Alyuminiy anodlash tamoyillari
Alyuminiy nisbatan faol metall bo'lib, standart potentsiali -1,66v ga teng. Tabiiyki, havoda qalinligi 0,01 dan 0,1 mikrongacha bo'lgan oksidli plyonka hosil qilishi mumkin. Ushbu oksidli plyonka amorf, ingichka va g'ovakli bo'lib, korroziyaga chidamliligi past. Ammo, agar alyuminiy va uning qotishmalari tegishli elektrolitga joylashtirilsa, alyuminiy mahsulot anod sifatida ishlatiladi va tashqi oqim ta'sirida sirtda oksid plyonka hosil bo'ladi. Ushbu usul anodik oksidlanish deb ataladi.
Turli xil konsentratsiyali elektrolitlar turlarini tanlab olish va oksidlanish jarayonida jarayon sharoitlarini nazorat qilish orqali har xil xossalari va qalinligi o'ndan yuzlab mikrongacha bo'lgan anodlangan plyonkalarni olish mumkin va ularning korroziyaga chidamliligi, aşınmaya bardoshliligi va bezak xususiyatlari va boshqalar. sezilarli darajada yaxshilangan va takomillashtirilgan. Alyuminiy va alyuminiy qotishmalarini anodlashda ishlatiladigan elektrolitlar odatda o'rtacha erituvchi kuchga ega kislotali eritma bo'lib, qo'rg'oshin yoki alyuminiy katod sifatida ishlatiladi, faqat elektr tokini o'tkazadi. Alyuminiy va uning qotishmalari anodizatsiyaga uchraganda, anodda quyidagi reaktsiyalar paydo bo'ladi:
2Al ---> 6e- + 2Al3+
Katodda quyidagi reaktsiyalar sodir bo'ladi:
6H2O +6e- ---> 3H2 + 6OH-
Shu bilan birga, kislota alyuminiy va hosil bo'lgan oksid plyonkasini kimyoviy eritadi va reaktsiya quyidagicha:
2Al + 6H+ ---> 2Al3+ -3H2
Al2O3 + 6H+ ---> 2Al3+ + 3H2O
Oksid plyonkaning o'sish jarayoni bu oksid plyonkasining uzluksiz shakllanishi va uzluksiz erishi jarayonidir.
Birinchi bo'lim a (egri qism ab): g'ovaksiz qatlam hosil bo'lishi. Elektrlash boshlanganda bir necha soniyadan o'nlab soniya ichida alyuminiy yuzasida zichligi yuqori, yuqori izolyatsion oksidli plyonka hosil bo'ladi, uning qalinligi taxminan 0,01 dan 0,1 mikrongacha, bu doimiy, g'ovaksiz plyonka qatlami. G'ovaksiz qatlam yoki to'siq qatlami sifatida ushbu plyonkaning ko'rinishi oqimning o'tishiga va plyonkaning davomiy qalinlashuviga to'sqinlik qiladi. G'ovaksiz qatlamning qalinligi hosil bo'ladigan kuchlanish bilan to'g'ridan-to'g'ri proportsional va elektrolitdagi oksid plyonkasining erish tezligiga teskari proportsionaldir. Shuning uchun egri chiziqning ab segmentining kuchlanishi noldan maksimal qiymatgacha keskin o'sishni ko'rsatadi.
Ikkinchi bo'lim b (egri chiziqli qism): g'ovakli qatlam hosil bo'lishi. Oksid plyonka hosil bo'lishi bilan elektrolitning plyonkada erishi boshlanadi. Hosil bo'lgan oksid plyonkasi bir hil bo'lmaganligi sababli, teshiklar avval plyonkaning eng yupqa qismida eritiladi va elektrolit bu teshiklar orqali alyuminiyning yangi yuzasiga yetishi mumkin, elektrokimyoviy reaksiya davom etishi, qarshilik pasayishi va kuchlanish quyidagicha bo'ladi. pasayish (pasayish eng yuqori qiymatdan 10-15%), membranada g'ovakli qatlam paydo bo'ladi.
