐蝕電流減小、腐蝕速率減緩,涂層對(duì)鋁合金基體起到良好的保護(hù)作用;將涂層用環(huán)氧樹(shù)脂封孔后,防腐蝕效果顯著提高。

用硅酸鹽體系電解液進(jìn)行鋁合金微弧氧化時(shí),氧化膜表面出現(xiàn)白色斑點(diǎn)狀物,影響零件質(zhì)量和外觀,對(duì)這種白色斑點(diǎn)狀物進(jìn)行eds和xrd成分測(cè)試,同時(shí)還對(duì)形成原因進(jìn)行分析。結(jié)果表明,白色斑點(diǎn)狀物是由sio2聚集而成。

鋁及鋁合金卷材氧化產(chǎn)品的生產(chǎn)歷史有近30年,它是由單片鋁陽(yáng)極氧化發(fā)展起來(lái)的。產(chǎn)能也已超過(guò)10萬(wàn)噸。中國(guó)在20世紀(jì)90年代末開(kāi)始引進(jìn)國(guó)外氧化產(chǎn)品應(yīng)用在外墻裝修。最早應(yīng)用是上海希爾頓酒店。本世紀(jì)初在廣東、浙江,上海等地開(kāi)始研制鋁卷材陽(yáng)極氧化氧化生產(chǎn)線,經(jīng)過(guò)近10年的努力現(xiàn)在已基本成熟,已有多條鋁卷材雙面陽(yáng)極氧化生產(chǎn)線,但單面陽(yáng)極氧化線極少,故陽(yáng)極氧化膜厚度多在8微米以下。

鋁合金氧化 鋁陽(yáng)極氧化染黑色工作經(jīng)驗(yàn)介紹 夾具的設(shè)計(jì)與制作 1.1夾具的特點(diǎn) 陽(yáng)極氧化用的夾具與電鍍用的掛具是截然不同的，若采用電鍍用類(lèi)似掛勾的掛具作陽(yáng)極化夾具是不適 宜的，因?yàn)殛?yáng)極氧化時(shí)夾具與工件表面都會(huì)很快生成氧化膜，在此過(guò)程中夾具與工件稍有松動(dòng)即會(huì)變更觸 點(diǎn)位置，阻礙電流流通，為此，必須采用具有彈性的夾具夾緊工件。只有這樣才能使陽(yáng)極氧化過(guò)程正常進(jìn) 行。 1.2夾具的結(jié)構(gòu)形式 夾具結(jié)構(gòu)以個(gè)體式為宜，若采用組裝式的，則經(jīng)幾次使用后鉚接或焊接處會(huì)因腐蝕而松動(dòng)，阻礙陽(yáng)極 氧化過(guò)程中電流的正常流通。同時(shí)，夾具要有一定的橫截面積。一定截面的夾具也就有足夠的彈力和夾緊 力，使工件與夾具保持良好的接觸，保證所夾工件陽(yáng)極氧化時(shí)所需電流正常流通。避免因接觸不良產(chǎn)生熱 量而燒毀工件。 1.3夾具材料的選擇 制作夾具以選擇硬質(zhì)鋁材為好，硬質(zhì)鋁材彈性好，緊固耐用。 2工件的裝夾 2.1給夾具清洗去膜

鋁合金表面超疏水涂層的制備及其耐蝕性能 李松梅*王勇干劉建華韋巍 (北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,北京100083) 摘要：基于含氟聚氨酯和納米sio2的協(xié)同作用,在鋁合金表面成功制備了一層超疏水涂層.用紅外光譜、掃描 電鏡和電化學(xué)測(cè)試等技術(shù)對(duì)超疏水涂層進(jìn)行了表征和分析.紅外光譜結(jié)果表明,硅烷偶聯(lián)劑(a1100)成功鍵合到 納米sio2表面.掃描電鏡和接觸角測(cè)定儀對(duì)涂層的表面形貌表征結(jié)果表明,涂層表面存在微米鄄亞微米尺度的粗 糙結(jié)構(gòu),接觸角可達(dá)到156毅,滾動(dòng)角小于5毅.電化學(xué)測(cè)試(交流阻抗和極化曲線)結(jié)果表明,所得到的涂層極大地 提高了鋁合金的耐蝕性能. 關(guān)鍵詞：超疏水；硅烷偶聯(lián)劑；電化學(xué)測(cè)試；耐蝕性 中圖分類(lèi)號(hào)：o648 preparationofsuperhydrophobiccoat

