Anodizing – Wikipedia

Những carabiner này có bề mặt nhôm được anot hóa đã được nhuộm; chúng được tạo ra với nhiều màu sắc.

Anodizing (cũng đánh vần anodising trong tiếng Anh Anh) là một quá trình thụ động điện phân được sử dụng để tăng độ dày của lớp oxit tự nhiên trên bề mặt các bộ phận kim loại.

Quá trình này được gọi là anodizing bởi vì phần được xử lý tạo thành điện cực anốt của một tế bào điện phân. Anodizing làm tăng khả năng chống ăn mòn và mài mòn, và cung cấp độ bám dính tốt hơn cho sơn lót và keo dán so với kim loại trần. Phim anodic cũng có thể được sử dụng cho một số hiệu ứng mỹ phẩm, với lớp phủ xốp dày có thể hấp thụ thuốc nhuộm hoặc với lớp phủ trong suốt mỏng có thêm hiệu ứng nhiễu với ánh sáng phản chiếu.

Anodizing cũng được sử dụng để ngăn chặn các thành phần ren và để tạo màng điện môi cho các tụ điện. Màng anodic được áp dụng phổ biến nhất để bảo vệ hợp kim nhôm, mặc dù các quá trình cũng tồn tại đối với titan, kẽm, magiê, niobi, zirconium, hafnium và tantalum. Kim loại sắt hoặc thép cacbon tẩy tế bào chết khi bị oxy hóa trong điều kiện vi điện cực trung tính hoặc kiềm; tức là, oxit sắt (thực ra là hydroxit sắt hoặc oxit sắt ngậm nước, còn được gọi là rỉ sét) hình thành bởi các hố anốt và bề mặt catốt lớn, các hố này tập trung các anion như sunfat và clorua làm tăng tốc độ ăn mòn kim loại bên dưới. Mảnh carbon hoặc nốt sần trong sắt hoặc thép có hàm lượng carbon cao (thép carbon cao, gang) có thể gây ra tiềm năng điện phân và cản trở lớp phủ hoặc mạ. Kim loại màu thường được anot hóa điện phân trong axit nitric hoặc bằng cách xử lý bằng axit nitric bốc khói đỏ để tạo thành oxit sắt cứng màu đen. Oxit này vẫn tuân thủ ngay cả khi mạ trên dây và dây bị uốn cong.

Anodizing thay đổi kết cấu kính hiển vi của bề mặt và cấu trúc tinh thể của kim loại gần bề mặt. Lớp phủ dày thường xốp, do đó, một quá trình niêm phong thường là cần thiết để đạt được khả năng chống ăn mòn. Ví dụ, bề mặt nhôm anod hóa cứng hơn nhôm nhưng có khả năng chống mài mòn từ thấp đến trung bình có thể được cải thiện khi tăng độ dày hoặc bằng cách áp dụng các chất làm kín phù hợp. Phim Anodic thường mạnh hơn và bám dính hơn hầu hết các loại sơn và mạ kim loại, nhưng cũng dễ vỡ hơn. Điều này làm cho chúng ít có khả năng bị nứt và bong tróc do lão hóa và mòn, nhưng dễ bị nứt do ứng suất nhiệt.

Lịch sử [ chỉnh sửa ]

Anodizing lần đầu tiên được sử dụng trên quy mô công nghiệp vào năm 1923 để bảo vệ các bộ phận thủy phi cơ Duralumin khỏi bị ăn mòn. Quá trình dựa trên axit cromic crom sớm này được gọi là quá trình Stuart của Stuough và được ghi lại trong đặc tả quốc phòng của Anh DEF STAN 03-24 / 3. Nó vẫn được sử dụng cho đến ngày nay mặc dù các yêu cầu di sản của nó đối với một chu kỳ điện áp phức tạp hiện được biết là không cần thiết. Biến thể của quá trình này đã sớm phát triển, và quá trình anốt hóa axit sunfuric đầu tiên đã được Gower và O'Brien cấp bằng sáng chế vào năm 1927. Axit sunfuric nhanh chóng trở thành và vẫn là chất điện phân anốt hóa phổ biến nhất. [1] anodizing axit được cấp bằng sáng chế đầu tiên ở Nhật Bản vào năm 1923 và sau đó được sử dụng rộng rãi ở Đức, đặc biệt cho các ứng dụng kiến ​​trúc. Đùn nhôm anodized là một vật liệu kiến ​​trúc phổ biến trong những năm 1960 và 1970, nhưng đã bị thay thế bởi nhựa và sơn tĩnh điện rẻ hơn. [2] Các quá trình axit photphoric là sự phát triển gần đây nhất, cho đến nay chỉ được sử dụng làm tiền xử lý cho chất kết dính hoặc hữu cơ sơn. [1] Một loạt các biến thể độc quyền và ngày càng phức tạp của tất cả các quá trình anốt hóa này tiếp tục được phát triển bởi ngành công nghiệp, vì vậy xu hướng ngày càng tăng của các tiêu chuẩn quân sự và công nghiệp là phân loại theo tính chất phủ chứ không phải bằng hóa học quá trình.

