Лако-красочные материалы — производство

Гальваническая обработка алюминия – это процесс анодного оксидирования. В процессе гальванической обработки на поверхности алюминия появляется окисная плёнка. В то же время наружняя поверхность этой окисной плёнки растворяется в гальваническом   растворе. Если растворимость окисла падает благодаря изменению каких-то характеристик процесса (к примеру, падение температуры), то плёнка окисла становится тоньше. Другими словами, в качестве анодной обработки употребляется не гальваническая обработка, а анодирование – создание узкой плёнки окислов на поверхности алюминия.

Осознать условия, нужные для гальванической обработки алюминия, можно, сравнив её с хим и химической обработкой поверхности алюминия, которая содержит в себе:

Травление

Анодирование с целью сотворения узкой защитной плёнки окисла в смесях, не владеющих растворяющими качествами

Анодирование с целью сотворения узкой плёнки окисла в смесях, владеющих растворяющими качествами

Хим обработку

К регулируемым рабочим характеристикам относится:

• • Применяемое напряжение
  • Температура
  • Растворимость окисла алюминия в растворе
  • Окислительная способность раствора

Все эти причины взаимосвязаны меж собой.

Эти два вида обработки – хим и гальваническая, – предполагающие окисление алюминия, являются базой для главных процессов обработки алюминия, и будут более тщательно рассмотрены ниже. Целью данных процессов является наращивание плёнки окисла неизменной толщины, которая бы предотвращала поступление воздуха на поверхность металла и тем защищала бы его от коррозии. Это достигается оковём внедрения смесей кислот, оказывающих слабенькое растворяющее действие на плёнку, под воздействием которых последняя становится довольно пористой для того, чтоб обеспечить доступ плёнкообразующей среды к металлу. При анодном оксидировании, если коэффициент растворения довольно низок (к примеру,  борная кислота либо электролиты фосфата аммония), то наращивание плёнки скоро прекращается, что в свою очередь дает возможность сотворения диэлектрической плёнки под высочайшим напряжением, к примеру, для следующего использования в конденсаторах. Если же коэффициент растворения не так низок (как, к примеру, у смесей серной кислоты, применяющихся в процессах промышленного анодирования), то толщина плёнки окисла растет пропорционально времени анодирования. Но нескончаемое наращивание толщины плёнки окисла нереально, потому что оно, в конечном счете, прекращается, когда скорость наращивания окисла на слое алюминия уравновешивается коэффициентом растворения на области контакта окисла и раствора.

Все же, при неизменном напряжении существует некоторое наибольшее значение, до которого растет предельная толщина плёнки при увеличении скорости растворения. Это значение достигается, когда коэффициент нарастания плёнки миниатюризируется и уравновешивает коэффициент растворения, в итоге чего растворение плёнки происходит резвее, чем нарастание окисла. При таких критериях становится вероятным создание крепких плёнок предельной толщины, что в свою очередь делает вероятным воплощение гальванической обработки. Как мы увидим, фактическая скорость растворения и толщина плёнки, при которой происходит гальваническая обработка, могут иметь самые разные значения. При использовании неких смесей электролитов, обработка делается средством плёнок достаточной толщины для защиты от коррозии, но крепкая плёнка может быть шириной только в несколько молекул. К примеру, в итоге гальванической обработки по методу Бритала (карбонат натрия и тринатрийфосфат) и методу Алзак (смеси фторбората и т.д.), происходит образование плёнки из Al2O3 достаточной толщины для получения интерференционных цветов и высочайшей степени защиты. В других процессах, в особенности в концентрированных смесях кислот, возможность сотворения крепких плёнок длительное время подвергалась сомнению, но на сегодня это подтверждено и позволяет отвечать на вопросы, которые ранее не удавалось решить при помощи теорий, основанных на диффузионных слоях.

Тот факт, что металлы покрываются крепкой плёнкой в процессе неких электронных и хим процессов обработки, было подтвержден Хоаром и др.  на примере проверки смачиваемости ртути. Наличие крепкой плёнки во время гальванической обработки алюминия было также продемонстрировано Раубом и Баба, которые опирались на его ёмкостное сопротивление для определения размеров. С помощью электрического микроскопа было также показано, что эта плёнка имеет пористую структуру, как и хоть какое анодное оксидное покрытие, а размеры пор и плотность зависят от критерий проведения электролиза. Когда ток прерывали, плёнка растворялась, и ёмкость опять увеличивалась. Фуджинара также изучал возникновение поверхностных плёнок при гальванической обработке 99.9-% алюминия при помощи разных электролитов и обосновал, что плёнка состоит из барьерного слоя шириной 0,2-2,0 микрометра и пористого слоя шириной до 0,5 микрометра, толщина же каждого слоя пропорциональна неизменному напряжению. Потому логично, что форма волны тока влияет на гальваническую обработку. Штайнер, изучавший это явление, обрисовал как положительное, так и отрицательное воздействие переменного тока. Понятно, что процесс Бритал не может происходить отлично при использовании однофазового выпрямленного тока. Хоар, Мирз и Ротуэл заявили, что окисел содержит примесные анионы, через которые могут проходить катионы и  производить анодное глянцевание. В присутствии хлоридов либо других брутальных ионов нарушение проходимости поля в неких зонах провоцирует попадание анионов в плёнку в более слабеньких местах, что приводит к разрывам и точечной коррозии. Более высочайшая плотность тока помогает вернуть крепкую плёнку и возвратиться к условиям, при которых поверхность становится блестящей.

Потому, как и ожидалось, плёнка, образующаяся в критериях гальванической обработки, не отличается по качеству от производимой при промышленном анодировании. Лихтенбергер-Байза, и Холло говорят, что зависимо от металла-основы после гальванической обработки в смесях фосфорной кислоты либо бутиловых спиртов эта плёнка будет иметь толщину 0,1-0,2 микрометра, а создание более толстых плёнок может быть на более незапятнанных металлах. Время обработки не оказывает влияние на толщину, а плёнка основывается на структуре барьерного типа.

Лихтенбергер-Байза, применявшие способ Хантера, для определения толщины анодных оксидных покрытий барьерного типа, получали значения толщины 0,5-5,0 микрометров при гальванической обработке алюминия фосфорно-сернохромовой, фосфорно-хромовой и серно-фтористоводородной кислотами, равно как и электролитами фосфорной кислоты либо бутиловых спиртов. Как и при промышленном анодировании, толщина барьерного слоя растет при использовании тока большей плотности. Но при увеличении концентрации фосфорной кислоты ток большей плотности требуется для получения той же толщины барьерного слоя.

Не считая того, как и анодные окисные плёнки, образованные в анодирующих электролитах, так и плёнка, приобретенная при гальванической обработке, состоят из шестиугольных ячеек, а поперечник и ячейки, и поры возрастает с повышением электронного потенциала. При напряжении в 30-35 вольт поперечник ячеек составляет примерно 10 микрометров, а поперечник поры – 6 микрометров. Толщина барьерного слоя, образованного на чистом и сверхчистом алюминии в смесях фосфорной кислоты и бутиловых спиртов не превосходит 0,5 микрометров, а на сплавах Al-Cu-Mg – наименее 0,1 микрометра.

Все же, на плёнках, сделанных на промышленных анодирующих электролитах, на обработаном электричеством алюминии пористую плёнку можно различить над барьерным слоем алюминия, подвергнутого химической обработке. Хим анализ плёнки, приобретенной на 99,99-процентном алюминии указывает, что она состоит из 79,9% Al2O3 и 7,3% AlPO4, плюс 0,064% Fe и 0,31%Si.