[發(fā)明專利]鋁陽極氧化膜的制備方法

無效

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• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN102808207A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐子龍;劉文靜
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學
• 主分類號: C25D11/10
• 分類號: C25D11/10;C25D11/16
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 王小靜

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及一種鋁陽極氧化膜的制備方法，屬于陽極氧化的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鋁及其合金具有比強度高、導熱和導電性好、色澤美觀、無磁性、耐腐蝕性能及塑性和成形性好、無低溫脆性等優(yōu)點，是一種具有優(yōu)良綜合性能的有色金屬材料。當前鋁及其合金已廣泛用于航天航空、建筑、汽車、機械設(shè)備和民用裝飾五金件等。但鋁的某些性還不太理想，如硬度、耐磨性和耐蝕性等表面性能。為了克服鋁合金表面性能方面的缺點，也是為了提高防護性、裝飾性和功能性，鋁的表面技術(shù)中的陽極氧化和涂層是兩種最常用的保護手段。

鋁及鋁合金陽極氧化是將鋁或鋁合金置于適當?shù)碾娊庖褐凶鳛殛枠O進行通電處理的過程。經(jīng)過陽極氧化，鋁表面能生成厚度為幾微米至近百微米的氧化膜。在酸性電解液中進行陽極氧化，生成的是多孔型的鋁陽極氧化膜。多孔型陽極氧化膜由兩層氧化膜所組成，底層是致密無孔的薄氧化物層，叫做阻擋層，其厚度只與外加陽極氧化電壓有關(guān)。而主體部分是多孔層結(jié)構(gòu)，其厚度取決于通過的電量。多孔層的氧化物結(jié)構(gòu)單元胞是非晶態(tài)多孔型陽極氧化膜的最小結(jié)構(gòu)單元，其中心是一個圓孔，直通孔底的呈扇形的阻擋層，孔壁為比較致密的呈六方結(jié)構(gòu)的鋁氧化物。

陽極氧化根據(jù)電解液的不同可分為不同類型，現(xiàn)代工業(yè)中主要采用硫酸、草酸、鉻酸以及硼酸作為電解液。其中硫酸陽極氧化具有生產(chǎn)成本低，膜透明度高，耐蝕性和耐磨性好，電解著色和化學染色容易而廣泛使用。另外，在硫酸陽極氧化液中加入草酸可提高陽極氧化成膜速率及溫度上限值，還可以降低硫酸電解液的酸性，降低電解液對鋁氧化膜的化學溶解作用，故硫酸—草酸陽極氧化也被廣泛研究使用。在陽極氧化過程中，部分電能會轉(zhuǎn)化為熱量，導致電解液溫度升高，超過一定范圍會增加氧化鋁溶解速率，使獲得的氧化膜阻擋層厚度減少，氧化膜的孔隙率增加氧化膜的耐蝕性、耐磨性及厚度下降。故加快電解過程中熱量的散發(fā)的研究是很有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鋁陽極氧化膜的制備方法，該方法制備過程簡單，生產(chǎn)操作安全，生產(chǎn)成本低。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實現(xiàn)的，一種鋁陽極氧化膜的制備方法，方法之一，其特征在于包括以下過程：

1.????????將片狀鋁基體用水砂紙打磨；

2.????????機械拋光；

3.????????將拋光后的鋁基體浸泡在由質(zhì)量濃度為0.75%的NaOH，質(zhì)量濃度為2.5%的Na₂CO₃，質(zhì)量濃度為5%的Na₃PO₄·12H₂O和質(zhì)量濃度為0.1%的洗衣粉構(gòu)成的除垢劑中，在溫度60～80℃下進行1～2min，取出鋁基體用去離子水沖洗并干燥；

4.????????將除垢后的鋁基體浸泡在質(zhì)量濃度為4.5%的NaOH的堿蝕劑中，在溫度40～60℃下進行2～4min，取出鋁基體用去離子水沖洗并干燥；

5.????????將堿蝕后的鋁基體浸泡在體積濃度為15%的硝酸的除灰劑中，在室溫下進行1～3min，取出鋁基體用去離子水沖洗并干燥；

6.????????將步驟5處理后的鋁基體進行陽極氧化，采用的電解液由下列組分及其質(zhì)量含量組成：

H₂SO₄：16～24?%，

草酸：1.8～2.2%，

丙三醇：1.5%，

乙醇：0.5%，

余量為水；

在上述的電解液中，以步驟5處理過的鋁基體為陽極，采用質(zhì)量含量為99.999%的純鋁為陰極，且陰極與陽極面積之比為（1.5～2）：1，在溫度為12～18℃和電流密度為18～22?mA/cm²的條件下進行180min的陽極氧化，得到鋁陽極氧化膜。

方法之二，其特征在于包括以下過程：

步驟1～5同方法之一，

6．將步驟5處理后的鋁基體進行陽極氧化，電解液采用等體積的乙醇和乙酸為溶劑，溶劑中含有下列組分及其質(zhì)量含量：

H₂SO₄：18～22?%，

草酸：1.8～2.2%，

丙三醇：1.5%；

在上述的電解液中，以經(jīng)步驟5處理過的鋁基體為陽極，采用質(zhì)量含量99.999%的純鋁為陰極，且陰極與陽極面積之比為（1.5～2）：1，在溫度為12～18℃和電流密度為4～8?mA/cm²的條件下進行75min的陽極氧化，得到鋁陽極氧化膜。