阳极处理原理(课堂PPT).ppt

A.一般特性,A-1.化性活潑,在空氣中易形成氧化鋁膜.,A-2.地球上蘊藏丰富,價格相對低廉.,A-3.機械加工容易,強度/重量比值高.,A-4.表面處理應用廣泛:陽極處理,鋅置換電鍍,電泳塗裝等.,B.物理性質,B-1.硬度=2.62.9 mohs,B-2.比重=2.702 g/cm,2,B-3.電阻=2.62*10,-6,ohm/cm,C.化學性質,C-1.E=-1.65V,C-2.4Al,(s),+3O,2(g),2Al,2,O,3,C-3.Al,(s),+4OH,-,Al(OH),4,-,C-4.Al+6HNO,3,Al,3+,+3NO,2,+3H,2,O+3NO,3,-,1.鋁合金的特征,一.概述,產品規格要求,移動通訊產品對陽極氧化工藝的要求:,a.極佳的防護性與裝飾性,b.耐磨性,有較高硬度,c.色澤均一,膜層透明,d.外觀不允許有缺陷,4.鋁合金的,阳极處理,機械前處理:研磨 拋光 噴砂 拉絲 鐳雕,化學前處理:蝕刻 化學拋光 電解拋光 鹼咬,霧面 化學打砂 乳白處理 橘皮冰花,陽極氧化:硫酸陽極,氧化,铬酸阳极氧化,草酸阳极氧化,硬质阳极氧化,瓷质阳极氧化,陽極后處理:印刷 鑽雕,4/24/2025,3,二.陽極處理流程,陽極處理流程,脫脂,染色前處理,染色,封孔,烘乾,化學拋光,鹼性腐蝕,陽極氧化,剝黑膜,目 的:除去沖壓,/,拋光等工段殘余的油脂,主反應,:,脫脂液中的鹼與工件表面的油脂反應,生成,水溶性的肥皂與甘油,(C,17,H,35,COO),3,C,3,H,5,+3NaOH 3C,17,H,15,COONa+C,3,H,5,(OH),3,硬脂酸酯,鹼,肥皂,甘油,脫 脂,主成分:,乳狀澲清潔劑:石臘,三,羟基三乙胺，油酸，松油,浸泡清潔劑:磷酸三钠，硅酸钠，六甲磷酸钠，碳酸钠,中級清潔劑:碳酸钠，硅酸钠，多磷酸钠,重級清潔劑:苛性钠，磷酸三钠，硅酸钠,酸性清潔劑:硫酸，磷酸,蒸氣清潔劑:三氯乙烯，四氯乙烯,目的:,1.,除去工件表面原有之,Al,2,O,3,不導電層,2.,調節工件表面的亮啞度,(,鹼咬,=,鹼腐蝕,破壞工件表面平整,性造成光線散,(,漫,),射,影響外觀,主反應,:,2Al+2NaOH+2H,2,O 2 NaAlO,2,+3H,2,NaAlO,2,+2H,2,O Al(OH),3,+NaOH,Al(OH),3,Al,2,O,3,+3H,2,O,鹼 咬,碱咬剂组成：,主成分:NaOH,緩和劑:,硝酸钠 亚硝酸钠 氮化钠 氟化物 硫化物,硫氰化物,抑制剂：葡萄糖酸盐 酒石酸盐 糊精,分开剂：磷酸盐,4/24/2025,8,化學拋光,目的:,1.,除去工件表面原有之,Al,2,O,3,不導電層,2.,調節工件表面的亮啞度,主反應,:,2,Al+6H,+,2 Al,3+,+3 H,2,Al,2,O,3,+6H,+,2Al,3+,+3H,2,O,藥水組成,1.主成份:H,3,PO,4,-HNO,3,H,3,PO,4,-H,2,SO,4,2.添加劑:硝酸銅 硫酸銅 硼酸 酒石酸 苯磺酸鹽,剝黑膜,目 的:,去除工件表面,氧化物及混合金属杂质的分子,主反應,:,M,+2H,+,M,2+,+H,2,MO,+2H,+,M,2+,+H,2,O,药水组成：,1.主成份:,HNO,3,H,2,SO,4,CrO,3,2.