铝的阳极氧化实验报告(添加剂)
铝的阳极氧化实验报告

铝的阳极氧化实验报告铝的阳极氧化及表面着色——甘油添加剂对氧化膜性能的影响摘要:本实验探讨了在铝的阳极氧化实验中,不同浓度的甘油添加剂下铝形成的氧化膜的性能,包括着色、耐腐蚀性、绝缘性以及氧化膜的厚度。
得出了随着甘油添加剂浓度的增大,铝表面的氧化膜厚度增加以及在添加剂浓度为5mL/L时着色效果最好等的结论。
关键词:铝的阳极氧化氧化膜甘油添加剂Abstract:This study investigated the anodic oxidation of aluminum experiments, at different concentrations of glycerol additive of aluminum oxide film formation properties, including color, corrosion resistance, insulation and the thickness of oxide film. Obtained with the concentration of glycerol additive increases, the aluminum surface of the oxide film thickness and concentration of glycerol additive of 5mL/L and so when the conclusions of the best coloring.Keywords : the Anodic of Aluminum; Oxide film; the Glycerol Additive1研究进展近十年来,我国的铝氧化着色工艺技术发展较快,很多工厂已采用了新的工艺技术,并且在实际生产中积累了丰富的经验。
已经成熟和正在发展的铝及其合金阳极氧化工艺方法很多,可以根据实际生产需要,从中选取合适的工艺。
铝的阳极氧化和着色实验报告

铝的阳极氧化和着色实验报告铝是一种重要的金属,在工业生产和日常生活中都有广泛的应用。
由于其优异的物理和化学性质,铝在制造航空器、汽车、建筑材料、耐用家具等方面都有重要的地位。
然而,铝的表面容易被氧化,降低其物理化学性能和美观度。
为了改善铝材的表面性能和美观度,可以采用阳极氧化和着色技术,将铝材表面形成一层氧化膜,并在此基础上着色。
实验目的:1. 了解铝的阳极氧化和着色原理;2. 掌握阳极氧化和着色实验的基本操作技能。
实验原理:阳极氧化是一种利用铝的阳极在特定条件下与电解质反应形成一层致密的氧化膜的过程。
氧化膜的形成与电解液、电解条件、铝材的成分和表面处理方式等因素有关。
一般情况下,采用硫酸、氧化铬等强氧化性电解液或有机酸盐、有机物等的复合电解液,配以适当的温度、电压和电流密度等条件,即可形成良好的氧化膜。
阳极氧化后,得到的氧化铝膜表面一般呈白色或灰色,不仅可以保护铝基体不被进一步氧化,还具有一定的耐磨、耐腐蚀和绝缘性能。
此外,氧化膜的厚度和孔隙度对其物理化学性能影响较大,可以通过调节电解条件来达到不同的氧化膜厚度和孔隙度。
着色是在阳极氧化膜的表面形成一层有机颜料膜,通过吸附、渗透和化学反应等机制,使得阳极氧化膜呈现出各种颜色。
着色方法主要有三种:金属着色法、电解着色法和有机着色法。
其中,电解着色法是最为常用的一种方法。
在电解液中加入一定颜料的阳离子,将阳离子还原成相应的颜色物质并沉淀在氧化铝孔道中,从而实现对氧化膜颜色的控制和改变。
实验步骤:1. 清洗铝材表面:首先用砂纸将铝材表面磨光,去除表面氧化层和污渍,然后用丙酮或乙醇去除表面油脂和灰尘,进行彻底的清洗。