Uchinchi bo'lim c (egri cd bo'limi): g'ovakli qatlam qalinlashishi. Taxminan 20 yil davomida anodlashdan so'ng, kuchlanish nisbatan barqaror va sekin ko'tarilish bosqichiga kiradi. Bu shuni ko'rsatadiki, g'ovaksiz qatlam g'ovakli qatlam hosil qilish uchun doimiy ravishda eriydigan bo'lsa, yangi g'ovaksiz qatlam yana o'sib bormoqda. Ya'ni oksid plyonkasida g'ovak bo'lmagan qatlamning hosil bo'lishi va erishi tezligi asosan muvozanatli bo'ladi, shuning uchun g'ovaksiz qatlam Qalinligi endi oshmaydi va kuchlanish o'zgarishi kichik bo'ladi. Biroq, bu vaqtda tuynuk tubidagi oksid plyonkasining hosil bo'lishi va erishi to'xtamadi, ular hanuzgacha davom etmoqda, natijada tuynuk tubi asta-sekin metall matritsaning ichki qismiga o'tdi. Oksidlanish davom etar ekan, teshiklar chuqurlashib teshik hosil qiladi va teshiklari bo'lgan plyonka qatlami asta-sekin qalinlashadi. Filmning hosil bo'lish darajasi va erish tezligi dinamik muvozanatga kelganda, oksidlanish muddati uzaytirilgan bo'lsa ham, oksid plyonkasining qalinligi endi oshmaydi va anodik oksidlanish jarayoni shu vaqtda to'xtatilishi kerak. Anodik oksidlanish xarakteristikasi egri chizig'i va oksidli plyonkaning o'sish jarayoni quyidagi rasmda keltirilgan. Suyultirilgan sulfat kislota elektrolitida alyuminiy va uning qotishmalari doimiy oqim va o'zgaruvchan tok bilan anodlanadi, qalinligi 5-20 mikron va yaxshi adsorbsiyali rangsiz va shaffof oksidli plyonka olinadi.
Sulfat kislota anodlash jarayoni sodda, eritma barqaror, ishlashi qulay, aralashmaning ruxsat etilgan doirasi keng, quvvat sarfi kam, narxi past va deyarli alyuminiyni qayta ishlashga tatbiq etilishi mumkin. turli xil alyuminiy qotishmalari, shuning uchun u Xitoyda keng qo'llanilgan.
Quyidagi jadvalda anodik oksidlanishning odatdagi jarayoni keltirilgan: formulasi va jarayon shartlari DC usuli
Sulfat kislota (g / L) 160 ～ 180
Alyuminiy ioni Al3+ (g / L)<>
Harorat (℃) 18 ～ 22
Anod oqim zichligi (A / dm2) 1,2 ～ 1,5
Kuchlanish (V) 16 ～ 20
Vaqt (min) 20 ～ 40
Aralashtirish, siqilgan havo, tank suyuqligining aylanishi
Katod maydoni / anod maydoni 1.5: 1 Oksid plyonka sifatiga ta'sir qiluvchi asosiy omillar:
①Sulfat kislota konsentratsiyasi: odatda 15% dan 20% gacha. Konsentratsiya oshgani sayin plyonkaning erish tezligi oshadi va plyonkaning o'sish darajasi pasayadi. Filmning g'ovakliligi, kuchli adsorbsiyasi, elastikligi va bo'yash qobiliyati yaxshi (quyuq ranglarni bo'yash oson), ammo qattiqligi va ishqalanish qarshiligi biroz yomonroq; Sulfat kislota konsentratsiyasini pasaytiring, oksidli plyonkaning o'sish tezligi tezlashadi, plyonka kamroq teshikka ega, qattiqligi yuqori va aşınmaya yaxshi qarshilik ko'rsatadi.
Shuning uchun, himoya qilish, bezatish va sof bezakni qayta ishlash uchun foydalanilganda, ruxsat etilgan kontsentratsiyaning yuqori chegarasi, ya'ni elektrolit sifatida 20% oltingugurt kislotasi ishlatiladi.
② Elektrolitlar harorati: Elektrolitlar harorati oksidli plyonka sifatiga katta ta'sir ko'rsatadi. Harorat oshgani sayin plyonkaning erish tezligi oshadi va plyonka qalinligi pasayadi. Harorat 22 ～ 30 is bo'lganda, olingan plyonka yumshoq va adsorbsion qobiliyati yaxshi, ammo aşınma qarshiligi juda yomon; harorat 30 ℃ dan yuqori bo'lsa, plyonka bo'shashadi va notekis bo'ladi, ba'zan hatto uzilib qoladi va qattiqligi past bo'ladi, shuning uchun u foydalanish qiymatini yo'qotadi; harorat 10 dan 20 ℃ gacha bo'lganida, hosil bo'lgan oksidli plyonka gözeneklidir, adsorbsion qobiliyati kuchli va elastik, bo'yash uchun mos, ammo plyonka qattiqligi past va aşınmaya bardoshli emas;
Harorat 10 ℃ dan past, oksid plyonkasining qalinligi oshadi, qattiqligi yuqori, aşınmaya bardoshliligi yaxshi, ammo g'ovakligi past. Shuning uchun ishlab chiqarish jarayonida elektrolitlar harorati qat'iy nazorat qilinishi kerak. Qalin va qattiq oksidli plyonkani tayyorlash uchun ish haroratini pasaytirish kerak. Oksidlanish jarayonida siqilgan havoni aralashtirish va nisbatan past haroratdan foydalaniladi va qattiq oksidlanish odatda nol atrofida amalga oshiriladi.
