1.阳极氧化的阶段
无孔层的形成阶段,ab段,阳极氧化,通电开始断时间(几秒到几十秒)内电压剧增,达到临界电压,(电压的值)表明这时阳极表面形成了连续、无孔的薄膜层。无孔层电阻较大,阻碍了膜的继续增厚,无孔层的厚度与形成电压成正比,氧化膜在电解液中溶解速度成反比。厚度约0.01~0.1微米 。
2.阳极氧化的第二阶段
多孔层形成阶段,bc段,在膜薄的地方将首先被溶解出空穴来,电解液就可以通过这些空穴到达铝的新鲜表面,电化学反应得以继续进行,电阻减小,电压随之下降(下降幅度为值的10~15%),膜上出现多孔层。
3.阳极氧化的第三阶段
多孔层增厚,cd段,这时电压平稳而缓慢的上升,这时无孔层不断被溶解成多孔层,新的无孔层友在生长,这样多孔层就在不断增厚,河源阳极氧化,当生成速度与溶解速度达到动态平衡时,膜的厚度就不再增加,这时反应就应该停止了。
薄膜生产出来以后,除有些铝本色不需要处理以外,下一步就要进行着色处理,一般来说铝之着色主要分以下几种:
1.有机染色
2.无机染色
3.电解着色
4.电镀着色
下面我们主要讨论常用的有机染色及电解着色的原理、优缺点以及使用的产品场合:
1.电解着色膜以***一次电解的透明阳极氧化膜为基础,在含金属盐的溶液中用交流进行电解着色的氧化膜(也叫二次电解膜)其电解着色膜的耐候性、耐光性及使用寿命比染色膜好得多,其能耗与着色成本又远低于整体着色膜。目前广泛用于建筑铝型材着色,但电解着***调单调,通常仅有古铜色、黑色、金***、枣红色等几种。且操作不易控制。
2.有机染色,有机染色基于物质的吸附理论,吸附有物理吸附及化学吸附之分,物理吸附是分子或离子以静电力方式的吸附;化学吸附,以化学力方式的吸附,这两者结合起来产生有机染色,通常在一定温度下进行。
由于阳极氧化膜孔隙率高,吸附能力强容易有机染色,这种方法上色快,色泽鲜艳、操作简便,染色后经封孔处理,染料能牢固地附着在膜孔中,提高了膜层的防蚀能力、抗污能力,直至可以保持美丽的色泽,适用于那些不需要户外使用的大量铝制日用品,室内用铝制工业品以及装饰品等,外观色彩缤纷多样。满足现代社会人们审查及追美,提高产品市场的竟争能力。有机染色对氧化膜有一些特點及要求:
1.氧化膜层要具有足够的孔隙率
2.膜孔内壁保持一定的活性
3.铝在***溶液中得到的阳极氧化膜无色而多孔,因此适宜染色。
4.氧化膜层必须有一定的厚度,较薄的膜層只能染上很浅的颜色
5.硬质阳极氧化膜以铬酸常规氧化膜层,均不适合有机染色
6.氧化膜层应完整、均匀、不应有划伤、砂眼、点腐蚀等缺陷。
7.膜层本身具有合适的颜色,且没有金相结构的差别,如晶粒大小不一或严重偏析等,因此对铝合金材料也有一定的要求,合金成分中硅、镁、锰、铁、铜、铬等含量过高时,往往会引起氧化膜暗哑,则在染色时产生色调变化。
1.铝合金氧化膜的常用着色工艺:
铝合金常用着色工艺大体上可以分为三类:
a.整体着色法:包括自然发色和电解发色两种,自然发色指阳极氧化过程使铝合金中添加成分(Si、Fe、Mn等)氧化,而发生氧化膜的着色。电解发色指电解液组成及电解条件的变化而引起的氧化膜的着色。
b.染色法:以一次氧化膜为基础,阳极氧化,用无机颜料或者有机染料进行染色的氧化膜。
c.电解着色法:以一次氧化膜为基础,在含金属盐的溶液中用直流或交流电进行电解着色的方法,电解着色的耐候性、耐光性和使用寿命比染色法要好、其成本远低于整体着色法,目前广发应用于建筑铝型材的着色。国内外工业化的电解着色槽液基本上都是镍盐和锡盐(包括锡镍混合盐)溶液两大类,颜色大体上都是从浅到深的古铜色系。
2.电解着色的原理
多孔型阳极氧化膜的有规律和可控制的微孔,惠州阳极氧化,通过电解着色在孔的底部沉积非常细的金属和(或)氧化物颗粒,由于光的散射效应可以得到不同的颜色。颜色的深浅和沉积颗粒的数量有关,也就是与着色时间和外加电压有关。一般来说,电解着色颜色类似都是从香槟色、浅到深的青铜色一直到黑色,色调又不完全相同,这与析出颗粒的尺寸分布有关。目前电解着色只有于古铜色、黑色、金***、枣红色几种。
3.电解着色的应用
Sn盐和Sn-Ni混合盐是我国和欧美主要的着色方法,其盐为SnSO4,是利用Sn2 电解还原在阳极氧化的微孔中析出而着色;但Sn2 稳定性差易被氧化成没有着色能力的Sn4 ,因此锡盐着色关键是槽液成分和锡盐稳定性是此工艺的关键,锡盐对杂质不敏感,着色均匀性比较好,对水污染不大。 Ni盐电解着色在日本比较普遍,他常用于浅色系(仿不锈钢色、浅香槟色),他着色速度快,槽液稳定性好 ,但对杂质敏感,目前除杂质设备已成熟,但需要一次性***大。
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