2. 离子池制备:将硫酸等电解液加入离子池中,调节电解液浓度和温度,使其符合实验要求。
离子池的选择应根据氧化膜厚度和孔隙度要求,以及实验目的来确定。
3. 阳极氧化:将清洗干净的铝材缓缓放入离子池中,连接正极,采用直流电源进行阳极氧化。
调节电流密度、电压和电解时间,控制氧化膜厚度和孔隙度。
铝的阳极氧化染色实验报告

铝的阳极氧化染色实验报告【实验名称】铝的阳极氧化染色。
【实验目的】对铝进行阳极氧化,并进行染色处理。
【实验原理】以铝或铝合金制品为阳极,置于电解质溶液中进行通电处理,使其表面形成氧化膜,这样形成的氧化膜比在空气中自然形成的氧化膜耐蚀能力更好。
氧化膜具有较强的吸附性,利于进行染色处理。
经过阳极氧化后,铝制品的耐蚀性、耐磨性和装饰性都有明显的改善和提高。
(1)阳极氧化原理以铝或铝合金制品为阳极,硫酸为电解质溶液进行通电处理,铝被氧化形成无水的氧化膜。
阴极:2H+ + 2e-= H2↑阳极:2Al + 3H2O – 6e-= Al2O3 + 6H+氧化膜在生成的同时,又伴随着氧化膜被溶解的过程。
Al2O3 + 6H+ =2Al3+ + 3H2O溶解出现的孔隙使铝与电解液接触,又重新氧化生成氧化膜,循环往复。
控制一定的工艺条件(硫酸浓度和温度等)可使氧化膜形成的速率大于氧化膜溶解的速率,利于氧化膜的生成。
(2)着色原理铝的阳极氧化膜多孔隙,对染料有良好的物理吸附和化学吸附性能,在铝阳极氧化膜上进行浸渍着色或电解着色,可达到耐蚀和装饰目的。
无机盐着色:将制品依次浸入两种无机盐溶液中,两种无机盐在氧化膜孔隙内反应生成有颜色的无机盐并沉积在孔隙中。
有机染料着色:阳极氧化膜对染料有物理吸附作用,有机染料官能团与氧化膜也会发生络合反应。
有机染色色种多且色泽艳丽,但耐磨、耐晒、耐光性能差。
(3)封闭原理铝阳极氧化膜必须进行封闭处理。
沸水法是常用的封闭方法。
在沸水中,氧化膜表面及孔壁的无水氧化膜水化,形成非常稳定的水合结晶膜,从而达到封闭孔隙的目的。
Al2O3 + H2O=Al2O3·H2O此外还有蒸汽封闭法、盐溶液封闭法和填充有机物封闭法等。
本实验将铝以硫酸为电解质溶液进行阳极氧化,用硫代硫酸钠溶液和高锰酸钾溶液进行浸渍着色,用沸水法封闭。
【实验用品】铝片、铜片、氢氧化钠、硫酸、高锰酸钾、硫代硫酸钠、水、天平、量筒、烧杯、玻璃棒、水槽、直流电源、电流表、鳄鱼夹、导线、砂纸。
铝的阳极氧化和着色华南师范大学物化实验

铝的阳极氧化和着色(华南师范大学物化实验)————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:ﻩ华南师范大学实验报告铝的阳极氧化和着色——添加柠檬酸对氧化膜性能的影响摘要铝及铝合金具有密度小、比强度高、导电和导热性好、成型容易等优点,是一种综合性能优良的轻金属材料。
目前,铝材在航空航天工业及建筑材料、交通工具、电子产品等领域中得到广泛使用。
另外由于铝所形成的氧化膜存在均匀的孔隙,可用于有机染料进行染色处理,孔径大小不同的氧化铝膜可应用于不同的领域。
使铝表面氧化的电化学工艺称为铝的阳极氧化,因此对改善阳极氧化膜性能的因素研究显得非常重要。
而在电解液中添加添加剂,可明显改善氧化膜性质,如硬度、厚度和耐蚀性能等。
本次探究以柠檬酸添加剂作为研究对象,探究其对阳极氧化铝绝缘性能、耐腐蚀性能以及着色能力的影响。
实验探究发现,往电解液中添加柠檬酸,可有效增加氧化膜厚度,并提高阳极氧化铝的绝缘性能和耐腐蚀性,但着色效果很差,几乎不能着色。
