[發(fā)明專利]一種除去陽極氧化鋁孔道內屏蔽層的方法

有效

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• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111172576B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 王永芝
• 申請（專利權）人: 佛山市南海一銘金屬塑料標牌有限公司
• 主分類號: C25D11/16
• 分類號: C25D11/16;C23G1/22;C23G1/12;C25D11/08;C25D11/10;C25D11/24
• 代理公司: 北京成實知識產(chǎn)權代理有限公司 11724
• 代理人: 陳永虔

本發(fā)明提供了一種除去陽極氧化鋁孔道內屏蔽層的方法，通過γ?氯丙基三甲基硅烷對多孔層和屏蔽的層選擇性吸附反應，以及后續(xù)堿性腐蝕反應能夠有效的腐蝕位于陽極氧化膜孔道底部的屏蔽層，有效提高陽極氧化基材的導電性。

技術領域

本發(fā)明涉及一種通過化學酸劑定點腐蝕陽極氧化孔道底部屏蔽的方法，屬于電化學方法制備無屏蔽層的陽極氧化膜鋁材領域，尤其適用于提高鋁材和電鍍金屬結合力的應用。

技術背景

鋁或鋁合金陽極氧化是指將鋁或鋁合金浸入合適的電解液中作為陽極進行通電處理，在鋁或鋁合金的表面生成一層氧化膜(Al2O層)的過程。這層氧化膜的存在能夠提高鋁合金的耐腐蝕性能，同時，借助于氧化膜的特殊結構，加上后期的處理工藝，比如陽極氧化膜也可以配合表面涂漆等進一步處理使得基體在較為苛刻的環(huán)境中達到更好的保護作用，或通過染色對鋁及鋁合金制件進行裝飾，使膜層具備了裝飾性以及其他防護性能。常用的陽極氧化工藝有硫酸陽極氧化、鉻酸陽極氧化等。

從化學反應的熱力學條件上看，鋁可以在相當大的pH值范圍(pH=4.45-8.38)內生成穩(wěn)定的氧化膜層。而從電化學反應的機理來看，陽極氧化膜的形成實際上是由膜的生長和膜的溶解兩個過程共同作用的結果。

（1）膜的生長：

陰極，析氫反應:2H⁺+2e→H₂

陽極，氧化反應:H₂O-2e→O+2H⁺

陽極反應中產(chǎn)生的氧，既可以形成氧分子以氣態(tài)形式析出，又可以在陽極表面形成氧化鋁膜層:

2Al+3O→Al₂O₃+Q。

此反應為放熱反應，Q=1669J/mol，陽極氧化過程速度很快，通電幾秒鐘就可以生成一層很薄的、無孔、致密、附著力強、高絕緣性的氧化膜，膜不斷生長，厚度不斷增加，電阻也隨之增大，生成膜的反應速度就會不斷降低，直至停止。

（2）膜的溶解。正是有了膜的溶解，才使得膜可以不斷生長。在反應過程中，鋁和生成的氧化鋁膜層在酸性電解質溶液中都可以發(fā)生溶解。

2Al+6H⁺→2Al³⁺+3H₂

Al₂O₃+6H⁺→2Al³⁺+3H₂O

溶解反應會使鋁的表面生成大量的小孔。膜的溶解過程是與膜的生成過程同步進行的，由于初生的膜層并不均勻，膜層較薄的地方就容易溶解而產(chǎn)生小孔，電解質溶液可以穿過小孔進入膜內，在鋁的基體上不斷生成氧化膜，同時不斷溶解，最終形成氧化膜的小孔(針孔)由表及里形成錐形結構，膜的溶解與電解質的性質、反應生成物的結構、電流、電壓、溶液溫度及通電的時間等因素有關。

鋁及鋁合金陽極氧化膜的多孔蜂窩結構，在其膜層上，微孔垂直于表面，其結構單元的尺寸、孔徑、壁厚和阻擋層厚等參數(shù)均可由電解液成分和工藝參數(shù)控，即鋁的陽極氧化膜有兩大類:壁壘型陽極氧化膜和多孔型陽極氧化膜。壁壘型陽極氧化膜是一層緊靠金屬表面的致密無孔的薄陽極氧化膜，簡稱壁壘膜，其厚度取決于外加的陽極氧化電壓一般非常薄，不會超過0.1μm主要用于制作電解電容器。壁壘型陽極氧化膜也叫屏蔽層陽極氧化膜，簡單而言，多孔陽極氧化膜包括有屏蔽層和多孔層，兩者在具體的結構和組成方面具有顯著不同，其中屏蔽層為致密無孔的非晶態(tài)氧化物，通常為γ-Al2O3，而多孔層由非晶態(tài)的氧化鋁組成，其主要成分為α-AlOOH氧化鋁形態(tài)存在。