阳极氧化,氧化铝厂,金属表面处理_青县百亿铝制品厂
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2018-12-20 10:29:29
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作为一种优良的植入材料,钦的生物相容性和耐蚀性均与其表面的氧化膜密切相关。阳极氧化法是一种成本低廉、效果明显的电化学处理方法。它主要通过调节电压来控制金属表面钝化膜的厚度和色彩。通过金相显微观察、X射线衍射及电化学腐蚀的方法对经阳极氧化处理以及随后进行热处理的纯钦植入材料表面性状的改变及耐蚀性能进行了观察,研究了阳极氧化及热处理对纯钦氧化膜的影响。

镁及镁合金的表面防护处理对于增强其耐蚀性能、扩大其应用领域因而充分发挥其结构性能及资源优越具有十分重要的现实意义。阳极氧化是镁及其合金最有效因而最常用的一种表面防护处理方法。

铝及铝合金具有高的比强度、优秀的加工性能和耐腐蚀性能,在各行业中的应用不断增加。表面处理可以改善铝及铝合金的承载能力和耐磨性,在铝及铝合金构件的生产中占有非常重要的地位。硬质阳极氧化是一种常用而又有效的铝及铝合金表面处理方法。它是用电化学的方法在铝表面形成一层较厚的Al2O3层,以提高铝的表面硬度及耐磨性。复合硬质阳极氧化层的摩擦因数与载荷的关系。为便于比较,图中还给出了在相同条件下常规硬质阳极氧化层和没有经过阳极氧化的6063铝合金的摩擦因数。在所有试验载荷下,两种硬质阳极氧化层的摩擦因数都明显比没有进行硬质阳极氧化处理的6063铝合金的低很多;而复合硬质阳极氧化层的摩擦因数比常规硬质阳极氧化层的摩擦系数还要低。常规硬质阳极氧化层的平均摩擦因数为0.1347,复合硬质阳极氧化层的摩擦因数为0.1115。复合硬质阳极氧化层中的聚四氟乙烯颗粒使得硬质阳极氧化层的摩擦因数在干摩擦条件下降低了17%。

与其它电容器相比,铝电解电容器在性能上有其独特之处,被广泛应用于电子整机系统。但是铝电解电容器属于目前难以集成化的电容器之一,其小型化对实现整机小型化极为重要,尤其是近年来便携式电子产品如笔记本电脑和移动电话等的迅速发展,其小型化要求更迫切。铝电解电容器核心部分为阳极箔,实现铝电解电容器小型化的关键是提高阳极箔比容。通过腐蚀扩面提高阳极箔有效表面积和在铝箔表面形成高介电常数复合阳极氧化膜是提高阳极箔比容的两个重要途径。

在普通镁合金阳极氧化溶液中加入溶胶成分,其目的是希望影响镁合金的阳极氧化成膜过程,在普通阳极氧化溶液中加入不同体积百分比的硅铝溶胶后,在同样的阳极氧化条件下(电压和溶液温度相同)所得到的阳极氧化膜层厚度有了明显增加,而且随着溶胶的加入量增加,其膜层厚度的增加程度越大,当溶胶加入量达到3%时,氧化膜层的厚度达到极限。这可能是由于加入的溶胶成分,参与了阳极氧化成膜过程和成膜反应,从而提高了成膜反应速度,当溶胶浓度在镁合金氧化成膜界面达到饱和时,膜层的生长速度也达到最大。另外从我们进行的膜层能谱成分分析可知,添加溶胶成分后所得到的氧化膜层中存在着Si,AI等溶胶成分,正是这些成分参与了氧化成膜反应,提高了镁合金阳极化成膜速度,所以膜层的厚度增加得非常明显。但是当氧化溶液中加入的溶胶超过一定量后(3%),可能是溶胶成分的对于表面成膜作用达到最大,从而使得阳极氧化膜层的厚度不再继续增加(3%与5%基本相同)。

除了溶胶成分含量对阳极氧化成膜过程有影响之外,在加入了硅铝溶胶的阳极氧化溶液中,考察了阳极氧化时间与氧化膜层厚度的关系,可以看出,随着阳极氧化时间的延长,氧化膜层逐渐增厚,并且在10~20min范围和40min后,氧化膜生长速度加快,增厚较为明显。

关于膜层在溶胶成分作用下导致膜层增厚和致密的原因,对于普通阳极氧化来说,一般认为在阳极氧化反应初期,当电压高于试样表面自然形成的氧化膜层的击穿电压时,产生火花放电现象,表面瞬间温度较高,局部产生半熔融镁及其合金元素的氧化物在氧化溶液的冷却下形成氧化膜层。随着氧化处理时间的延长,击穿试样表面膜层所需的电压持续升高,放电能量增大,膜层的增厚主要依靠对原有膜层的重复击穿而使内层的氧化过程得以继续进行。另外由于火花放电产生大量的热被氧化溶液所吸收,表面形成的金属氧化物被冷却,导致膜层的收缩,形成阳极氧化膜层的多孔结构。

通常在碱性溶液里经过普通阳极氧化处理的镁合金,其表面形成了一层非常薄的致密氧化膜层和厚的疏松多孔层,主要是由氧化镁和镁铝化合物组成。加入溶胶成分的阳极化膜层和不加溶胶成分的氧化膜层的X射线衍射,可以看出加入溶胶后形成的阳极化膜层与不加的普通氧化膜层的结构差异不大,这可能是由于硅铝成分复合进入膜层的量很少,只是通过溶胶的加入,影响了膜层中氧化镁的衍射峰强度,即明显高于不加溶胶获得的阳极氧化膜层的氧化镁的衍射峰强度,而镁的衍射峰强度明显低于不加溶胶的阳极化膜层。

这也说明在复合氧化成膜过程中的溶胶的作用只体现在对成膜过程的影响,体现在使获得的阳极氧化膜层出现阶段性快速生长和膜层的更致密。当然,尽管在溶胶成分作用下氧化膜层的致密性得到提高,但是为了进一步提高镁合金表面的耐腐蚀性能,还需要在孔隙封闭和改善膜层的孔隙密度等方面下功夫。


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