关键词:阳极氧化;柠檬酸;添加剂;绝缘性能;耐腐蚀性;着色;AbstractAluminumand aluminumalloy, whichhave strong advantages in low density, high strength and excellent quality in conduc ting electricityandheat,is a kind of integratedlight metal mat erialwith excellent performance.Currently, thealuminum m aterial are widelyused in the aerospace industry,construction materials, transport,electronicsand other fields.Thefilm of the Alumina formed bythe presence ofporosityapertures so that itcan beusedfortheorganic dye. Alumina filmwith different sizes of aperture can be applied to different areas.Thecr afts to oxideofthe aluminum surface inelectricity way iscalledaluminum anodic oxide and it is verysignificant forresea rchers to studydeeper. Based on the formerstudy, when adding the additivein the electrolyte, thefilmproperties can besignificantly improve, such as hardness, thickness and corrosion resistance.The inquiry took citric acidas theadditive, exploreits impactonanodized aluminum insulation properties,corrosion resistance and coloringcapabilities.It found thatthe additionof citricacid totheelectrolyte solutioncaneffectivelyincreasethe thickness,theinsulatingproperties and corrosion resistance of the oxidefilm, but thecoloring propertyis poor,hardlycolored.Keywords:anodizing;Citric acid;Additive;insulation function;Corrosionresistance;Colorationfunction一、研究进展1.1阳极氧化膜研究进展综述影响阳极氧化膜性能参数的主要因素包括有电解液种类、阳极氧化电压、电流密度、氧化温度、氧化时间和铝合金成分等。
铝阳极氧化剂

铝阳极氧化剂铝阳极氧化剂是一种常用于铝制品表面处理的化学物质。
在铝阳极氧化过程中,通过将铝制品浸泡在含有氧化剂的电解液中,可以形成一层致密的氧化铝膜,提高铝制品的表面硬度和耐腐蚀性能。
铝阳极氧化剂的主要成分是硫酸或硫酸盐溶液,其中掺有少量的其他添加剂。
硫酸在铝阳极氧化过程中起到腐蚀铝表面的作用,使其形成氧化铝膜。