Nhôm anodized [ chỉnh sửa ]

Hợp kim nhôm được anốt hóa để tăng khả năng chống ăn mòn và cho phép nhuộm (nhuộm màu), bôi trơn được cải thiện hoặc tăng độ bám dính. Tuy nhiên, anodizing không làm tăng sức mạnh của vật thể nhôm. Lớp anốt là không dẫn điện. [3]

Khi tiếp xúc với không khí ở nhiệt độ phòng, hoặc bất kỳ khí nào khác có chứa oxy, nhôm tự thụ động bằng cách tạo thành một lớp bề mặt của nhôm oxit vô định hình 2 dày đến 3nm, [4] giúp bảo vệ chống ăn mòn rất hiệu quả. Hợp kim nhôm thường tạo thành một lớp oxit dày hơn, dày 51515nm, nhưng có xu hướng dễ bị ăn mòn hơn. Các bộ phận hợp kim nhôm được anốt hóa để tăng đáng kể độ dày của lớp này để chống ăn mòn. Khả năng chống ăn mòn của hợp kim nhôm giảm đáng kể bởi một số nguyên tố hoặc tạp chất hợp kim nhất định: đồng, sắt và silicon, [5] vì vậy các hợp kim Al 2000-, 4000- và 6000 có xu hướng dễ bị ảnh hưởng nhất.

Mặc dù anodizing tạo ra một lớp phủ rất đều đặn và đồng đều, các vết nứt siêu nhỏ trong lớp phủ có thể dẫn đến ăn mòn. Hơn nữa, lớp phủ dễ bị hòa tan hóa học với sự có mặt của hóa học pH cao và thấp, dẫn đến tước lớp phủ và ăn mòn của chất nền. Để chống lại điều này, các kỹ thuật khác nhau đã được phát triển để giảm số lượng vết nứt, để chèn các hợp chất bền hơn về mặt hóa học vào oxit hoặc cả hai. Ví dụ, các vật phẩm anot hóa lưu huỳnh thường được niêm phong, thông qua niêm phong nhiệt thủy hoặc kết tủa, để giảm độ xốp và đường kẽ cho phép trao đổi ion ăn mòn giữa bề mặt và chất nền. Các con dấu kết tủa tăng cường sự ổn định hóa học nhưng kém hiệu quả trong việc loại bỏ các con đường trao đổi ion. Gần đây nhất, các kỹ thuật mới để chuyển đổi một phần lớp phủ oxit vô định hình thành các hợp chất vi tinh thể ổn định hơn đã được phát triển cho thấy sự cải thiện đáng kể dựa trên độ dài liên kết ngắn hơn.

Một số bộ phận máy bay bằng nhôm, vật liệu kiến ​​trúc và các sản phẩm tiêu dùng được anod hóa. Nhôm anodized có thể được tìm thấy trên máy nghe nhạc MP3, điện thoại thông minh, đa dụng cụ, đèn pin, dụng cụ nấu ăn, máy ảnh, đồ thể thao, súng, khung cửa sổ, mái nhà, trong tụ điện và trên nhiều sản phẩm khác để chống ăn mòn và khả năng giữ màu nhuộm . Mặc dù anodizing chỉ có khả năng chống mài mòn vừa phải, lỗ chân lông sâu hơn có thể giữ lại một lớp màng bôi trơn tốt hơn so với bề mặt mịn.