添加劑:六次甲基四胺 金属盐,無機酸 硫酸系,鉻酸系,磷酸系,酸性電解質 有機酸 草酸系,磺基水揚酸等,混合酸,氫氧化鈉系,磷酸鈉系,鹼性電解液 磷酸二氫鈉系,氫氧化銨系,非水電解液 溶融電解液,硼酸甲酸胺系,陽極氧化,陽極,氧化:利用電化學原理,在鋁工件表面生成一層Al,2,O,3,膜,除了抗腐蝕,磨耗目的外,還可以利用Al,2,O,3,陶瓷材料的多孔性,填充染料,達成著色的目的,1.陰極半反應,2H,+,+2e,-,H,2,(氫氣),2.陽極半反應,Al Al,3+,+3e,-,(1),H,2,O,(O)+2H+2e,-,(2),3,(O)+2Al Al,2,O,3,(3),Al,2,O,3,膜生成,Al,2,O,3,+6H,+,2Al,3+,+3H,2,O (4),Al,2,O,3,膜溶解,(3),(4)是互相競爭的反應,但當(3),(4)的反應速率相等時,即表示Al,2,O,3,膜的生成與消失速率相同,膜厚不再增長,即使延長氧化時間,都不再有變化,-8-,鋁陽極氧化膜,的生成,A,区膜層生長,B区陰擋層形成,C区膜層穩定生成,直到溶解與生長速率達到平衡,時間,/s,20,30,40,50,4,8,2,6,20,22,60,24,A,B,C,電壓,/V,A,B,C,鋁基件,阻擋層,多孔層,Al,2,O,3,.H,2,O,鋁陽極氧化膜生成過程示意圖,阳极参数对氧化的影响,=增加,=,減少,=,通過之最大值,阳极参数对氧化膜性能的影响,染色前處理,Al,2,O,3,膜生成后,並不宜立刻染色,因為Al,2,O,3,為無機物質,而染料為有機物質,兩者之間結合不,易.所以必須於染色前在工件表面覆蓋一層兼具無,/有機物質化性的即“界面活性,剂,以利Al,2,O,3,-染料結合.,染色前處理,有,机酸,染色前處理,无,机酸,常用酸：,H,2,SO,4,HNO,3,优点 1.使氧化膜孔隙率增加，提高吸附力,2.溶解膜与大气水分反应生成的水合物,缺点 氧化膜质量下降,染色过程的分解,第一阶段：溶液中迁移,第二阶段：膜外表面吸附,第三阶段：孔内扩散,染料与染色,磺酸盐染料的染色机理,含硫酸基酸性染料的染色反应,A,C,B,Al Al Al Al,O,3,S,-,O,3,S,+,SO,3,-,-,O,3,S,-,O,3,S,+,+,Al,+-,O,3,S-,染料+,NaHSO,4,AlHSO,4,+NaO,3,S-,染料,A,:,共价键,B:,单个分子离子交换,C:,胶团离子交换,804,706染料結構圖,染色技术鱼骨图,陽極氧化,浸蝕,酸污染,水洗,混入不純物,鋁材質,脫 脂,材質選,擇適否,素材腐蝕,自然氧化,膜生成,材質不均一,除粉垢 不足,浴老化,處理條件不適,浴老化,光澤 不均,處理條件不適,時間,化學研磨,浴 組成不良,濃度,溫度,鹼性（燒焦）,老化,處理條件不適,高溫,不純物侵入,電解后長,時間放置,溶存鋁蓄積,腊厚不足,處理條件不適,浴老化,長時間放置,水洗不足,老化,便用水質不良,水質不良,腊厚不足,處理條件不適,染料選擇不當,染色,封孔,選擇封孔劑不良,浴 老化,處理條件不當,蓄積不純物,染,色,不,良,染色問題點,一,、槽液濃度,濃度變化大,消耗速率不同,二、槽液老化,帶入雜質多,染色分子的降解,濃度控制,比色法,UV法,HPLC法,Al,2,O,3,孔隙填充過染料后,如不加以處理,放置一段時間后,孔隙中的染料會逐漸析出或變色,為避免此現,象發生,染色后必須將Al,2,O,3,孔隙加以封閉,即為封孔(seal),封孔,三.不良要因,