铝是活泼金属,又是易钝化金属,铝在空气中能天然形成一层Al2O3·H2O或Al2O3氧气化膜,该氧气化膜可达0.01μm~0.10μm厚,这层自然产生的氧气化膜为非晶态,薄而多孔,力学强度也低,可以尽力照顾铝基质在中性和弱酸性溶液中不再进一步被腐蚀,起到一定的尽力照顾效用,不过远远满意不成许多人对铝及其合金在防备保护性、扮饰应用等方面的要求[1]。为增长铝及铝合金的抗腐蚀性,常用铝阳极氧气化的办法,外表形成厚而细致精密的氧气化膜,同时务必施行封孔处置,能力改善铝及铝合金的耐蚀性、硬度和耐磨性能。到现在为止,常用封孔办法有开水封孔、重铬酸钾封孔、硫酸镍封孔、CH3COOH镍封孔、硬脂酸封孔和常温氟化镍冷封孔本等。文研讨了在最佳工艺条件下,铝阳极氧气化膜不一样封孔办法对其耐腐蚀性能的影响。
    尝试主要材料想到摄谱仪工业纯铝板w(Al)=99.6%,尺寸为50mm×25mm×1mm。K2Cr2 O7,硬脂酸,NiSO4·6H2O,HNO 3,H3 PO4,CIO3,丙酮等药品均为剖析纯。电化学综合测试系统(LK98C,天津市出产),金相电细目镜(Nikon,东洋出产),剖析天平(TG328A),稳压稳流电源(YBl73l 3A)。
    工艺流程铝板打磨(2000#金相砂纸)→冷水洗→丙酮除油→热水洗→冷水洗→碱蚀(50 g/L NaOH,45℃,2mm)→热水洗→冷水洗→化学出光(78%H3 PO4+11%H2SO4+11%HNO3,3mm~5mm)→冷水洗→阳极氧气化(15%H2SO4,20Ⅴ,0.9A/dm2~1.3 A/dm2,30min,25℃)→封孔→老化→耐蚀性能检验测定。
    耐蚀性能标定(1)磷-铬酸品质检验测定办法[2]。封孔后的氧气化膜试样老化24 h,称重为m1,再浸入硝镪水溶液(50%HNO3,10min),用蒸馏水乙醇清洗,干燥,称重为m2,而后浸入磷-铬酸溶液(20g/L CrO3+35mL/L H3PO4,(38±1)℃,15 mm),蒸馏水、乙醇清洗,干燥,称重为m3。则试样单位平面或物体表面的大小S上的均匀失去重量为:△m1,2=(m1—m2)/S(mg/dm2);△m1,3=(m1—m3)/S(mg/dm2);其失去重量越小(尤其是△m1,3越小),表明耐腐蚀性能越强,该封孔办法效果越好。
    (2)电化学办法。办公电极:铝阳极封孔氧气化膜(显露平面或物体表面的大小1cm2,剩下用环氧气天然树脂严密封闭);匡助电极:铂片;参比电极:达到最高限度轻粉电极。用LK98C电化学综合测试系统标定氧气化膜在I moL/L NaCl溶液中的Tafel极化曲线(1 mV/s,25℃)。电镀整流器获得腐蚀电位和极化极限电流疏密程度两个参变量,假如腐蚀电位越大,极限极化电流疏密程度越小,则该封孔氧气化膜的耐腐蚀性能就越强。
    最后结果与商议陈化对铝阳极氧气化膜电化学性能的影响铝板阳极氧气化在这以后,未通过陈化与陈化24 h的试样,所测阳极极化曲线如图1。陈化时间对氧气化膜腐蚀电位的影响半大。不过未陈化氧气化膜的阳极极化电流疏密程度急速增大,最后极化电流疏密程度达到最大值(即极化极限电流疏密程度),发生表面化的腐蚀现象。而陈化24 h的氧气化膜,着手时极化电流也增大,不过极化极限电流疏密程度相对较小,腐蚀有所减低。由此可见,陈化有帮助于增长铝阳极氧气化膜的耐蚀性能。因为这个,本次尝试的全部试样都是通过陈化24 h往后,再检验测定其耐蚀性能。