Lớp phủ anốt hóa có độ dẫn nhiệt và hệ số giãn nở tuyến tính thấp hơn nhiều so với nhôm. Do đó, lớp phủ sẽ bị nứt do ứng suất nhiệt nếu tiếp xúc với nhiệt độ trên 80 ° C (353 K). Lớp phủ có thể bị nứt, nhưng nó sẽ không bong tróc. [6] Điểm nóng chảy của nhôm oxit là 2050 ° C (2323 K), cao hơn nhiều so với 658 ° C (931 K) của aluminium. [6] Đây và không độ dẫn điện của nhôm oxit có thể làm cho việc hàn khó khăn hơn.

Trong các quá trình anốt hóa nhôm thương mại điển hình, oxit nhôm được phát triển xuống bề mặt và ra khỏi bề mặt với số lượng bằng nhau. [7] Vì vậy, anod hóa sẽ làm tăng kích thước bộ phận trên mỗi bề mặt thêm một nửa độ dày oxit. Ví dụ, lớp phủ dày 2 μm sẽ tăng kích thước bộ phận thêm 1 μm trên mỗi bề mặt. Nếu phần được anot hóa ở tất cả các phía, thì tất cả các kích thước tuyến tính sẽ tăng theo độ dày oxit. Bề mặt nhôm anodized cứng hơn nhôm nhưng có khả năng chống mài mòn thấp đến trung bình, mặc dù điều này có thể được cải thiện với độ dày và niêm phong.

Quá trình [ chỉnh sửa ]

Lớp nhôm anot hóa được phát triển bằng cách truyền một dòng điện trực tiếp qua dung dịch điện phân, với vật thể nhôm đóng vai trò là cực dương (điện cực dương). Dòng điện giải phóng hydro ở cực âm (điện cực âm) và oxy ở bề mặt cực dương nhôm, tạo ra sự tích tụ oxit nhôm. Dòng điện xoay chiều và dòng xung cũng có thể nhưng hiếm khi được sử dụng. Điện áp được yêu cầu bởi các giải pháp khác nhau có thể dao động từ 1 đến 300 V DC, mặc dù hầu hết rơi vào khoảng 15 đến 21 V. Điện áp cao hơn thường được yêu cầu cho lớp phủ dày hơn hình thành trong axit sunfuric và hữu cơ. Dòng anốt thay đổi theo diện tích nhôm được anốt hóa và thường dao động trong khoảng từ 30 đến 300 A / m 2 (2.8 đến 28 A / ft 2 ).

Anod hóa nhôm thường được thực hiện trong dung dịch axit, làm tan dần oxit nhôm. Tác động của axit được cân bằng với tốc độ oxy hóa để tạo thành một lớp phủ với các hạt nano, đường kính 1016150nm. [6] Các lỗ chân lông này là thứ cho phép dung dịch điện phân và dòng điện tiếp cận với chất nền nhôm và tiếp tục phát triển lớp phủ đến độ dày lớn hơn những gì được tạo ra bởi quá trình tự động hóa. [8] Tuy nhiên, những lỗ chân lông này sau đó sẽ cho phép không khí hoặc nước tiếp cận với chất nền và bắt đầu ăn mòn nếu không được niêm phong. Chúng thường chứa đầy thuốc nhuộm màu và / hoặc chất ức chế ăn mòn trước khi niêm phong. Bởi vì thuốc nhuộm chỉ là bề ngoài, oxit bên dưới có thể tiếp tục cung cấp khả năng chống ăn mòn ngay cả khi các vết trầy xước nhỏ có thể xuyên qua lớp nhuộm. [ cần trích dẫn ]

như nồng độ chất điện phân, độ axit, nhiệt độ dung dịch và dòng điện phải được kiểm soát để cho phép hình thành lớp oxit nhất quán. Các màng cứng hơn, dày hơn có xu hướng được tạo ra bởi các dung dịch loãng hơn ở nhiệt độ thấp hơn với điện áp và dòng điện cao hơn. Độ dày màng có thể dao động từ dưới 0,5 micromet cho công việc trang trí tươi sáng lên đến 150 micromet cho các ứng dụng kiến ​​trúc.

