陽極處理
編輯陽極處理是一種電解鈍化工藝,用于增加金屬零件表面自然氧化層的厚度。
該過程稱為陽極氧化,因為要處理的部分形成電解槽的陽極電極。 陽極處理提高了耐腐蝕性和耐磨性,并為油漆底漆和膠水提供了比裸金屬更好的附著力。 陽極氧化膜也可用于多種美容效果,既可以使用可以吸收染料的厚多孔涂層,也可以使用可以增加反射光波干涉效果的透明薄涂層。
陽極處理還用于防止螺紋元件磨損和制造電解電容器的介電薄膜。 陽極膜最常用于保護鋁合金,但也存在用于鈦、鋅、鎂、鈮、鋯、鉿和鉭的工藝。 鐵或碳鋼金屬在中性或堿性微電解條件下氧化時會剝落; 即氧化鐵(實際上是氫氧化鐵或水合氧化鐵,也稱為鐵銹)由缺氧的陽極坑和大的陰極表面形成,這些坑集中了硫酸鹽和氯化物等陰離子,加速了下面的金屬腐蝕。 含碳量高的鐵或鋼(高碳鋼、鑄鐵)中的碳薄片或碳結節可能會產生電解電位并干擾涂層或電鍍。 黑色金屬通常在硝酸中電解陽極氧化,或用發煙硝酸處理,形成堅硬的黑色氧化鐵 (II,III)。 即使在布線上鍍覆并且布線彎曲時,該氧化物仍保持共形。
陽極處理改變表面的微觀織構和表面附近金屬的晶體結構。 厚涂層通常是多孔的,因此通常需要密封工藝來實現耐腐蝕。 例如,陽極氧化鋁表面比鋁更硬,但具有低到中等的耐磨性,可以通過增加厚度或使用合適的密封物質來改善。 陽極膜通常比大多數類型的油漆和金屬電鍍更堅固和更粘附,但也更脆。 這使得它們不太可能因老化和磨損而開裂和剝落,但更容易因熱應力而開裂。
歷史
編輯陽極處理于 1923 年首次用于工業規模,以保護硬鋁水上飛機部件免受腐蝕。 這種早期的基于鉻酸的工藝稱為 Bengough–Stuart 工藝,并記錄在英國國防規范 DEF STAN 03-24/3 中。 它今天仍在使用,盡管它對復雜電壓周期的遺留要求現在已知是不必要的。 這一工藝的變體很快得到發展,xxx個硫酸陽極氧化工藝于 1927 年獲得了 Gower 和 O'Brien 的專利。硫酸很快成為并且仍然是最常用的陽極氧化電解液。
草酸陽極氧化于 1923 年首次在日本獲得專利,后來在德國得到廣泛應用,尤其是建筑應用。 陽極氧化鋁型材在 1960 年代和 70 年代是一種流行的建筑材料,但此后已被更便宜的塑料和粉末涂料所取代。 磷酸工藝是最近的主要發展,迄今為止僅用作粘合劑或有機涂料的預處理。 所有這些陽極氧化工藝的各種專有和日益復雜的變化繼續由工業開發,因此軍事和工業標準的增長趨勢是按涂層特性而不是工藝化學分類。
鋁
編輯鋁合金經過陽極氧化處理以提高耐腐蝕性并允許染色(著色)、改善潤滑或改善附著力。 然而,陽極氧化不會增加鋁制品的強度。 陽極層是絕緣的。
當暴露在室溫下的空氣或任何其他含氧氣體中時,純鋁會通過形成 2 至 3 納米厚的無定形氧化鋁表面層進行自我鈍化,從而提供非常有效的防腐蝕保護。 鋁合金通常會形成較厚的氧化層,厚度為 5-15 納米,但往往更容易腐蝕。

鋁合金零件經過陽極氧化處理,以xxx增加該層的厚度以提高耐腐蝕性。 某些合金元素或雜質會顯著降低鋁合金的耐腐蝕性:銅、鐵和硅,因此 2000、4000、6000 和 7000 系列鋁合金最容易受到影響。
雖然陽極氧化產生非常規則和均勻的涂層,但涂層中的微觀裂紋會導致腐蝕。 此外,涂層在高 pH 值和低 pH 值化學物質的存在下容易發生化學溶解,這會導致涂層剝離和基材腐蝕。 為了解決這個問題,已經開發了各種技術來減少裂縫的數量,將更多化學穩定的化合物插入。
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