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陽極氧化通常是在含有2%-10%的電解液,通以直流電或交流電進(jìn)行合金鋁卷陽極化處理。由于對氧化膜的溶解作用比較小,所以,的膜層一般較厚,可達(dá)6um。氧化的反應(yīng)機理基本和體系相同,但膜層性能有所差別。 氧化膜呈淡,具有良好的耐光性,硬度、耐磨性和耐蝕性都優(yōu)于膜。但該法成本較高、電耗大,應(yīng)用受到了一定限制。目前主要用于電氣絕緣、食用鋁質(zhì)器具、日用品、建筑及造船等部門。陽極氧化受電流波形的影響比大,所以,工藝規(guī)范類型也多,幾種典型的工藝規(guī)范如表所示。 目前研究如下:任雅勛在溶液中添加了添加劑,了氧化溫度上限(28℃),降低了氧化電壓(40-60V),且得到的膜層性能也較優(yōu)異.MozalevA研究了鋁在加有NH4F的溶液中的電位一時間曲線,發(fā)現(xiàn)含氟添加物能降低氧化槽壓,但不能氧化效率。 采用二次陽極氧化工藝(re-anong),即在氧化前在溶液中氧化若干分鐘,可以避免零件發(fā)生燒蝕現(xiàn)象,同時還能夠溶液的耐氯離子能力,若在溶液中添加1-5mL/L甲酸,則可以氧化膜中的小白點現(xiàn)象。
另一方面,位錯運動主要是在強度較低的鋁基體相中進(jìn)行,分布于鋁基體相上的高強度的第二相粒子則是位錯運動的主要物。因此,位錯運動過程中遇到第二相粒子時,或者借助Orowan機制繞過這些第二相粒子,或者直接切割過這些第二相粒子,其結(jié)果是導(dǎo)致滑移面上發(fā)生局部強化,使位錯的進(jìn)一步滑移困難。 綜上所述,位錯之間、位錯與第二相之問以及位錯與晶界或亞晶界之間的交互作用均會對位錯運動產(chǎn)生強烈的阻礙作用,這就使得在疲勞變形過程中,必須增大外加載荷才能維持應(yīng)變恒定,導(dǎo)致循環(huán)應(yīng)力增加,即發(fā)生循環(huán)應(yīng)化。 外加總應(yīng)變幅越大,使合金發(fā)生疲勞變形所需要的應(yīng)力也越大,能夠發(fā)生塑性變形的晶粒數(shù)目越多,同時每個晶粒中可以開動的滑移系數(shù)目也增多,因此位錯增殖的速率和位錯之間以及位錯與析出相粒子之間發(fā)生交互作用的幾率也隨之增大,顯然,循環(huán)應(yīng)化也易于發(fā)生。 在位錯不斷增殖的同時,也可以發(fā)生位錯的湮沒,這實際上相當(dāng)于發(fā)生一種位錯回復(fù)過程,它可以通過異 位錯在運動過程中彼此相遇并相互抵消而實現(xiàn),其結(jié)果是導(dǎo)致疲勞變形過程中位錯滑移阻力下降,從而使得位錯滑移所需外加應(yīng)力降低,即產(chǎn)生所謂的軟化效應(yīng)。
一般氧化得到的膜層,氧化得到的膜層顯,鉻酸氧化膜則為灰白色等。電壓、電流行為不同,則能改變金屬氧化行為,極大地改變膜層質(zhì)地和外觀,工藝參數(shù)也能因此而改變。在陽極氧化機理研究中,常規(guī)陽極氧化成膜模型,較常見的有三種模型:場致濟(jì)解模型,臨界電流密度模型及體積理論。 電化學(xué)沉積陶瓷膜過程一般可以分為四個階段,即沉積初始階段、膜層快速增厚階段、膜層增長階段、膜層沉積一濟(jì)解平衡階段。認(rèn)為是在化學(xué)、電化學(xué)及界面焦耳熱的聯(lián)合作用下,鋁/電解質(zhì)濟(jì)液界面形成陰離子凝聚物顆粒在陽極表面沉積、濃縮、高溫脫水和快速冷卻,形成具有特殊結(jié)構(gòu)和性能的非晶態(tài)類陶瓷膜。 總之,鋁及其合金在由成膜土鹽、成膜促進(jìn)劑、成膜添加劑組成的復(fù)合電解液中形成的氧化膜層在成膜過程、膜層結(jié)構(gòu)等方面都與普通陽極氧化存在著差異,同樣與電化學(xué)沉積陶瓷股也存在不同。因此,很有必要對鋁及其合金氧化著色成膜過程進(jìn)行分析和探討。 合金鋁卷廠家選用了灰色氧化著色體系進(jìn)行研究,綜合常規(guī)陽極氧化和電化學(xué)沉積陶瓷膜研究成果,通過分析陽極氧化特性曲線來解析成膜過程,并進(jìn)一步通過分析鋁金屬在硼酸、促進(jìn)劑、添加劑等三個不同體系中伏安特性曲線以及形成膜層的顯微結(jié)構(gòu),對復(fù)合電解液各組分在成膜過程的作用及成膜機理作初步探討。
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