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鋁合金建筑型材陽(yáng)極氧化膜的性能分析及質(zhì)量評(píng)價(jià) 作者：朱祖芳，zhuzu-fang 作者單位：北京有色金屬研究總院國(guó)家有色金屬質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心,北京,100088 刊名：電鍍與涂飾 英文刊名：electroplating&finishing 年，卷(期)：2008,27(4) 被引用次數(shù)：3次 參考文獻(xiàn)(1條) 1.ellardboutdoorexposureperformanceofanodizedfinishes2004 本文讀者也讀過(guò)(10條) 1.朱祖芳.zhuzu-fang建筑鋁合金型材有機(jī)聚合物噴涂膜的性能分析及質(zhì)量評(píng)價(jià)[期刊論文]-電鍍與涂飾 2008,27(12) 2.朱祖芳.zhuzu-fang鋁合金建筑型材陽(yáng)極氧化電泳復(fù)合膜的性能分析及質(zhì)量評(píng)價(jià)[期刊論文]-材料保護(hù) 2008,41(6) 3.周赟

根據(jù)歷時(shí)3年多的性能試驗(yàn)結(jié)果,綜述分析了我國(guó)鋁合金建筑型材陽(yáng)極氧化膜的性能(包括膜厚及其均勻性,封孔質(zhì)量,耐腐蝕性,耐候性,耐磨性及抗熱裂性),對(duì)其質(zhì)量水平和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了介紹和評(píng)述。給出了英國(guó)歷時(shí)16年的大氣腐蝕曝露試驗(yàn)結(jié)果以供參考。

在既定的基礎(chǔ)電解液和實(shí)驗(yàn)參數(shù)條件下,研究植酸、聚乙二醇和乙二醇等3種有機(jī)添加劑對(duì)鎂合金陽(yáng)極氧化膜耐蝕性能的影響。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中分別采用掃描電鏡、點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)和極化曲線對(duì)氧化膜的表面形貌和耐蝕性能進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明:當(dāng)植酸的質(zhì)量濃度為15.0g/l或聚乙二醇的質(zhì)量濃度為0.8g/l時(shí),氧化膜的耐蝕性能有較大提高;而乙二醇的加入不但沒(méi)有改善鎂合金陽(yáng)極氧化膜的耐蝕性能,反而使其變得更差。

本文研究了不同的硫酸陽(yáng)極化工藝與封孔條件對(duì)陽(yáng)極氧化鋁表面潤(rùn)濕性及耐皮脂污染性的影響。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),對(duì)不同膜厚的陽(yáng)極氧化鋁進(jìn)行沸水封孔,材料表面接觸角均小于3°,而使用鎳鹽進(jìn)行封孔的陽(yáng)極氧化鋁,表面潤(rùn)濕性則會(huì)隨著氧化膜厚度與孔徑的增大而減小,表面鎳含量與接觸角呈正相關(guān)性。由此可以得出,陽(yáng)極氧化鋁的封孔方式是影響陽(yáng)極氧化鋁表面潤(rùn)濕性的重要因素。此外,研究還發(fā)現(xiàn)氧化膜表面抗皮脂污染能力受膜層厚度、孔徑大小、封孔方式的影響較小。但在沸水脫脂過(guò)程中,沸水封孔的試樣要比鎳鹽封孔的試樣脫脂效果更好,且膜層越厚,該現(xiàn)象越明顯。

利用微弧氧化技術(shù)在zl205a鋁合金表面制備陶瓷層;用掃描電鏡對(duì)膜層形貌及結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察,分析了膜層典型形貌的形成過(guò)程;用x射線衍射儀對(duì)膜層相組成進(jìn)行分析;對(duì)不同厚度微弧氧化膜層的試樣進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)。結(jié)果表明:所制得的膜層由α-al2o3、γ-al2o3及δ-al2o3組成;膜層厚度小于30μm時(shí),耐蝕性能隨著膜層厚度的增大提高明顯,當(dāng)膜厚為30～50μm時(shí),耐蝕性能隨著膜厚的增加提高幅度減小,膜厚大于50μm時(shí),其耐蝕性能變化不明顯。

　為了給研究微弧氧化起弧的能量臨界條件奠定基礎(chǔ),以達(dá)到制備高產(chǎn)能、低能耗微弧氧化裝備的目的,對(duì)微弧氧化起弧前后不同氧化時(shí)間的鋁合金6061試樣進(jìn)行了電性能測(cè)試、能譜成分分析和掃描電鏡表面形貌分析,測(cè)定了微弧氧化起弧的表面臨界條件,揭示了起弧前試樣表面變化過(guò)程和起弧后陶瓷層的生長(zhǎng)特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:鋁合金起弧的表面臨界條件是試樣的整個(gè)表面覆蓋一層電阻為04ω的alxoy膜;起弧前,非晶態(tài)alxoy氧化物以點(diǎn)面方式生長(zhǎng);起弧后,起弧面呈樹(shù)枝狀生長(zhǎng),膜層電阻快速增大。