第二章铝阳极氧化及阳极氧化膜基础.pptVIP

第1页，共16页。优选第二章铝阳极氧化及阳极氧化膜基础第2页，共16页。第二章铝阳极氧化及阳极氧化膜基础所谓阳极氧化——即把铝型材作为阳极置于电解液中，利用电解作用在制品表面形成多孔性的氧化薄膜。一、阳极氧化的种类按电流形式分有：直流电阳极氧化、交流电阳极氧化、脉冲电流阳极氧化。按电解液分：硫酸、草酸、磷酸、铬酸、混合酸及以磺基有机酸为主的自然着色阳极氧化。按膜层性质分：普通膜、硬质膜、瓷质膜、光干涉膜*第3页，共16页。二、阳极氧化原理铝氧极氧化的原理实际上就是水电解的原理。阳极：Al－3e→Al3＋6OH－→3H2O＋3O2＋2Al3＋＋3O2－→Al2O3＋热量（399卡）阴极：2H＋＋2e→H2氧化膜的生成规律，可通过氧化过程的电压一时间曲线来详细说明。*第4页，共16页。2、铝合金氧化膜生成过程条件：20%H2SO4水溶液，阳极电流密度DA＝1A/dm2，温度22℃.第5页，共16页。阳极氧化原理图解◎阳极→氧化◎阴极→还原整流器传感器阳极(产品）阳极电解液VA吹风机冷却阴极循环第6页，共16页。第一段（曲线ab段）：在通电十几秒内电压急剧上升，这是由于铝表面形成了连续的、无孔的氧化膜，叫做活性层。由于它具有半导体整流作用，所以又叫阻挡层。第二段（曲线bc段）：当电压达到一定数值后，开始下降，一般比最高值下降10~15%，这是由于电解液对氧化膜的溶解作用所致，使铝表面产生无数微观孔穴，从而保证电流能够顺利通过。*第7页，共16页。第三段（曲线cd）：阳极氧化经过20秒以后，电压下降至一定数值就趋于稳定，然后以缓慢的速度上升。这时无孔层的生成速度和溶解速度达到平衡，其厚度不再增加。但氧化反应并未停止，在每个孔穴底部，活性层通过溶解、再生，随时间延长而向纵深发展最后形成了六梭体蜂窝状氧化膜结构，即多孔质层。活性层厚度约为15×10－9m，针孔内径为10～15×10－9m，壁厚12～15×10－9m，针孔密度大约为4～5亿个/m2，硫酸阳极氧化膜的孔隙率为20~30%。*第8页，共16页。铝阳极上同时发生氧化膜形成过程和氧化膜溶解过程两个反应。成膜过程：2Al+3H2OAl2O3+6H++6e膜溶解过程：Al2O3+6H+2Al3++3H2O*第9页，共16页。氧化膜形貌（放大78000倍）*第10页，共16页。A.通电瞬间,氧和铝有很大亲和力,铝基材迅速形成一层致密无孔的阻挡层,其厚度取决于槽电压。

B.由于氧化铝原子体积大，故发生膨胀，阻挡层变得凹凸不平，造成电流分布不均匀，凹处电阻小，电流大，凸处相反。

C.凹处在电场作用下发生电化学溶解以及H2SO4的化学溶解，凹处逐渐变成孔穴，凸处变成孔壁，阻挡层向多孔层转移。

第11页，共16页。D.多孔膜形成过程：1.阳极氧化初期，电流密度一般均超出临界电流密度，形成均匀的壁垒型膜；2.壁垒型膜逐渐成长。当电流密度低于临界值时，铝离子不能再形成新膜物质，膜的表面暴露在电解液中受到浸蚀；3.进一步阳极氧化，溶液对膜的浸蚀变得不均匀；第12页，共16页。*