阳极氧化常用解决方案「多图」
阳极氧化的结构及应用
阳极氧化膜的结构阳极氧化膜由两层组成,外层称为多孔层,较厚、疏松多孔、电阻低。内层称为阻挡层(亦称活性层),较薄、致密、电阻高。多孔的外层是在具有介电性质的致密的内层上成长起来的。
(1)阻挡层阻挡层是由无水的ai2o3所组成,薄而致密,具有高的硬度和阻止电流通过的作用。(2)多孔的外层氧化膜多孔的外层主要是由非晶型的ai2o3及少量的r-ai2o3.h2o还含有电解液的阴离子。
氧化膜的孔径在100nm~200nm之间,氧化膜厚度10微米左右,孔隙率20%左右,孔距300~500nm之间。氧化膜的截面图表明氧化膜孔基本上是管状结构,氧化膜发生溶膜反应基本上是在孔的底部发生的。
氧化膜的绝大部分优良特性,如抗蚀、耐磨、吸附、绝缘等性能都是由多孔外层的厚度及孔隙率所决定的,然而这两者却与阳极氧化条件密切相关,因此可通过改变阳极化条件来获得满足不同使用要求的膜层。膜厚是阳极氧化制品一个很主要的性能指针,其值的大小直接影响着膜层耐蚀、耐磨、绝缘及化学着色能力。
阳极氧化膜的性质与应用阳极氧化膜具有较高的硬度和耐磨性、极强的附着能力、较强的吸附能力、-的抗蚀性和电绝缘性及高的热绝缘性。由于这些特异的性能,使之在各方面都获得了广泛的应用。
主要用途有:1提高零件的耐磨、耐蚀性、耐气候腐蚀。2氧化生成的透明膜,可以着色制成各种彩色膜。3作为电容器介质膜。4提高与有机涂层的结合力。作涂装底层。5作电镀、搪瓷的底层。6正在开发的其它用途,太阳能吸收板、硬质膜、干润滑膜、触媒膜、纳米线、在多孔膜中沉积磁性合金作记忆元件。
阳极氧化膜的结构与特性
阳极氧化膜的应用与它的阳极氧化技术及其结构特征有着密切的关系。 随着铝阳极氧化电解液的种类不同,可以得到阻挡型氧化物薄膜(barrier-typean2odicoxide)和多孔型氧化物薄膜(porous-typeanodicoxide)。在含有硼酸-硼酸钠混合水溶液和酒石酸胺、柠檬酸、乙二醇等水溶液中进行阳极氧化时,可得到阻挡型氧化物薄膜。因为这些水溶液对氧化物的溶解能力弱,所以在铝表面形成致密的阻挡层氧化物膜。阻挡型氧化膜结构并不是均匀层,而是多层结构。kobayashi等人通过透射电镜(tem)研究了纯铝阳极氧化膜阻挡层结构后发现[9],在. ammonium bromide氧化液中生成的阻挡型氧化膜为非晶相,而阳极氧化之前在空气中加热到550℃,15min处理后,非晶相会部 分转变为γ′-al2o3,其γ′-al2o3厚度约0.2μm,并发现随阳极氧化电位升高,γ′-al2o3 相厚度增大。chen等人研究纯铝箔在85℃磷---二胺氧化液中阳极氧化膜的tem结构也发现类似规律,铝箔表面的氧化膜晶化程度随电流密度下降而增大;随阳极电位升高而增大,且晶相γ′-al2o3较非晶相al2o3有更高的介电稳定性。chiu等人的研究结果表明,预先退火处理的1%al-0.5%si-cu合金在酒石酸中阳极氧化之后,其铝合金表面氧化膜层也主要是由非晶态组织构成,中间夹以弥散分布的γ′-al2o3,实验结果还发现γ′-al2o3组织中有多孔特征出现,这一现象也被众多研究者观察到。目前,对此解释有两种说法,其一是非晶相向晶相转变过程中体积收缩引起多孔产生;其二是阳极氧化过程中产生的氧气倾向于在al2o3晶相周围偏聚,从而形成包围晶相的多孔结构。铝及铝合金在---、---、磷酸及草酸等酸性溶液中阳极氧化处理时,一般可得到多孔型氧化物薄膜,进一步研究发现多孔质氧化膜由两层膜组成。紧靠基体铝的一层为阻挡层,外面的一层为多孔质层,它是由中央有圆孔的六方形棱柱体构成。多孔质层的厚度取决于电解氧化时间,电流密度和电解液温度等,电解时间越长,电流密度越大,则多孔质层越厚。而多孔的孔径大小则与电解液种类有关,一般---膜、草酸膜、---膜孔径依次增大。-有趣的近期发现是在氧化期间,采用突然降低电压或突然增加电压的方法,可以得到氧化膜孔形状发生分支结构。当电压突然降低,膜孔在某一个分支点上形成分支;从图3b看出,当电压突然增加,膜孔在某一个结点上形成会聚。根据膜孔在某一个点---支或会聚的原理可以人为地控制整个氧化膜层各个邻位膜孔的大小,这对于将铝阳极氧化薄膜应用到磁学、光电及光学等领域有着重要的意义。阳极氧化过程中为何有氧化件面积与槽液体积之比的要求?
1 阳极氧化溶液的温度。增加阳极氧化面积,必然要输入过大的电流强度,阳极氧化过程中也必然会散发出过多的热量,过高的溶液温度无法进行正常工作。
2 氧化膜的厚度。槽内制件挂入过多,必然会影响到阴、阳极之间的空间大小和间距远近,从而使不同的制件和不同的部位遭到遮盖和阻挡,---地影响到氧化膜层的均匀性。
上述现象在阳极氧化溶液温度较高,电流密度较大时尤为---。但合理布置阴极位置,适当搅棒溶液都能得到一定的---。
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