Лако-красочные материалы — производство

Хим обработка появилась позднее, чем электронная и в текущее время обширно ее подменяет. Основным преимуществом этих процессов являются еще более низкая цена, при этом не только лишь на электроэнергии, да и резервуаров и креплений. Вследствие того, что в  данном случае не требуется электронный ток и подвижный анодного стержня, работу можно проводить в корзинах и с ординарными зажимами.В главном, принцип хим обработки похож на принцип гальванической обработки, но заместо электронного тока тут употребляются хим окислители. Движущей силой хим обработки является разность химических потенциалов меж анодными и катодными участками поверхности.

Коэффициент зеркального отражения гладкого прокатанного алюминия при анодировании приметно падает, если перед этим он не подвергается  обработке хим либо электронным методом в течение недлинного промежутка времени. Схожее уменьшение коэффициента зеркального отражения наблюдается и на исходных стадиях хим обработки, но потом следует увеличение коэффициента зеркального отражения, который может достигать 90% (очень вероятный коэффициент для алюминия), при соблюдении всех критерий хим обработки. Тот же процесс наблюдается и при гальванической обработке. При анодировании коэффициент зеркального отражения алюминия, повергнутого электронной либо хим обработке остаётся высочайшим (хотя и наблюдается маленькое его уменьшение с повышением времени нахождения в ванне для анодирования, вызванное неспешным растворением и лёгкой шероховатостью наружной поверхности анодной плёнки). Потому промышленный процесс глянцевания способом анодирования обычно содержит в себе хим обработку конкретно перед анодированием.

Кулпан и Эрроусмит произвели измерения конфигурации коэффициента зеркального отражения во время хим обработки алюминия, а потом при помощи электрического микроскопа следили за соответствующими  переменами структуры поверхности. Процесс хим обработки начался с резкого уменьшения коэффициента зеркального отражения, вызванного травлением, потом последовало его увеличение, а по достижении наибольшего значения он стал уменьшаться. На первом шаге наблюдался рост и сливание случаем расположенных ямок травления, это происходило до того времени, пока  начальная поверхность не была стопроцентно удалена. Естественный окисел был заменён сплошной крепкой плёнкой, по которой длилась хим обработка. Хоар представил, что эта плёнка являлась окислом, содержащим существенное количество анионов из раствора. Шаг травления нужен для подмены естественного окисла на узкую крепкую плёнку, владеющую чертами, необходимыми для воплощения обработки. О существовании стадии травления издавна уже было понятно промышленникам, которые следили её в течение первых 30 секунд процесса хим обработки и причисляли это активности прокатанной либо полировальной поверхности. Окисел, смазочно-охлаждающая жидкость для прокатки и детрит, наносимые на  поверхность, числились предпосылкой наличия этой исходной стадии травления, за которой, после удаления слоя Бейлби, следовала обработка. Это так же подтвердили Эрроусмит и Свилински, обнаружившие, что время удаления слоя естественного окисла зависело от его толщины. Кулпан и Эрроусмит изучали роль меди в смесях фосфорной/серной/азотной кислот, и сделали вывод, что медь нужна для придания поверхности наибольшего блеска. Они считали, что процесс хим обработки содержит в себе три шага: травление, обработка и огрубление. Наибольший уровень блеска достигается после проведения обработки и перед огрублением. Если на поверхность нанести недостающее количество меди, стадия травления будет не стопроцентно заменена полировочной структурой до начала огрубления. При превышении рационального количества меди, на поверхности образуются огромные скопления частиц меди, создающие на неких участках ток большой плотности, вследствие чего стадия огрубления наступает очень стремительно. Потому считается, что роль меди в этом случае —  это стимуляция образования крепкой плёнки на поверхности металла. На это также показывает тот факт, что содержащие медь смеси имеют наименьшую скорость снятия металла, ежели смеси, не содержащие меди. Все эти теории подразумевают наличие тяжёлых металлов в смесях для хим обработки, но, не исключено, что таких может и не быть в составе смесей. При отсутствие катодного металла роль катода может делать зерно, хорошее от  межзёренной границы сначала реакции, но по ходу реакции плёнка окисла сама может стать катодной областью. Мейер и Браун нашли, что добавление окислителя, а конкретно азотной  кислоты, помогает понизить уровень растворимости алюминия в фосфорной кислоте, а в смесях на базе фосфорной кислоты это может содействовать образованию крепкой плёнки.