在溶液中添加一些有机酸、表面活性剂等辅助剂,可以调节溶液的酸碱度和表面张力,提高阳极氧化的效果。
铝阳极氧化剂的工艺过程主要包括预处理、阳极氧化和后处理三个步骤。
首先,需要对铝制品进行清洗和去污处理,以去除表面的油污和杂质。
然后,将铝制品放入电解槽中,作为阳极,与阴极(一般为铅)一起通过电流进行电解。
在电解过程中,阳极氧化剂中的硫酸会与铝表面发生化学反应,生成氧化铝膜。
最后,对氧化铝膜进行密封处理,以提高其耐腐蚀性和耐磨性。
铝阳极氧化剂的应用非常广泛。
首先,它常用于制造航空航天、汽车、电子等领域的铝制品。
氧化铝膜能够提高铝制品的表面硬度和耐磨性,使其具有更好的抗腐蚀性能。
其次,铝阳极氧化剂还可以用于制备装饰性铝制品。
通过控制阳极氧化的工艺参数,可以使氧化铝膜呈现出不同的颜色和光泽,从而实现不同的装饰效果。
此外,铝阳极氧化剂还可以用于改善铝制品的润滑性能,提高其耐磨性和摩擦性能。
在使用铝阳极氧化剂时,需要注意一些问题。
首先,应选择合适的电解液和工艺参数,以确保氧化铝膜的质量和性能。
其次,应控制好电解过程中的电流密度和电解时间,避免出现膜层过厚或不均匀的情况。
此外,还应注意处理后的铝制品的质量检验和包装,以确保产品的质量和使用效果。
铝阳极氧化剂是一种重要的铝制品表面处理化学物质。
通过阳极氧化的工艺,可以形成致密的氧化铝膜,提高铝制品的表面硬度、耐腐蚀性和装饰性能。
在使用过程中,需要注意选择合适的电解液和工艺参数,确保处理后的铝制品具有良好的质量和使用效果。
铝阳极氧化剂的应用将进一步推动铝制品在各个领域的发展和应用。
阳极氧化检测报告

阳极氧化检测报告一、引言阳极氧化是一种常见的金属表面处理技术,通过对金属进行电化学腐蚀来形成一层氧化层,从而提高金属的耐腐蚀性、硬度和装饰性。
在不同的应用领域中,阳极氧化的质量检测和评估显得尤为重要。
本报告旨在对阳极氧化的质量进行检测,并提供评估报告,以便有效的监控和改进阳极氧化工艺。
二、试验目的本次试验的目的是对经过阳极氧化处理的金属样品进行质量检测,验证阳极氧化工艺是否符合要求,并评估其质量特性。
三、试验方法1. 样品选择:在试验中选择了经过阳极氧化处理的铝合金样品。
2. 表面硬度测试:采用硬度计在样品表面随机选择5个点进行测试,记录其硬度值。
3. 腐蚀性测试:将阳极氧化后的样品浸泡在腐蚀液中,观察其表面是否出现腐蚀现象,并记录时间。
4. 厚度测量:采用显微镜对样品的氧化层厚度进行测量,选择样品表面随机的5个点,取平均值作为厚度。
5. 表面质量检测:使用裸眼检查样品表面是否存在脱落、气孔或其他缺陷,并记录结果。
四、试验结果1. 表面硬度测试:样品A的平均硬度为150HV,样品B的平均硬度为160HV,样品C的平均硬度为155HV,符合硬度要求。
2. 腐蚀性测试:样品A在腐蚀液中浸泡15分钟后未出现腐蚀现象,样品B在腐蚀液中浸泡20分钟后出现少量腐蚀,样品C在腐蚀液中浸泡10分钟后未出现腐蚀现象,符合腐蚀性要求。
3. 厚度测量:样品A的氧化层厚度为12μm,样品B的氧化层厚度为10μm,样品C的氧化层厚度为12.5μm,符合厚度要求。
4. 表面质量检测:在裸眼检查中,未发现样品表面有脱落、气孔或其他缺陷。
五、结果分析根据试验结果,经过阳极氧化处理的样品表面硬度、腐蚀性、厚度和表面质量均符合要求,说明阳极氧化工艺在当前条件下可稳定实现。
六、评估报告根据试验结果,阳极氧化工艺在样品表面硬度、腐蚀性、厚度和表面质量方面均符合要求。
然而,可以进一步改进的地方是在腐蚀性方面,样品B出现了少量的腐蚀现象,可能是由于工艺参数的调整或腐蚀液配方的优化可以减少腐蚀现象的发生。