③Oqim zichligi: ma'lum bir chegarada oqim zichligi oshadi, plyonkaning o'sish tezligi oshadi, oksidlanish vaqti qisqaradi, hosil bo'lgan plyonka ko'proq g'ovaklarga ega, ranglanishi oson, qattiqligi va aşınmaya chidamliligi oshadi; agar hozirgi zichlik juda yuqori bo'lsa, bu Joule issiqlikining ta'sirida qismlarning sirtini qizib ketishiga olib keladi va mahalliy eritmaning harorati oshadi, plyonkaning erish tezligi oshadi va qismlarni yoqish ehtimoli bor ; agar hozirgi zichlik juda past bo'lsa, filmning o'sish sur'ati sekin, ammo hosil bo'lgan plyonka zichroq va qattiqroq bo'ladi. Aşınma qarshilik kamayadi.
④Oksidlanish vaqti: Oksidlanish vaqtini tanlash elektrolitlar kontsentratsiyasiga, haroratga, anod oqimi zichligiga va kerakli plyonka qalinligiga bog'liq. Xuddi shu sharoitda, oqim zichligi doimiy bo'lganda, filmning o'sish darajasi oksidlanish vaqtiga mutanosib bo'ladi; ammo plyonka ma'lum bir qalinlikda o'sganda, plyonka o'tkazuvchanligi plyonka qarshiligining oshishi tufayli ortadi va harorat ko'tarilishi tufayli plyonkaning erish tezligi oshadi, shuning uchun plyonkaning o'sish darajasi asta-sekin kamayadi , va oxir-oqibat ko'paymaydi.
TirTirilish va harakatlanish: u elektrolitlar konvektsiyasini kuchaytirishi, sovutish effektini kuchaytirishi, eritma haroratining bir xilligini ta'minlashi va metallning mahalliy isishi tufayli oksid plyonkasining sifatini pasayishiga olib kelmaydi.
⑥ Elektrolitdagi aralashmalar: alyuminiy anodlash uchun ishlatiladigan elektrolitlar tarkibiga kiradigan aralashmalarga Clˉ, Fˉ, NO3ˉ, Cu2+, Al3+, Fe2+ va boshqalar kiradi, ular orasida Clˉ, Fˉ, NO3ˉ membrananing g'ovakliligini oshiradi, va sirt qo'pol va bo'shashgan. Agar uning tarkibi chegara qiymatidan oshsa, u hatto qismlarning korroziyasini va teshilishini keltirib chiqaradi (Clˉ 0,05 g / L dan kam, Fˉ 0,01 g / L dan kam bo'lishi kerak); elektrolitda bo'lganda
Al3+ ning tarkibi ma'lum bir qiymatdan oshib ketganda, ishlov beriladigan buyumlar yuzasida ko'pincha oq dog'lar yoki benekli oq bloklar paydo bo'ladi va plyonkaning adsorbsion ko'rsatkichi pasayadi va bo'yash qiyin bo'ladi (Al3+ 20g dan kam bo'lishi kerak / L); Cu2+ miqdori 0,02 g / L ga yetganda, oksidli plyonka yuzasida qorong'u chiziqlar yoki qora dog'lar paydo bo'ladi; Si2+ ko'pincha elektrolitda to'xtatilgan holatda bo'ladi, shu sababli elektrolit biroz loyqalanadi va jigarrang kukun sifatida membranada adsorbsiyalanadi.
⑦ Alyuminiy qotishma tarkibi: Umuman olganda, alyuminiy metalidagi boshqa elementlar plyonkaning sifatini pasaytiradi va olingan oksidli plyonka toza alyuminiy kabi qalin emas va qattiqligi ham past. Anodlash uchun turli xil tarkibdagi alyuminiy qotishmalaridan foydalaniladi. Buni bir xil uyada bajarmaslik uchun ehtiyot bo'ling.