    磷-铬酸法笔者依据腐蚀电位越大(即腐蚀倾向越小)、极化极限电流疏密程度越小(即腐蚀速度越小)的原则,首先确认各种封孔办法的合理工艺条件:常温冷封孔的合理工艺条件,4.5 g/L~5.0 g/L NiF2,30min;CH3COOH镍封孔,5g/L,85℃以上,45 min;开水封孔,pH5.5~6.5,20min~30min;重铬酸钾封孔,50g/L,100℃,35min~40 min;硫酸镍封孔,8g/L,90℃以上,40min;硬脂酸封孔,将氧气化膜浸入I00%且熔化状的高温硬脂酸中施行封孔,100℃,30 min~40 min。而后,在上面所说的工艺下,获得6种封孔办法的铝阳极氧气化膜,作别经过磷-铬酸品质检验测定。其氧气化膜的失去重量最后结果如表1,表明6种封孔办法氧气化膜的△m1,2,变动不曲直常大,不过膜失去重量的规律与△m1,3相仿,失去重量量△m1,3更能够表现出来氧气化膜的耐腐蚀性。由表1看出,硬脂酸封孔效果最好。各种封孔办法的试样失去重量都远远小于未封孔的空白试样的。
    表1不一样封孔办法对铝阳极氧气化膜耐蚀性能的影响封孔办法冷封孔CH3COOH镍开水重铬酸钾硫酸镍硬脂酸未封孔失去重量Δ失去重量Δ电化学办法对铝阳极氧气化膜通过不一样办法封孔后的极化曲线施行比较,如图2所示。从腐蚀速度来看(即极化极限电流疏密程度),硬脂酸的极化极限电流疏密程度是最小的。因为这个,硬脂酸封孔后氧气化膜的耐蚀性能比剩下几种封孔办法的好,其次是硫酸镍封孔的,重铬酸钾封孔的,开水封孔的,CH3COOH镍封孔的和常温冷封孔的。这与用磷~铬酸品质检验测定法所得最后结果是完全一样的(见表l)。从腐蚀倾一向看(即腐蚀电位),硬脂酸、硫酸镍和重铬酸钾的腐蚀电位较大,CH3COOH镍、开水和冷封孔的腐蚀电位较小(况且有些邪门儿),未封孔的腐蚀电位最小。因为这个腐蚀倾向与用磷-铬酸品质检验测定所得最后结果基本上是完全一样的。
    形貌图3是用外表金相电细目镜所测候的铝阳极外表氧气化膜的外表形貌。从图3a、3b的形貌可知,NiF2冷封孔后的试样外表孔隙较多,相对于未封孔的试样外表要略少一点。可见,效果还不是很理想。这是由于在封孔过程中,F-耗费要比Ni2+的快得多,Ni2+和F-容易萌生失调,则封孔度不充足。高频脉冲电源而硬脂酸封孔后的试样外表孔隙很少,并且比较平整光溜(图3a、3c)。
    论断经过对铝阳极氧气化膜用不一样办法封孔后的耐蚀俺能施行比较和剖析,都在最佳工艺条件下,其耐蚀性能由高到低的封孔办法排列顺着次序是:硬脂酸、硫酸镍、重铬酸钾、开水、CH3COOH镍、常温冷封孔(氟化镍)。固然常温冷封孔的耐腐蚀性能较差,但与未封孔相形,仍然有一定的闭合效果,更关紧的是不需要耗能量物质。重铬酸钾、硫酸镍封孔效果好,但温度要求较高,重铬酸钾有毒;硬脂酸封孔效果最好,但温度要求较高,而参加异丙醇作溶剂后,温度有所变更[3]。