铝片阳极氧化物薄膜的制

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1、铝片阳极氧化物薄膜的制备一、实验目的1．了解阳极氧化处理的原理及特点。2．掌握铝阳极氧化薄膜的制备方法。二、实验原理轻金属材料质量轻、导电导热性能好，但这些材料的耐蚀性能差，容易产生晶间腐蚀，并且耐磨性也比较低。通过阳极氧化处理，可在其表面生成一层厚度达几十到数百微米的氧化膜。根据不同的用途，阳极氧化膜可赋予表面防护、装饰性、耐磨性、绝缘、隔热、光学性能等。铝合金的阳极氧化技术应用最广，本实验以铝合金为例，加深并理解阳极氧化的工艺原理。铝阳极氧化的电解液中必须有含氧阴离子的存在。当接通电流之后，在铝

2、表面上首先发生阳极溶解，溶解了的再与含氧酸根离子作用，即：其中，R为二价含氧酸根离子。铝的阳极化成膜过程，必定伴随着氧化物膜的有限化学溶解，这是在铝上形成具有一定厚度的阳极化膜的条件。也就是说，没有氧化物膜的溶解，就不会有氧化物膜的增厚。这是因为这层氧化物膜是由铝基体表面参与成膜反应转化而致，因此，若没有氧化物膜的溶解，就会形成阳极钝化，因而也就阻止了电解液与基体表面的接触，以致氧化物膜停止生成。硫酸阳极氧化，溶液成分简单、稳定，允许杂质含量范围较大，操作方便。除不适于阳极氧化的疏松较大的铸件、点焊

3、件或铆件或铆接组合件外，其他所有铝及其合金都适用。硫酸阳极氧化在铝及其合金表面上形成的膜层是五色的，厚度为5～20μm，硬度较高，吸附能力强，易于染色，经过封闭处理之后具有较高的抗蚀能力。三、实验设备及材料1．实验设备：稳压电源，千分尺，分析天平，秒表，可变电阻，温度计，烧杯，炭精棒等。2．实验材料：铝片，铅板，硫酸（），氢氧化钠（），等1.直流恒温电源2.精密毫安表3.铝试片（阳极）4.烧杯（电解槽）5.阴极铅板6.控温电偶7.恒温槽8.磁子9.恒温磁力搅拌器实验装置图3四、实验内容及步骤步骤：化

4、学除油→水洗→蚀洗处理→水洗→化学抛光→水洗→硫酸阳极氧化→水洗→染色→水洗→沸水封闭→测试1．化学除油（脱脂处理）该处理目的是除去制品的工艺润滑油、防锈油及其它污物，以保证在碱洗工序中，制品表面腐蚀均匀和碱洗槽的清洁，从而提高氧化制品的质量。除油液：丙酮200mL，2min水洗2．蚀洗处理（碱洗处理）该处理目的是进一步除去制品表面的污物，并且将制品表面上厚度为25～1000？的自然氧化膜清除掉，使基体金属表面裸露出来，以利于氧化和着色的顺利进行。配制蚀洗液200mL，配方为（m%）:NaOH10%

5、温度50～90℃时间20～30s水洗3．化学抛光该处理目的是除去制品表面的机械损伤和腐蚀斑点，提高表面平滑度和光泽度。配制抛光液200mL，配方为（m%）:(65%)806ml/L(85%)35ml/L温度80～100℃时间0.5～5min水洗4．硫酸阳极氧化200g/L1g/L温度15～25℃时间30min电流密度2A/阴极材料铅板电压15～25V水洗硫酸阳极氧化溶液的配制：先将欲配制3/4体积的蒸馏水或去离子水加入150mL烧杯（或200mL）中，将计量的硫酸（体积含量10%～30%）在强搅拌下

6、，缓缓加入，然后加蒸馏水至所需体积，搅拌均匀并使其冷却至规定温度。配制此溶液时，切不可将水往硫酸中加，以免出现危险。5．染色铝片放到燃料液体中，5min左右。水洗。36．沸水封闭工艺规范:封闭液蒸馏水温度100℃时间30min7．膜层厚度的测定采用涡流法（ISO2360～1976），用德国产的Ministest100FN型，纯铝校正片进行校正。在进行表面清洗后，在试片每面随机选取三个测量点，以最低值为氧化膜的厚度值。五、实验报告1．说明阳极氧化技术的原理。2．记录硫酸阳极氧化过程中电流密度、电压的变

7、化。每3分钟记录一次。3．测定氧化膜的厚度。测3点取平均值。3