Nhôm hoàn thiện kép [ chỉnh sửa ]

Anodizing có thể được thực hiện kết hợp với lớp phủ chuyển đổi cromat. Mỗi quá trình cung cấp khả năng chống ăn mòn, với anodizing cung cấp một lợi thế đáng kể khi nói đến độ chắc chắn hoặc chống mài mòn vật lý. Lý do kết hợp các quá trình có thể khác nhau, tuy nhiên, sự khác biệt đáng kể giữa lớp phủ chuyển đổi anot hóa và cromat là tính dẫn điện của các màng được sản xuất. Mặc dù cả hai hợp chất ổn định, lớp phủ chuyển đổi cromat có độ dẫn điện tăng lên rất nhiều. Các ứng dụng có thể hữu ích này rất đa dạng, tuy nhiên, vấn đề nối đất các thành phần như là một phần của hệ thống lớn hơn là một vấn đề rõ ràng.

Quá trình hoàn thiện kép sử dụng tốt nhất từng quy trình phải cung cấp, anốt hóa với khả năng chống mài mòn cứng và lớp phủ chuyển đổi cromat với tính dẫn điện của nó. [9]

chuyển đổi lớp phủ toàn bộ thành phần, tiếp theo là mặt nạ trên bề mặt trong các khu vực mà lớp phủ cromat phải còn nguyên vẹn. Ngoài ra, lớp phủ cromat sau đó được hòa tan trong các khu vực không được che chắn. Các thành phần sau đó có thể được anốt hóa, với anodizing đưa đến các khu vực bị lột mặt nạ. Quá trình chính xác sẽ thay đổi tùy thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ, hình dạng thành phần và kết quả bắt buộc.

Các thông số kỹ thuật được sử dụng rộng rãi khác [ chỉnh sửa ]

Thông số kỹ thuật anod hóa được sử dụng rộng rãi nhất ở Hoa Kỳ là thông số kỹ thuật quân sự của Hoa Kỳ, MIL-A-8625, định nghĩa ba loại anod hóa nhôm . Loại I là anot hóa axit cromic, Loại II là anot hóa axit sunfuric và loại III là anot hóa axit sunfuric cứng. Các thông số kỹ thuật anod hóa khác bao gồm nhiều MIL-SPEC (ví dụ: MIL-A-63576), thông số kỹ thuật ngành hàng không vũ trụ của các tổ chức như SAE, ASTM và ISO (ví dụ: AMS 2469, AMS 2470, AMS 2471, AMS 2472, AMS 2482, ASTM B580, ASTM D3933, ISO 10074 và BS 5599) và thông số kỹ thuật cụ thể của công ty (chẳng hạn như của Boeing, Lockheed Martin, Airbus và các nhà thầu lớn khác). AMS 2468 đã lỗi thời. Không có thông số kỹ thuật nào trong số này xác định một quy trình chi tiết hoặc hóa học, mà là một bộ các thử nghiệm và các biện pháp đảm bảo chất lượng mà sản phẩm anod hóa phải đáp ứng. BS 1615 cung cấp hướng dẫn trong việc lựa chọn hợp kim để anốt hóa. Đối với công việc quốc phòng của Anh, một quá trình anốt hóa crom và lưu huỳnh chi tiết được mô tả lần lượt bằng DEF STAN 03-24 / 3 và DEF STAN 03-25 / 3. [10][11]

Anod hóa axit cromic (Loại I) [ chỉnh sửa ]

Quá trình anốt hóa lâu đời nhất sử dụng axit cromic. Nó được biết đến rộng rãi như là quá trình Bengough-Stuart. Ở Bắc Mỹ, nó được gọi là Loại I vì nó được chỉ định bởi tiêu chuẩn MIL-A-8625, nhưng nó cũng được bảo vệ bởi AMS 2470 và MIL-A-8625 Loại IB. Ở Anh, nó thường được chỉ định là Def Stan 03/24 và được sử dụng ở những khu vực dễ tiếp xúc với nhiên liệu đẩy, v.v. Ngoài ra còn có các tiêu chuẩn của Boeing và Airbus. Axit cromic tạo ra các màng mỏng hơn, 0,5 mm đến 18 mm (0,00002 "đến 0,0007") [12] mềm hơn, mềm hơn, dễ uốn hơn và ở mức độ tự phục hồi. Chúng khó nhuộm hơn và có thể được áp dụng như một tiền xử lý trước khi vẽ. Phương pháp tạo màng khác với sử dụng axit sunfuric ở chỗ điện áp được tăng cường trong suốt quá trình xử lý.