阳极氧化铝附着力促进剂

阳极氧化铝附着力促进剂阳极氧化铝附着力促进剂是一种用于提高阳极氧化铝表面附着力的添加剂。
阳极氧化铝是一种重要的表面处理工艺,可在铝材表面形成一层氧化膜,提高铝材的耐腐蚀性和耐磨性。
然而,由于铝材表面的微观凹凸不平,导致氧化膜附着力较低,容易脱落。
为了解决这一问题,研究人员开发出了阳极氧化铝附着力促进剂。
阳极氧化铝附着力促进剂是一种能够在阳极氧化过程中与铝材表面发生化学反应的物质。
它可以与铝材表面形成一层致密的化合物或者物理结构,增加氧化膜与铝基体的结合力。
这种附着力促进剂通常是有机物或无机物,具有较高的化学活性和亲和力。
在阳极氧化铝过程中,附着力促进剂首先与铝材表面发生反应,形成一层化学键或物理结构。
这种化学键或物理结构能够有效地提高氧化膜的附着力。
同时,附着力促进剂还能够改变阳极氧化过程中的电流密度分布,使得氧化膜更加均匀和致密。
这样一来,氧化膜与铝基体的结合力得到显著提高,附着力也得到增强。
阳极氧化铝附着力促进剂的添加方法有多种。
一种常见的方法是将附着力促进剂加入到阳极氧化溶液中,与铝材同时进行氧化反应。
另一种方法是在氧化后对铝材进行后处理,将附着力促进剂涂覆在氧化膜表面。
这样可以进一步增强氧化膜的附着力。
此外,还可以通过改变阳极氧化的工艺参数,如电流密度、温度和氧化时间等,来调节附着力促进剂的效果。
阳极氧化铝附着力促进剂的研究和应用已经取得了显著的成果。
通过添加适量的附着力促进剂,可以大大提高阳极氧化铝的附着力,减少氧化膜的脱落。
这对于提高铝材的使用寿命和功能性能具有重要意义。
此外,附着力促进剂还可以调节氧化膜的颜色和外观,使得阳极氧化铝具有更多的应用领域。
阳极氧化铝附着力促进剂是一种有效的提高阳极氧化铝表面附着力的添加剂。
它能够与铝材表面发生化学反应,形成致密的化合物或者物理结构,增加氧化膜与铝基体的结合力。
通过合理添加附着力促进剂,可以显著提高阳极氧化铝的附着力,改善铝材的耐腐蚀性和耐磨性。
铝的阳极氧化实验报告

铝的阳极氧化实验报告铝的阳极氧化实验报告引言:阳极氧化是一种常见的金属表面处理方法,通过电解在金属表面形成一层氧化膜,提高金属的耐腐蚀性和硬度。
本文将介绍铝的阳极氧化实验,包括实验步骤、实验结果和讨论。
实验步骤:1. 实验准备:准备所需材料:铝片、氧化电解液、电源、导线、试管等。
清洗铝片:用去离子水清洗铝片表面,去除杂质。
准备电解槽:将氧化电解液倒入试管中,放入电解槽中。
2. 实验操作:将铝片用导线连接到电源的阳极,将另一根导线连接到电源的阴极。
将铝片浸入氧化电解液中,确保铝片完全浸泡。
打开电源,设定适当的电压和电流。
进行电解反应,观察铝片表面的变化。
实验结果:经过一定时间的电解反应,观察到以下结果:1. 铝片表面出现氧化膜:铝片表面逐渐形成一层氧化膜,颜色从银白色变为深灰色。
2. 氧化膜厚度增加:随着电解时间的增加,氧化膜的厚度逐渐增加。
3. 氧化膜颜色变化:氧化膜的颜色随着电解时间的增加而变化,从深灰色逐渐转变为深褐色。
讨论:1. 形成氧化膜的机制:阳极氧化过程中,铝片表面的氧化反应使铝原子失去电子,形成氧化铝。
氧化铝在电解液中形成氧化膜,并随着电解时间的增加逐渐增厚。
2. 氧化膜的特性:氧化膜具有良好的耐腐蚀性和硬度,可以提高铝片的使用寿命和耐久性。
氧化膜的颜色变化与其厚度和孔隙结构有关。
3. 实验参数的影响:实验中,电解时间、电压和电流是影响氧化膜特性的重要参数。
适当调整这些参数可以控制氧化膜的厚度和颜色。
4. 应用前景:阳极氧化广泛应用于铝材的表面处理,例如航空航天、建筑材料和电子产品等领域。
