草酸-硼酸电解液中铝合金阳极氧化的研究--《电镀与环保》2012年06期
草酸-硼酸电解液中铝合金阳极氧化的研究
【摘要】：在草酸-硼酸电解液中,采用恒流模式对铝合金进行阳极氧化。通过正交实验,选定最佳电解液配方为:草酸0.075mol/L,硼酸0.025mol/L,电流密度1.25A/dm2。在此条件下获得的阳极氧化膜较厚且可明显提高基体的耐蚀性。其中,草酸和硼酸对实验结果影响较大,电流密度对实验结果影响相对较小。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TG174.451【正文快照】：
0前言铝合金具有密度小、质量轻、导热性和导电性好等特点,是目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料[1]。但铝合金材料硬度低、耐磨性差,常发生腐蚀破损[2]。为了提高铝合金的耐磨性、耐蚀性以及电绝缘性,常对其进行阳极氧化。在目前常见的阳极氧化方法中,草酸阳极氧
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京公网安备75号镁合金表面草酸盐化学转化膜的性能研究--《电镀与涂饰》2009年11期
镁合金表面草酸盐化学转化膜的性能研究
【摘要】：给出了镁合金表面处理的工艺配方,研究了草酸盐化学转化膜的微观形貌、结合力、导电性及抗蚀性。结果表明,转化膜由均匀细小、比较致密的颗粒构成,擦拭试验超过50次无颜色变化,试样表面的电阻率小于0.1Ω·cm,盐雾试验超24h,性能达到使用标准。
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：TG178【正文快照】：
1前言镁合金密度小,比强度、比刚度高,阻尼系数小,电磁屏蔽、铸造性能优良,已在汽车、航空航天、通讯电子、军事等领域广泛应用[1-8],将成为本世纪最有发展潜力的金属材料之一。镁合金电极电位很低,因此化学活性和电化学活性很高,属于阳极材料,容易发生各种类型的腐蚀,进而导
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核心提示：摘要：在草酸一硼酸电解液中，采用恒流模式对铝合金进行阳极氧化。通过正交实验，选定最佳电解液配方为：草酸0.075mol/L，硼酸0.
摘要：在草酸一硼酸电解液中，采用恒流模式对铝合金进行阳极氧化。通过正交实验，选定最佳电解液配方为：草酸0.&075mol/L，硼酸0.025&mol/L，电流密度1.25&A/dm2。在此条件下获得的阳极氧化膜较厚且可明显提高基体的耐蚀性。其中，草酸和硼酸对实验结果影响较大，电流密度对实验结果影响相对较小。
关键词：草酸；硼酸；阳极氧化；正交实验
中图分类号：TG&174&&&&文献标识码：A&&&&又章编号：12)06-0033-03
铝合金具有密度小、质量轻、导热性和导电性好等特点，是目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料[1]。但铝合金材料硬度低、耐磨性差，常发生腐蚀破损[2]。为了提高铝合金的耐磨性、耐蚀性以及电绝缘性，常对其进行阳极氧化。在目前常见的阳极氧化方法中，草酸阳极氧化膜具有良好的耐蚀性、耐磨性和电绝缘性，但草酸法的成本较高，电能消耗较大，使其应用受到限制。研究表明[3-7]：通过使用混合酸电解液、脉冲电流、添加剂等方式可弥补使用纯草酸电解液的不足，获得符合工艺要求的阳极氧化膜。
本实验在草酸一硼酸电解液中，采用恒流模式对铝合金进行阳极氧化处理。通过正交实验优选出最佳的电解液配方，并对所得阳极氧化膜的性能进行分析。
1.1&&实验材料
实验所用材料为2&024铝合金，其主要成分的质量分数为：Si&0.5%，Fe&0.5%，Cu&3.8%～4.9&%,Mn&O.3%～0.9%,Mg&l.2%～1.8%,Cr0.1%，Zn&0.25%，Ti&O．15%，Al余量。试样规格为28&mm&28&mm&3&mm。
12&&工艺流程
打磨&&抛光&&蒸馏水洗&&碱洗&&蒸馏水洗&&酸洗&&蒸馏水洗&&阳极氧化&&蒸馏水洗&&干燥
1.3&&阳极氧化
