铝合金的氧化着色工艺研究

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1、分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文铝合金的氧化着色工艺研究作者姓名：张允典入学年份：2013年9月指导教师：万晔教授学科领域：机械工程（专业学位）申请学位：工程硕士所在单位：机械工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2016年1月答辩委员会主席：孔祥伟答辩委员会组成：孔祥伟李颂华陆峰石怀涛片锦香邓华波魏春雨论文评阅人：硕士研究生学位论文摘要I摘要铝元素是自然界分布最广的金属元素之一，铝材也因其具有众多优点而成为目前使用量最大、使用范围最广的有色金属。铝的表面在自然环境下可以形成一层氧化膜，但是

2、该非晶态的薄膜结构松散，不能提供良好的耐蚀性。阳极氧化处理是最常见的铝表面处理方法之一，能够在铝合金表面形成一层阳极氧化铝薄膜，从而提高表面性能。本文的研究对象是2024铝合金。为了提高2024铝合金的表面性能和美观装饰性，对其表面进行阳极氧化处理，使其表面形成阳极氧化薄膜，再利用薄膜多孔性进行着色处理。本文分别研究了草酸法和硫酸法制备阳极氧化铝薄膜。草酸法中通过改变电流加载方式，研究了恒电流法和恒电位法制备氧化铝薄膜。硫酸法中通过增加实验处理时间，研究了恒电位法制备氧化铝薄膜。通过扫描电子显微镜观察不同实验条件下的氧化铝薄膜表面形貌，利用X射线衍射仪对氧化铝

3、薄膜结构进行表征，采用粗糙度测量仪测量薄膜表面粗糙度。研究结果表明，随实验时间和电流密度增加，样品的阳极氧化程度加深。在阳极氧化过程中采用不同的电流密度和不同的电压加载方式，产生的氧化铝薄膜形貌不同。本文工艺条件下草酸和硫酸法制备出的氧化铝薄膜多孔且为晶态结构。本文还研究了阳极氧化铝薄膜着色和封孔工艺，并对样品进行了性能检测。着色工艺分别研究了镍盐交流电解处理工艺和有机染料吸附着色处理工艺。封闭处理工艺分别研究了沸水封闭处理工艺和镍盐封闭处理工艺。性能检测结果表明，阳极氧化处理能显著提高铝合金表面硬度，阳极氧化后封闭处理工艺不同，氧化膜表面硬度的变化也不相同。

4、此外，阳极氧化处理和氧化膜封孔处理能提高铝合金表面耐磨性和耐蚀性能。关键词：铝合金；阳极氧化；氧化铝；着色；性能测试II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractAluminumisoneofthemostwidelydistributednaturemetalelements.Aluminumanditsalloyarebeingutilizedintheworldduetoanumberofadvantagescomparedwithothermetal.Athinoxidefilmcanformonthesurface

5、ofthealuminumalloyinnaturalenvironment.Butthestructureofthisamorphousfilmisloose,itcouldnotprovidegoodcorrosionresistance.Anodizingcouldgreatlyimprovethecorrosionresistanceanddecorativenessofaluminum.Inordertopreventtheoxidationofaluminumsurface,anodicoxidationisusedfortheprotective

6、treatment.Theresearchobjectofthisthesisis2024aluminumalloy.Anodicoxidationfilmwerepreparedonthesurfaceofthealuminumalloysample,andthecoloringtreatmentwereproceedbymakinguseofporosityofthefilm.Inthisthesis,aluminaoxidefilmswerepreparedbybothoxalicacidanodizingelectrolyteandsulfuricac

7、idanodizingelectrolyte.Inoxalicacidmethod,twodifferentpowersupplyparameters,theconstantcurrentortheconstantpotential,wereusedinoxidationprogresses.Insulfuricacidmethod,differenttestingtimewereusedinoxidationprogresses.Thepreparedaluminumoxidefilmswerecharacterizedwiththehelpofscanni

8、ngelectronmicroscop