通过控制氧化膜的特性,可以使铝材适应不同的环境和用途要求。
结论:通过铝的阳极氧化实验,我们观察到了铝片表面氧化膜的形成过程和特性变化。
阳极氧化是一种有效的金属表面处理方法,可以提高铝材的耐腐蚀性和硬度。
未来的研究可以进一步探索氧化膜的形成机制和优化实验参数,以满足不同领域对铝材的需求。
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铝的阳极氧化和着色——添加剂甘油对氧化膜性能的影响09化4 20092401099摘要:铝的阳极氧化膜性能受到诸多因素的影响,主要包括电流密度、硫酸浓度、氧化时间、添加剂等。
本文主要探讨了其它因素选择文献最优值的情况下,添加剂甘油对铝的阳极氧化的影响,并对氧化膜进行有机着色、氧化膜厚度测定和氧化膜绝缘性、耐腐蚀性进行表征。
关键词:铝氧化膜添加剂甘油Abstract:Anodic aluminum oxide film properties affected by many factors, including current density, sulfuric acid concentration, oxidation time, additives and other factors. This paper discusses the literature of other factors that select the optimal value of the case, the additive of glycerin on anodic oxidation of aluminum.And the oxidation film organic coloring, oxidation film thickness measurement and oxidation film insulation, corrosion resistance characterizedKeywords:Aluminum Oxide film Additive Glycerin1 研究进展铝由于其比重小,加工性能好,导电、热性能优良,塑性好,抗大气腐蚀能力强,易于成形,价格便宜等优点在轻工,建材,航天等领域广泛应用。
铝在空气中可自然形成一层氧化膜,起到一定的防护作用,但这种在空气中自然形成的膜性能并不足以真正地保护铝基体。
因而人们研究了各类方法以制得性能优良的氧化膜,阳极氧化法是其中最为常用的一种。
阳极氧化膜不仅具有良好的力学性能、很高的耐蚀性,同时还具有较强的吸附性,可对其进行着色处理获得诱人的装饰外观。
铝阳极氧化的方法可以根据是电解液的不同分为硫酸法、草酸法、铬酸法、磷酸法、有机酸法和混合酸法等。
阳极氧化使用的电源从开始时的直流电,发展到交流电、交直流叠加、方波脉冲电源等。
用硫酸配电解液直流电进行阳极氧化,是最为经典的方法,此法具有工艺简单、溶液稳定、操作简便和成本低等优点。
硫酸具有强导电性,所以氧化时所需的电压低,而且它对新生成的氧化膜有较强的溶解作用,不宜长时间通电,通电10-15min即可获得厚度为5-20μm的氧化膜,膜的硬度高、孔隙多、吸附力强、易着色,将孔隙封闭后有较高的抗蚀能力。
用硫酸配电解液直流电进行阳极氧化时,铝的阳极氧化膜性能受到诸多因素的影响,主要包括电流密度、硫酸浓度、氧化时间、添加剂等。
随着工业的发展,传统的阳极氧化法已不能满足人们的需要,因此改善阳极氧化铝膜的性能成为当今研究领域的一个焦点,添加剂法是其中最简单易行的方法。
本文探讨了甘油添加剂对氧化膜的性能的影响。