阳极氧化在室温下进行，采用直流稳压电源，最大输出电压为310&V，最大输出电流为10&A。以不锈钢为阴极，以2&024铝合金试片为阳极。将前处理后的试样放人由草酸和硼酸组成的？昆合酸电解液中，采用恒流模式进行阳极氧化处理，成膜时间为25&min。处理后的试样经蒸馏水冲洗并干燥。
1.4测试方法
(1)厚度测试
采用TT&230型覆层测厚仪测量膜层厚度，取6个点的平均值作为膜层的平均厚度。
(2)点滴实验
将检验液滴在阳极氧化膜表面，检验液透过膜层与铝合金基体发生反应，使点滴表面变成绿色。检验液配方为：浓盐酸25&mL，K2Cr2073&g，H20&75&mL。
(3)电化学测试
采用CHI760B型电化学工作站在室温下测试极化曲线和电化学交流阻抗谱。采用三电极体系，工作电极为待测试样（暴露面积为1&cm2），参比电极为饱和甘汞电极，辅助电极为1&cm2的铂片，腐蚀介质为质量分数为3.5%的氯化钠溶液。极化曲线的测试条件为：扫描速率0.&01&mV/s，初始电位-1.5&V，结束电位1.0&V。电化学交流阻抗谱测试的条件为：初始电位为系统开路电位，频率范围0.01&Hz～0.1&MHz，用ZsimpWin分析软件系统对谱图进行模拟分析，通过模拟等效电路来分析腐蚀行为。
1.5正交实验设计
选取草酸、硼酸和电流密度为3个因素，采用L16(43)进行正交实验优化电解液配方。
2&结果与讨论
2.1&正交实验结果
2.1.1工艺优化
采用L16&(43)正交实验，以阳极氧化膜的自腐蚀电流密度为评价指标，优化电解液配方。通过正交实验，选定最佳电解液配方为：草酸0.&075&mol/L，硼酸0.&025&mol/L，电流密度1.25&A/dm2。
2.1.2影响因素分析
草酸的浓度直接影响阳极氧化膜的生长速率和绝缘性[3]。草酸的浓度较低时，电解电压非常高，而且草酸根离子对阳极氧化膜的亲和力变弱，氯离子等杂质的影响变大，容易产生电解腐蚀、凹痕等缺陷；草酸的浓度较高时，阳极氧化膜变得疏松，膜层的溶解速率加快，绝缘性及其他性能降低[8]。
硼酸的浓度主要对阳极氧化膜的阻挡层和多孔层的结构产生影响。其浓度增加，可改善膜层的外观和降低氧化还原反应的速率，获得更加致密、耐蚀性更好的阳极氧化膜。
(3)电流密度
在阳极氧化过程中，阳极氧化膜处在一个阳极生成／电解液溶解的动态平衡中，只有当生成速率大于溶解速率时，才会形成阳极氧化膜。电流密度过小时，膜层较薄，耐蚀性、耐磨性较差；电流密度过大时，反应速率过快，造成氧化反应不均匀，膜层的粗糙度增加，同时电能消耗较大。
2.2膜层性能分析
图1为空白试样与最佳配方所得阳极氧化膜的Tafel极化曲线。表1为空白试样与最佳配方所得阳极氧化膜的性能比较。由表1可知：与空白试样相比，最佳配方所得阳极氧化膜的自腐蚀电位正移了0.&399&V，自腐蚀电流密度降低了3个数量级，且点滴时间明显变长。
图2为空白试样与最佳配方所得阳极氧化膜的EIS曲线。用容抗弧半径的大小表征阳极氧化膜的耐蚀性，容抗弧半径越大，阳极氧化膜的耐蚀性越好[9]。由图2可知：阳极氧化膜的容抗弧半径大于空白试样的，表明阳极氧化膜的膜层电阻较大，腐蚀介质很难与基体接触，表现出良好的耐蚀性。
通过Tafel极化曲线、EIS曲线、点滴实验可以看出：最佳配方所得阳极氧化膜的耐蚀性明显优于空白试样的。这表明采用直流稳压电源，运用阳极氧化法在铝合金表面形成的绝缘氧化膜可明显改善基体的耐蚀性。
通过正交实验，选定最佳电解液配方为：草酸0.075&mol/L，硼酸0.025&mol/L，电流密度1.25&A/dm2。在此条件下获得的阳极氧化膜较厚且可明显提高基体的耐蚀性。其中，草酸和硼酸对实验结果影响较大，电流密度对实验结果影响相对较小。
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用途作漂白剂　　草酸主要用作还原剂和漂白剂，　　用于金属表面清洗和处理，稀土元素提取、纺织印染、皮革加工、催化剂制备等。作还原剂。　　　印染工业可代替乙酸，用作色素染料的显色助染剂、漂白剂。作媒染剂除锈功能　　草酸可用来除锈。并且生成的酸式...
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