Клиффорд и Эрроусмит представили, что азотная кислота делает ещё одну функцию, связанную с осаждением меди, и что при её хорошей концентрации частички меди, осаждаемые на поверхности, обязаны иметь малый размер и будут распределены довольно умеренно. При малом уровне концентрации азотной кислоты рассредотачивание частиц меди перестаёт быть равномерным, а ямки огрубления оказываются связанными с большими частичками. Если концентрация азотной кислоты очень высока, то в итоге исходного шага травления процесса обработки выходит зернистая поверхность цвета очищенного апельсина, и это не поддаётся изменению оковём обыкновенной обработки.

По Фишеру и Коху механизм реакции хим обработки находится в зависимости от 2-ух процессов:

1.Анодирование: растворение алюминия локального гальванического элемента при токе достаточной плотности для образования нужной пористой крепкой плёнки, и

2.Катодная реакция: восстановление деполяризующих окислителей на катодных участках, к примеру, при осаждении меди.

Не считая того, на анодных участках может иметь место выделение кислорода, тогда как на катодных участках может происходить осаждение меди и водорода, при этом эти два процесса проходят или сразу, или поочерёдно.

Анодную реакцию можно записать последующим образом:  Al > Al3+ + 3e-

В тех случаях, когда азотная кислота заходит в состав раствора для хим обработки, может наблюдаться последующая ситуация:

a)Азотная кислота может вступить в реакцию с металлом в недиссоциированном состоянии OH.NO2. Эта реакция происходит с великодушными металлами, к примеру, медь, и в её итоге появляется оксид металла и оксиды азота. Катодная реакция может являться восстановлением  OH.NO2 до гидроксильного иона плюс азотистая кислота и, потом, оксидов азота. Конечный итог реакции можно записать как:

2 Al + 3OH.NO2 > A12O3 + 3HNO2

б) Азотная кислота может вступить в реакцию с металлом в диссоциированной форме H+ + NO3-.

В большинстве случаев эта реакция наблюдается в тех случаях, когда азотная кислота находится в контакте с наименее великодушными металлами типа алюминия, где разрушение ионов водорода почаще происходит в качестве катодной реакции.

По сути внедрение концентрированной азотной кислоты позволяет сделать на алюминии очень узкую устойчивую пассивирующую плёнку, толщина которой добивается максимума. Значение максимума находится в зависимости от метода подготовки поверхности , после которого она приобретает неизменное значение. Гамлин считал, что хим реакцию образования окисла протравки на дюралевой поверхности можно записать последующим образом:

14Al + 10 HNO3 >7 Al2O3 + 4N2 +2NO2 + 5H2O

Потому что окисел появляется на поверхности металла, то фосфорная кислота сразу растворяет его в области контакта раствора и оксида:

Al2O3 + 6 H3PO4 >2Al(H2PO4)3 + 3 H2O

Чаттерджи провел исследование смесей фосфорной, серной и азотной кислот и нашел, что смеси, придающие наибольший сияние поверхности во время хим обработки, характеризовались наименьшими переменами плотности тока во время реакции с выделением водорода, наименьшей коррозийным  током, огромным водородным перенапряжением и поболее великодушным коррозийным потенциалом, чем можно получить с помощью других составных кислот либо их консистенций.