2 实验部分2.1 实验原理2.1.1铝的阳极氧化将铝制品作阳极,以硫酸、铬酸、磷酸、草酸等为电解液进行阳极氧化,可形成较厚的氧化膜,膜的主要成分是Al2O3,其反应历程比较复杂.现在以Al为阳极, Pb为阴极,H2SO4溶液为电解质介绍其反应原理.电解时的电极反应为:阴极: 2H+ + 2e- → H2↑阳极: Al - 3e-→ Al3+Al3+ + 3H2O → Al(OH)3 + 3H+Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O (氧化膜形成 )阳极上的Al被氧化,且在表面上形成一层氧化铝薄膜的同时,由于阳极反应生成的 H+和电解质H2SO4中的H+都能使所形成的氧化膜发生溶解:Al2O3 + 6H+ →Al3+ + 3H2O在硫酸电解液中阳极氧化,作为阳极的铝制品,在阳极化初始的短暂时间内,其表面受到均匀氧化,生成极薄而又非常致密的膜,由于硫酸溶液的作用,膜的最弱点(如晶界,杂质密集点,晶格缺陷或结构变形处)发生局部溶解,而出现大量孔隙,即原生氧化中心,使基体金属能与进入孔隙的电解液接触,电流也因此得以继续传导,新生成的氧离子则用来氧化新的金属,并以孔底为中心而展开,最后汇合,在旧膜与金属之间形成一层新膜,使得局部溶解的旧膜如同得到“修补”似的.影响氧化膜形成的因素有:①电解液的浓度;②阳极电流密度;③电解槽温度;④氧化时间;⑤添加剂不杂质的影响。
另外,搅拌、电流波形等外界条件也会对氧化膜的性质、外观等产生影响。
本实验根据实验室条件和课时安排,选取条件5进行氧化膜质量的探讨。
并从绝缘性能、耐腐蚀性实验、测定氧化膜厚度几方面粗略地检验氧化膜的性能。
2.1.2铝氧化膜的着色由于氧化膜表面是由多孔层构成且比表面积大,具有很高的化学活性,因而可以对氧化膜进行表面着色。
①浸渍着色(翠绿着色)氧化膜对翠绿色有机着色液的物理吸附和化学吸附,其化学吸附是指氧化铝与有机着色液官能团发生络合反应。
②电解着色(CuSO4电解液)以已经阳极氧化好的铝片为阴极,铅网为阳极,电解CuSO4溶液:阴极:Cu2++2e-→Cu阳极:H2O-2e-→1/2O2+2H+已经氧化好的铝片作为阴极,电解时生成致密均匀的Cu附着在其表面,形成紫红色铜膜。
影响着色的因素有:①氧化膜质量好坏;②着色液的种类、浓度及处理条件。
2.1.3氧化膜的封闭处理氧化膜的表面是多孔的(约为7~9亿个/cm2),在这些孔隙中可吸附染料,也可吸附结晶水。
由于吸附性强,如不及时处理,也可能吸附杂质而被污染,所以要及时进行填充处理,从而提高多孔膜的强度等性能。
封闭处理的方法很多,如沸水法、高压蒸气法,浸渍金属盐法和填充有机物(油、合成树脂)等。
众多方法中应用最广的是沸水法。
沸水法是将铝片放入沸水中煮,其原理是利用无水三氧化铝发生水化作用。
沸水封闭时,水的pH应控制在4.5~6.5之间,时间一般为10min,煮沸后取出,放入无水酒精中数秒后晾干。
沸水法是将铝片放入沸水中煮,其原理是利用无水三氧化二铝发生水化用.Al2O3 + H2O → Al2O3gH2OAl2O3 + 3H2O → Al2O3g3H2O由于氧化膜表面和孔壁的A12O3水化的结果,使氧化物体积增大,将孔隙封闭。
沸水封闭时,水的pH要控制好,pH值太高会造成“碱蚀”。
煮沸用水为去离子水,时间一般为10min,煮沸后取出,放入无水酒精中数秒后再晾干。
2.2 实验方案设计2.2.1 探讨因素在固定其他因素为最佳条件(电解液浓度:20 %,电流密度:15 mA/cm2,氧化时间:20 min)的前提下,探讨阳极氧化时添加剂的影响,以甘油为添加剂:甘油浓度分别控制在0mL/L, 5mL/L,10 mL/L。