Anod hóa axit sunfuric (Loại II & III) [ chỉnh sửa ]

Axit sunfuric là giải pháp được sử dụng rộng rãi nhất để sản xuất lớp phủ anot hóa. Các lớp phủ có độ dày vừa phải 1,8 mm đến 25 mm (0,00007 "đến 0,001") [12] được gọi là Loại II ở Bắc Mỹ, được đặt tên theo MIL-A-8625, trong khi lớp phủ dày hơn 25 mm (0,001 ") được gọi là Loại III, lớp phủ cứng, anod hóa cứng, hoặc anod hóa kỹ thuật. Các lớp phủ rất mỏng tương tự như các lớp được tạo ra bởi quá trình anot hóa crom được gọi là Loại IIB. Các lớp phủ dày đòi hỏi phải kiểm soát quá trình nhiều hơn, [6] và được sản xuất trong bể lạnh gần điểm đóng băng nước có điện áp cao hơn lớp phủ mỏng hơn. Quá trình anốt hóa cứng có thể được làm dày từ 13 đến 150 mm (0,0005 "đến 0,006"). Độ dày anốt làm tăng khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn, khả năng giữ lại chất bôi trơn và lớp phủ PTFE, và cách điện và cách nhiệt Các tiêu chuẩn cho quá trình anốt hóa lưu huỳnh mỏng (Mềm / Tiêu chuẩn) được đưa ra bởi MIL-A-8625 Loại II và IIB, AMS 2471 (không nhuộm) và AMS 2472 (nhuộm), BS EN ISO 12373/1 (trang trí), BS 3987 ( Kiến trúc). Tiêu chuẩn cho anod hóa lưu huỳnh dày được đưa ra bởi MIL-A-8625 Loại III, AMS 2469, BS ISO 10074, BS EN 2536 và AMS 2468 và DEF STAN lỗi thời 03-26 / 1.

Anod hóa axit hữu cơ [ chỉnh sửa ]

Anodizing có thể tạo ra màu không thể tách rời màu vàng mà không cần nhuộm nếu được thực hiện trong axit yếu với điện áp cao, mật độ dòng điện cao và làm lạnh mạnh. [19659054] Các sắc thái màu được giới hạn trong phạm vi bao gồm vàng nhạt, vàng, đồng sâu, nâu, xám và đen. Một số biến thể nâng cao có thể tạo ra một lớp phủ màu trắng với độ phản xạ 80%. Màu của màu được tạo ra rất nhạy cảm với các biến thể trong quá trình luyện kim của hợp kim cơ bản và không thể được sao chép một cách nhất quán. [2]

Anod hóa trong một số axit hữu cơ, ví dụ axit malic, có thể xâm nhập 'tình huống, trong đó dòng điện thúc đẩy axit tấn công nhôm mạnh hơn nhiều so với bình thường, dẫn đến các hố và sẹo lớn. Ngoài ra, nếu dòng điện hoặc điện áp được điều khiển quá cao, 'đốt' có thể được đặt trong; trong trường hợp này, nguồn cung cấp hoạt động như thể gần như ngắn lại và các vùng đen lớn, không đồng đều và vô định hình phát triển.

Anod hóa màu tích phân thường được thực hiện với các axit hữu cơ, nhưng hiệu quả tương tự đã được tạo ra trong phòng thí nghiệm với axit sulfuric rất loãng. Anodizing màu tích phân ban đầu được thực hiện với axit oxalic, nhưng các hợp chất thơm sulfonated có chứa oxy, đặc biệt là axit sulfosalicylic, đã phổ biến hơn kể từ những năm 1960. [2] Độ dày lên đến 50 μm có thể đạt được. Anodizing axit hữu cơ được gọi là Type IC bởi MIL-A-8625.

Anod hóa axit photphoric [ chỉnh sửa ]

Anodizing có thể được thực hiện trong axit photphoric, thường là chuẩn bị bề mặt cho chất kết dính. Điều này được mô tả trong tiêu chuẩn ASTM D3933.