Беря во внимание растворяющую силу, хим действие и химические характеристики этих смесей Чаттерджи сделал раствор без фосфорной кислоты, содержащий ванадиево-кислый аммоний для большой вязкости, как у смесей на базе фосфорной кислоты.

Отсутствие в товаров восстановления азотной кислоты растворе E.W. подразумевает возможность различной реакции в данном растворе. Нужно увидеть, что Эроусмит и Куннингам  в процессе исследования смесей типа Эрфтверк (E.W.) проявили, что в этом случае механизм обработки будет таким же, как и при использовании смесей с фосфорной, серной и азотной кислотой, но при всем этом они отмечают, что контроль все таки играет довольно огромную роль. В итоге проведенных ими измерений потенциала в процессе хим обработки была продемонстрирована  важность азотной кислоты для производства оксидной пленки на поверхности таким макаром, чтоб обеспечить возможность произведения обработки.  При очень малом количестве азотной кислоты наблюдается общее травление поверхности, а при очень большенном – точечная коррозия. При увеличении содержания алюминия в ванне происходит осаждение (Al(NH4 F2)3  , потому для поддержания соответственного соотношения HNO3 :NH4 HF2 нужно создавать добавление бифторида аммония. Роль свинца в данном растворе, присутствующего в качестве примеси либо добавленного нитрата свинца, сходна с ролью, которую делает медь в смесях для глянцевания. Он осаждается на инетрметаллид поверхности и оказывает влияние на катодное выделение водорода.

2-ой тип хим обработки характеризуется низким коэффициентом растворения в наименее концентрированных смесей. Для алюминия примером могут послужить смеси на базе перекиси водорода, описанные ниже, также неконцентрированные смеси Кайзера и Дженерал Моторз, содержащие в качестве окислителя азотную и хромовую кислоты. В данном случае речь идёт не о сглаживании, которое имеет место при применении смесей на базе фосфорной кислот. В этом случае сияние вызван самим образованием крепкой плёнки.Считается, что это вызвано тем, что условия для образования окисла во впадинах достигаются несколько резвее, чем на выступах. Таким макаром становится вероятным растворение большего количества металла на выступах перед образованием плёнки,  в то же время более резвое нарастание окисла на более больших участках поверхности может само привести к сглаживанию шероховатостей. Таким макаром обработка алюминия стала вероятной оковём попеременного анодирования и растворения покрытия. Процесс гальванической обработки, описанный Эвансом и Уитуомом, основывается на тех же принципах.

В случае внедрения данных методов хим обработки поочерёдное нарастание и растворение крепкой плёнки происходит вызванное повторяющейся пассивностью, которая, может быть, появляется из-за конфигураций уровня рН раствора в конкретной близости от поверхности. В схожих случаях крепкая плёнка наращивается благодаря увеличению уровня рН, вызванному катодными реакциями,   ликвидированием ионов водорода либо образованию гидроксильных ионов. В то же время наблюдается концентрация ионов тяжёлых металлов на поверхности. Потом, концентрация гидроксильных ионов миниатюризируется в итоге образования пассивирующей плёнки, в то время как в пассивный период диффузия также помогает восстановлению уровня рН, при котором окисел растворяется, и цикл повторяется. В сравнимо не достаточно концентрированных смесях перекиси водорода благодаря образованию защитной плёнки потенциал алюминия  поднимается до электроположительных значений. Но, если уровень рН подымается выше значения 5, это приводит к разрыву пленки, потому что изменяется реакция перекиси водорода и металла.Что касается смесей перекиси водорода, содержащих кислоты, этому механизму содействует тот факт, что перекись водорода является окислителем только при малом уровне рН, тогда как в более щелочных смесях она каталитически распадается с образованием кислорода. Повторяющиеся выделения кислорода в таких смесях были увидены Маршаллом на железе, и эти выделения газа может быть обозначают период формирования плёнки до того момента, когда снижение уровня рН не вызывает регенерации металла и повторное преобразование перекиси водорода в окислитель.