根据所用硫酸电解液的体积量计算出所需添加的甘油的量分别为0mL、1.0mL、2.0mL。
其他条件取最佳值。
2.2.2 表征手段①着色:对三个不同浓度添加剂下进行阳极氧化过的铝片分别进行翠绿着色10min,并作封闭处理;②氧化膜厚度测定:对三个不同浓度添加剂下进行阳极氧化过的铝片分别作氧化膜厚度测定,测定公式为:(m i-m s)×104δ=ρA式中,δ为膜的厚度,μm;m i为成膜后铝片的质量,g;m s为退膜后铝片的质量,g;ρ为氧化膜的密度,2.7g/cm3;A为膜表面积,cm2。
③绝缘性检测:使用万用电表测量其电阻。
④耐腐蚀性检测:在铝的表面滴一滴重铬酸钾的盐酸溶液,观察气泡产生与液滴变绿的时间。
2.2.3 所需仪器药品(1)电极与试剂①电极:铝片(1cm×3cm,9片),铅网;②铝片表面预处理试剂:去污粉,氢氧化钠溶液(3mol/L),硝酸溶液(2mol/L);③电解液:20%的硫酸(质量分数);④着色试剂:染料酸性元青、酸性大红,直接耐晒翠绿,活性艳橙;电解着色可用五水硫酸铜,硫酸镍;⑤溶膜液(磷酸和CrO3)组成:CrO315g;H3PO430cm3;H2O20cm3⑥耐腐蚀检测液⑦添加剂:甘油(2)仪器电解槽;温度计;搅拌器(普通搅拌器); WLS稳流电源;分析天平;其它:镊子,万用电表,电炉,电吹风等2.3 实验步骤2.3.1铝片的预处理(1)铝片的裁剪:剪下3组(3片/组)共9片1cm×3cm左右的铝片;(2)铝片的清洗:①碱洗:3mol/L的氢氧化钠溶液浸洗30s;②酸洗:2mol/L的硝酸溶液浸洗1min;③水洗:去离子水清洗,洗后将铝片保存在去离子水中。
2.3.2铝片的阳极氧化在最佳工艺条件:电解液浓度:20%,电流密度:15 mA/cm2,氧化时间:15 min(在前5分钟,电流密度都要控制在5mA/cm2 以下),在电解液中添加甘油溶液。
(甘油0mL/L, 5mL/L,10 mL/L。
)2.3.3铝片的有机染料浸渍着色(1)分别取第1、2、3组阳极氧化完毕的铝片各一片,经自来水、去离子水冲洗干净后,放入翠绿着色液中着色10min;(做三次实验,分别着色30min、20min、10min)(注意无需对着色液进行任何调整)。
(2)将着色后的铝片表面染料冲洗干净,放入沸水中进行封闭处理10min。
2.3.4铝片的膜厚测定(1)分别取第1、2、3组阳极氧化完毕的铝片各一片,洗净后吹干,用分析天平称重并记录m i;CrO)组成)中煮10 min;(2)溶膜处理:将铝片分别浸于60度左右的溶膜液(磷酸和3(3)取出铝片用水冲洗、吹干后用天平称出退膜后铝片的质量m s;(4)分别计算第1、2、3组铝片的膜厚δ值。
2.3.5铝片的绝缘性与耐腐蚀性表征将剩下的1片氧化后的铝片洗干净以后水封10分钟,取出,用万用表测定铝片表面任意两点间电阻;然后在铝的表面滴一滴耐腐蚀液、观察并记录气泡的时间和溶液变绿色的时间。
如果大于30min无现象证明膜很致密,可不再跟踪时间。
3 结果与讨论3.1 实验结果(包括数据处理,现象描述)3.3.1铝片的预处理(1)铝片的裁剪:剪下3组(3片/组)共9片1cm×3cm左右的铝片:(2)铝片的清洗:观察到酸洗和碱洗过程中都有大量气泡产生;经清洗后的铝片表面变洁净呈银白色金属光泽3.3.2铝片的阳极氧化表1 阳极氧化铝片、电解液以及电流数据观察到阳极氧化后的铝片表面金属光泽消失,呈浅白色,;三组氧化后的铝片在色泽上无明显区别,所得的铝氧化膜表面均匀细致3.3.3铝片的着色情况铝片着色后整体呈翠绿色且光泽好,但有少量划痕。
第1组(0mL/L)铝片颜色为翠绿色,2(5mL/L)组、3(10mL/L)组铝片颜色较亮。