铝阳极氧化油墨 铝阳极氧化原理

铝是一种活泼的金属，标准电位-1.66v，在空气中，一层厚度约为0.01～0.1微米氧化膜，这种氧化膜是非晶体的，薄而多孔，耐腐蚀性差。然而，如果将铝及其合金放入适当的电解质中，以铝制品为阳极，在外部电流的作用下，表面产生氧化膜，这种方法称为阳极氧化。
通过选择不同类型、不同浓度的电解质和控制氧化的工艺条件，可以获得具有不同性质、厚度约几十到几百微米的阳极氧化膜，其耐腐蚀性、耐磨性和装饰性得到显著提高。铝和铝合金阳极氧化所用的电解质一般为中等溶解能力的酸性溶液，铅或铝作为阴极，只起导电作用。铝及其合金在阳极氧化时发生以下反应：
2Al--->6e-+2Al3+
阴极发生以下反应：
6H2O+6e---->3H2+6OH-
酸化学溶解铝和氧化膜，反应如下：
2Al+6H+--->2Al3++3H2
Al2O3+6H+--->2Al3++3H2O
氧化膜的生长过程是氧化膜不断生成和溶解的过程。
**段a（曲线ab段落）：形成无孔层。在通电的前几秒到几十秒，铝表面立即形成一层致密、高绝缘的氧化膜，厚度约0.01～0.1微米是一层连续的、无孔的薄膜层，称为无孔层或阻挡层，阻碍了电流的通过和膜层的持续增厚。无孔层的厚度与形成电压成正比，与电解液中氧化膜的溶解速度成反比。因此，曲线ab段的电压由零急剧增加到较大值。
*二段b（曲线bc段落）：多孔层的形成。随着氧化膜的产生，电解液对膜的溶解开始了。由于氧化膜不均匀，在膜较薄的地方会先溶解孔，电解液可以通过这些孔到达铝的新鲜表面，电化学反应可以继续进行，电阻降低，电压降低（较高值的10~15%），膜上有多孔层。
*三段c（曲线cd段)：多孔层增厚。阳极氧化约200s之后，电压进入了一个相对稳定和缓慢的上升阶段。表明无孔层不断溶解形成多孔层，新的无孔层生长，即氧化膜中无孔层的生成速度和溶解速度基本达到平衡，无孔层厚度不再增加，电压变化很小。然而，在这个时候，孔底部氧化膜的生成和溶解并没有停止，它们仍在继续，结果孔底部逐渐移动到金属基体内部。随着氧化时间的延长，孔加深形成孔，孔膜逐渐加厚。当膜的生成速度和溶解速度达到动态平衡时，即使氧化时间延长，氧化膜的厚度也不会增加，应停止阳极氧化过程。阳极氧化特性曲线和氧化膜的生长过程如下图所示。在稀硫酸电解液中，铝及其合金通过直流和交流电进行阳极氧化处理，可获得5~20微米厚、吸附性好的无色透明氧化膜。
硫酸阳极氧化工艺简单，溶液稳定，操作方便，杂质含量范围广，能耗低，成本低，几乎适合铝和各种铝合金加工，在中国得到广泛应用。
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