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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(jī)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(gè)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(gè)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(jī)理作初步探討。
鋁卷生產(chǎn)廠家談合金的變質(zhì)和細(xì)化晶粒早在20世紀(jì)50年代,和美國等國的科學(xué)家就Al-Si合金的變質(zhì)處理進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)對Al-Si共晶體變質(zhì)有效的元素共有18種,但從經(jīng)濟(jì)性、工藝性以及對環(huán)境的污染程度等因素考慮,。 近年來,關(guān)于稀土的變質(zhì)作用和變質(zhì)機(jī)理研究得較多。20世紀(jì)8o年代初期,就稀土對Al-Si共晶合金的變質(zhì)效果進(jìn)行了研究,不同稀土元素的變質(zhì)效果不同,變質(zhì)作用強(qiáng)的稀土元素是Eu,其次是La,再次是Ce,Pr,Nd和混合稀土,而在具體實(shí)驗(yàn)條件下E:和Y則幾乎沒有變質(zhì)作用。 長期的研究表明稀土元素是一種良好的長效變質(zhì)劑,并且具有重熔性。例如,含0.056wt.%La的變質(zhì)合金,經(jīng)反復(fù)熔化一凝固10次,每次取樣進(jìn)行金相檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)仍有變質(zhì)效果,化學(xué)分析發(fā)現(xiàn)La的濃度尚有0.035wt.%,仍處于變質(zhì)范圍之內(nèi)。 每種稀土元素變質(zhì)劑都具有其變質(zhì)的范圍和含量,且在不同的合金中變質(zhì)的效果是不同的。稀土元素可以增加液態(tài)金屬結(jié)晶中心、增加表面張力、增加過冷度,在析出相或生長相的表面生成一層吸附膜,阻礙晶粒繼續(xù)長大,達(dá)到細(xì)化晶粒的目的。
在反復(fù)的過程中,晶粒細(xì)化的一般過程為:首先,晶粒被粉碎成一系列具有小角度界面的亞晶,亞晶沿著一定方向拉長形成帶狀組織,亞晶帶寬度一般為幾微米或亞微米;然后,亞晶被繼續(xù)破壞,開始出現(xiàn)部分具有大角度界面的等軸晶組織;后,亞晶帶消失,顯微組織主要為具有大角度晶界的等軸晶組織。 鋁卷廠家談等通道轉(zhuǎn)角對對顯微組織的作用等通道轉(zhuǎn)角對于純金屬、合金、金屬間化合物等具有顯著的晶粒細(xì)化效果,可以0.2一0.3um尺寸的超細(xì)等軸晶組織。研究各工藝路線對晶粒細(xì)化的作用應(yīng)綜合考慮剪切面、晶體結(jié)構(gòu)和變形織構(gòu)間相互作用,因?yàn)橄噜彽来伍g剪切面的夾角今隨著工藝路線的不同而變化。 以純鋁為例,路徑Bc比A、C路徑更容易等到等軸晶粒,而路徑A比Bc和A路徑更容易的到大角度晶界,而細(xì)化晶粒的效果是路徑Bc哪。對于密排六方結(jié)構(gòu)的鎂和鎂合金,由于其主滑移發(fā)生在(000晶面,而在1120晶向是鎂的易滑移方向,所以對于鎂合金,為快的晶粒細(xì)化效果,應(yīng)采用路徑Bc。 例如,透射電鏡可觀察到等通道轉(zhuǎn)角Al一Cu一0.SZr等軸晶組織的擴(kuò)展厚度消失形貌,而該形貌在退火后消失;這種擴(kuò)展與晶界處存在大量的彈性應(yīng)變和晶體點(diǎn)陣的扭轉(zhuǎn)有關(guān),且測定了ECAP純Cu的晶界附近的彈性應(yīng)變,結(jié)果表明這。
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(jī)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(shí)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(shí)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(diǎn)現(xiàn)象。點(diǎn)擊查看鑫合鋁業(yè)(建鄴區(qū)分公司)的【產(chǎn)品相冊庫】以及我們的【產(chǎn)品視頻庫】
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