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1、鋁合金表面的著色,IF語句的應用,說課內(nèi)容,,表面著色的處理方法,1,,電解著色的定義,2,,電解著色的基本原理,3,,電解著色的主要工藝,4,,5,IF語句的應用,,表面著色的方法： 1.電解著色法 2.化學著色法 3.自然著色法 4.粉末噴涂著色法,IF語句的應用,1.1 電解著色,,,電解著色從本質(zhì)上說就是電鍍。首先是將鋁制件在硫酸電解液中制出潔凈的透明多孔的陽極氧化膜, 第二步轉(zhuǎn)移到酸性的金屬鹽溶液中用交流電電解處理, 將金屬微粒不可逆的電沉積在氧化膜孔隙的底部. 凡能夠由水溶液中電沉積出來的金屬, 大部分都可以用在電解著色上。但其中只有幾種金屬鹽具有實用價值
2、, 如錫、鎳、錳、銀鹽和硒鹽等。其著色原理和整體發(fā)色法有相同之處, 是藉金屬微粒對入射光的吸收和散射而產(chǎn)生顏色。,IF語句的應用,經(jīng)過電解著色的表面具有較高硬度和耐磨性、耐紫外線照射性能、耐熱性能和有很好的耐蝕性能等,教學重點,教學難點,IF語句的應用,1.2 電解著色的歷史,1.1940 年德國的依爾斯奈提出用銅鹽、鎳鹽、銀鹽溶液在交流電作用下使陽極氧化鋁著色的方法, 并指出用與著色金屬離子相同的金屬作對應電極, 可使著色程度加深, 提高著色的均勻性和顏色的耐光性。 2.1943 年德國的朗本- 法奧塞爾提出, 在鐵鹽、錳鹽、鉻鹽的溶液中交流電解著色, 溶液里可添加10 g/ L 以下的含有
3、砷、銻、鉍、碲、硒或錫的化合物。 3.1960 年日本的淺田太平在上述理論基礎上作了更深入的研究, 創(chuàng)立了著名的淺田電解著色法。,IF語句的應用,2 電解著色的原理,,鋁及鋁合金在硫酸溶液中進行陽極氧化處理之后, 形成了多孔質(zhì)層和活性層.把這種帶有陽極氧化膜的鋁材浸入某種金屬鹽的電解液中, 并作為一個電極，而另一極用與電解液所含金屬鹽相同的純金屬板或石墨、不銹鋼板等。當兩電極同時通以交流電時,鋁制品就自動地變成陰極, 而且從其上面釋放出氫氣, 同時溶液中的金屬離子在鋁制品附近形成強烈的離子濃度差, 并通過多孔質(zhì)層深入到活化性層上, 交替地承受劇烈的還原作用和緩慢的氧化作用,,IF語句的應用,,
4、也就是活化性層強烈地吸引金屬離子, 并與在那里產(chǎn)生的負靜電荷之間反復發(fā)生放電和析出金屬微?；蚪饘傺趸? 并沉積在氧化膜微細孔的底部。這些微粒通常呈毛發(fā)狀、球狀或粒狀, 其直徑大約為100 150m, 長度為數(shù)微米, 在光線作用下這些金屬微粒發(fā)生衍射, 就使氧化膜呈現(xiàn)各種顏色。,IF語句的應用,,歸納起來電解著色的原理為以下三個方面： 1.金屬離子和氫離子等反應物離子向阻擋層表面 附近傳遞。 2.金屬離子在阻擋層與著色液界面間獲得電子，氫離子穿入阻擋層，在基體與阻擋層間獲得電子。 3.析出金屬和生成氫氣。,IF語句的應用,,3 電解著色的工藝,電解著色的工藝很多，一般是以電解槽中有色鹽的種類分
5、為鎳鹽、錫鹽、鈷鹽、鎳鈷鹽、銅鹽等等，各種著色鹽的種類所呈現(xiàn)的顏色都不同。 目前,電解著色工藝主要著色鹽為鎳鹽、錫鹽（鎳+錫鹽）。 本節(jié)也主要以鎳鹽為主的工藝來著重介紹。,IF語句的應用,,IF語句的應用,,交流鎳鹽電解著色工藝（淺田法工藝） 鎳鹽直流反向電解著色,IF語句的應用,3.1淺田法工藝,,,,淺田法工藝過程如下: 常規(guī)硫酸陽極氧化在15%硫酸溶液中直流電陽極氧化, 電壓為1618 V、電流密度為 1 A/dm2 、氧化30min 左右, 獲得79m 厚的氧化膜。 交流電解著色溶液成分為 NiSO47H2O 25 g/L + MgSO47H2O 20 g/ L +( NH4