Tắm Borate và tartrate [ chỉnh sửa ]

Anodizing cũng có thể được thực hiện trong phòng tắm borat hoặc tartrate trong đó oxit nhôm không hòa tan. Trong các quá trình này, sự tăng trưởng của lớp phủ dừng lại khi phần được bao phủ hoàn toàn và độ dày có liên quan tuyến tính với điện áp được áp dụng. [6] Các lớp phủ này không có lỗ chân lông, liên quan đến các quá trình axit sunfuric và cromic. [6] Loại này của lớp phủ được sử dụng rộng rãi để tạo ra các tụ điện điện phân, bởi vì các màng nhôm mỏng (thường dưới 0,5 mm) sẽ có nguy cơ bị xuyên thủng bởi các quá trình axit. [1]

Quá trình oxy hóa điện phân plasma [ chỉnh sửa ] ] Oxy hóa điện phân plasma là một quá trình tương tự, nhưng khi điện áp cao hơn được áp dụng. Điều này gây ra tia lửa xảy ra, và dẫn đến lớp phủ tinh thể / gốm nhiều hơn.

Các kim loại khác [ chỉnh sửa ]

Titan anodized [ chỉnh sửa ]

Các màu được chọn có thể đạt được thông qua quá trình anốt hóa titan. được sử dụng trong một thế hệ gần đây của cấy ghép nha khoa. Một lớp oxit anot hóa có độ dày trong phạm vi 30 nanomet (1.2 × 10 6 in) đến vài micromet. [13] Tiêu chuẩn cho quá trình anốt hóa titan được đưa ra bởi AMS 2487 và AMS 2488.

Anodizing titan tạo ra một loạt các màu sắc khác nhau mà không cần thuốc nhuộm, đôi khi nó được sử dụng trong nghệ thuật, trang sức trang phục, trang sức xuyên thấu cơ thể và nhẫn cưới. Màu sắc hình thành phụ thuộc vào độ dày của oxit (được xác định bởi điện áp anốt hóa); nó được gây ra bởi sự giao thoa của ánh sáng phản xạ khỏi bề mặt oxit với ánh sáng truyền qua nó và phản xạ khỏi bề mặt kim loại bên dưới.

Magiê anodized [ chỉnh sửa ]

Magiê được anốt hóa chủ yếu như là một mồi cho sơn. Một lớp màng mỏng (5 μm) là đủ cho điều này. [14] Lớp phủ dày hơn 25 mm trở lên có thể cung cấp khả năng chống ăn mòn nhẹ khi được niêm phong bằng dầu, sáp hoặc natri silicat. [14] Tiêu chuẩn cho quá trình anốt hóa magiê được đưa ra trong AMS 2466 , AMS 2478, AMS 2479 và ASTM B893.

Kẽm anốt hóa [ chỉnh sửa ]

Kẽm hiếm khi được anốt hóa, nhưng một quá trình được phát triển bởi Tổ chức nghiên cứu kẽm chì quốc tế và được bảo vệ bởi MIL-A-81801. [14] A dung dịch amoni photphat, cromat và florua có điện áp lên đến 200 V có thể tạo ra các lớp phủ màu xanh ô liu dày tới 80 mm. [14] Các lớp phủ này cứng và chống ăn mòn.

Kẽm hoặc thép mạ kẽm có thể được anốt hóa ở điện áp thấp hơn (20 dòng30 V) cũng như sử dụng dòng điện trực tiếp từ bồn tắm silicat có chứa nồng độ natri silicat, natri hydroxit, borax, natri nitrit và niken sunfat khác nhau. [15]

[ chỉnh sửa ]

Niobi anod hóa theo kiểu tương tự như titan với một loạt các màu hấp dẫn được hình thành do nhiễu ở các độ dày màng khác nhau. Một lần nữa độ dày màng phụ thuộc vào điện áp anốt. [16][17] Công dụng bao gồm trang sức và tiền kỷ niệm.

Anodized tantalum [ chỉnh sửa ]

Tantalum anod hóa theo kiểu tương tự như titan và niobi với một loạt các màu hấp dẫn được hình thành do nhiễu ở các độ dày màng khác nhau. Một lần nữa, độ dày màng phụ thuộc vào điện áp anốt và thường dao động từ 18 đến 23 Angstroms mỗi volt tùy thuộc vào chất điện phân và nhiệt độ. Sử dụng bao gồm các tụ điện tantali.