6、)2SO4 15 g/ L + H3BO3 25g/ L, 以石墨或鎳板為對應電極, 在1525 、715 V、電流密度0.10.8 A/ dm2 的條件下電解215 min ,隨電解時間的增加, 膜層呈由淺至深的青銅色。,IF語句的應用,,電泳涂漆電泳漆液成分為10% 14%熱固化型水溶性丙烯酸透明漆( 固體分)，其pH為8.89.6、電阻率為22501250 cm, 在22 3 、100250 V、電流密度為0.20.5 A/dm2 的條件下電泳1.53 min , 獲得79m 厚的漆膜, 并在170200烘烤2530 min。,IF語句的應用,,淺田法電解著色的槽液成分和工藝參數(shù),IF語
7、句的應用,,從上表中可見，槽液的主要成分是硫酸鎳和硼酸，硫酸鎳是著色主鹽，提供電解著色沉積的金屬鎳離子。鎳離子濃度越高，則著色速度越快。硼酸的作用是著色溶液的pH值緩沖劑，如果沒有硼酸就不可能保持pH值的穩(wěn)定，由于界面的電化學反應使表面pH值迅速升高，而直接產(chǎn)生氫氧化鎳沉淀，這樣Ni2+離子不可能在陽極氧化膜的微孔中還原，也就是根本不可能著色。,IF語句的應用,,硫酸胺或硫酸鎂的作用是一種導電鹽，降低電解著色溶液的電阻，提高其分布能力。有時候硫酸鎂的效果更好，它不僅提高著色溶液的電導率，而且有利于調(diào)節(jié)溶液pH值和抑制有害雜質(zhì)的影響，防止陽極氧化膜在著色過程中的散裂脫落。 另外，還需要加入一
8、些添加劑，提高其電解著色溶液的抗雜質(zhì)干擾能力。,IF語句的應用,硫酸鎳槽液的著色需要解決的一些問題是：,(1)不容易得到深古銅色和黑色。 (2)分散能力不太高。 (3)由于Na+、K+、NH4+等雜質(zhì)的影響，陽極氧化膜有比較大的脫落的可能性。 (4)Ni離子污染環(huán)境。 (5)對于電解著色生產(chǎn)中積累鋁的敏感性等。日本的直流鎳鹽著色新工藝裝備，盡管一次性投資較大，從技術方面考慮已經(jīng)比較有效地解決了上述問題。,IF語句的應用,3.2 鎳鹽直流反向電解著色,直流反向電解著色工藝采用高濃度的單鎳鹽和硼酸作為電解溶液, 利用專用整流器高速轉(zhuǎn)換電源極性( 使極性發(fā)生高速轉(zhuǎn)換, 正通電和逆通電相互交換) ,
9、改變型材陽極氧化膜的電極性, 使金屬鎳離子在陽極氧化膜上均勻地形成電沉積層, 從而獲得均勻性、重現(xiàn)性較好的仿不銹鋼色香檳色古銅色真黑色系列的裝飾型材。使用高濃度的單鎳鹽作為直流反向電解著色主鹽, 以改變傳統(tǒng)單鎳鹽著色的槽液分散能力差, 著色不均勻等缺點。,IF語句的應用,,直流反向電解著色是對鋁陽極氧化膜較長時間的正電壓通電, 其阻擋層在硼酸電解液中進行較長時間的陽極極化, 使其阻擋層厚度均勻化; 在電源以負通電輸出時, 金屬離子在均勻化、活化后的陽極化膜的阻擋層上進行較長時間的陰極極化, 從而使阻擋層附近液層的金屬鎳離子在長時被還原, 形成足以顯色的均勻電沉積層。,IF語句的應用,單鎳鹽著色工藝流程如下（7個過程） 陽極氧化兩次水洗純水洗電解著色 溢流水水洗 透過水水洗 冷封孔 直流反向電解著色中電解槽的工藝參數(shù),,IF語句的應用,,其成分參數(shù)的作用如下: 1 .鹽( NiSO46H2 O) 著色主鹽, 提供被電沉積的金屬離子。金屬離子濃度的增大, 著色速度加快。 2 . 硼酸( H3 BO3 ) 緩沖劑、促進劑。 3 . pH 值當pH < 3 時, 負通電過程全部轉(zhuǎn)成析氫反應, 無金屬電沉積層形成; 如果pH太高, 負通電過程中陽極氧化膜界面的pH 值迅速升高至能使金屬鎳鹽水解的范圍內(nèi), 形成氫氧化鎳沉淀而阻塞膜孔, 阻止金屬鎳離子進入膜孔，這樣就不容易著色。,謝謝!,
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