Vỏ iPod Mini màu được nhuộm sau quá trình anot hóa và trước khi hàn nhiệt

Các quá trình anốt hóa phổ biến nhất, ví dụ axit sunfuric trên nhôm, tạo ra bề mặt xốp có thể dễ dàng chấp nhận thuốc nhuộm. Số lượng màu nhuộm gần như vô tận; tuy nhiên, màu sắc được sản xuất có xu hướng thay đổi theo hợp kim cơ sở. Các màu phổ biến nhất trong công nghiệp, do chúng tương đối rẻ, là vàng, xanh lá cây, xanh dương, đen, cam, tím và đỏ. Mặc dù một số có thể thích màu nhạt hơn, nhưng trong thực tế, chúng có thể khó sản xuất trên một số hợp kim nhất định như lớp đúc silicon cao và hợp kim nhôm-đồng 2000-series. Một mối quan tâm khác là "độ bền màu" của thuốc nhuộm hữu cơ, một số màu (đỏ và xanh lam) đặc biệt dễ bị phai màu. Thuốc nhuộm đen và vàng được sản xuất bằng phương tiện vô cơ (ferric ammonium oxalate) nhẹ hơn. Nhuộm anodizing thường được niêm phong để giảm hoặc loại bỏ thuốc nhuộm chảy ra.

Ngoài ra, kim loại (thường là thiếc) có thể được lắng đọng điện hóa trong các lỗ của lớp phủ anốt để cung cấp màu sắc nhẹ hơn. Màu nhuộm kim loại từ màu rượu sâm banh nhạt đến màu đen. Màu đồng thường được sử dụng cho kim loại kiến ​​trúc.

Ngoài ra, màu sắc có thể được tạo ra không thể thiếu cho bộ phim. Điều này được thực hiện trong quá trình anot hóa bằng cách sử dụng axit hữu cơ trộn với chất điện phân lưu huỳnh và dòng điện xung.

Hiệu ứng Splash được tạo ra bằng cách nhuộm bề mặt xốp không được bảo vệ bằng màu sáng hơn và sau đó bắn các thuốc nhuộm màu tối hơn lên bề mặt. Hỗn hợp thuốc nhuộm nước và dung môi cũng có thể được áp dụng xen kẽ vì các thuốc nhuộm màu sẽ chống lại nhau và để lại các hiệu ứng đốm.

In [ chỉnh sửa ]

Hình ảnh và đồ họa chất lượng hình ảnh với màu sắc sống động có thể được in vào lớp ôxít xốp không nung bằng cách sử dụng thuốc nhuộm màu qua màn hình lụa, chuyển thăng hoa hoặc máy in kỹ thuật số. Đồ họa chất lượng nghệ thuật có thể đạt được bằng cách sử dụng máy in. Đồ họa màu cũng có thể được áp dụng trực tiếp bằng tay bằng cách sử dụng bút lông, miếng bọt biển hoặc cọ sơn. Anodizing in được niêm phong để ngăn chặn hoặc giảm chảy máu nhuộm. Sử dụng bao gồm gậy bóng chày, bảng hiệu, đồ nội thất, khay phẫu thuật, linh kiện xe máy và khuôn đúc kiến ​​trúc.

Niêm phong [ chỉnh sửa ]

Các giải pháp anot hóa axit tạo ra lỗ chân lông trong lớp phủ anot hóa. Những lỗ chân lông này có thể hấp thụ thuốc nhuộm và giữ lại chất bôi trơn, nhưng cũng là một con đường để ăn mòn. Khi đặc tính bôi trơn không quan trọng, chúng thường được niêm phong sau khi nhuộm để tăng khả năng chống ăn mòn và giữ màu nhuộm. Ngâm lâu trong nước hoặc nước khử ion nóng sôi là quá trình hàn kín đơn giản nhất, mặc dù nó không hoàn toàn hiệu quả và giảm 20% khả năng chống mài mòn. [6] Oxit được chuyển thành dạng ngậm nước, và kết quả là làm giảm độ xốp của bề mặt. Niêm phong lạnh, nơi lỗ chân lông được đóng lại bằng cách ngâm tẩm chất bịt kín trong bồn tắm ở nhiệt độ phòng, phổ biến hơn do tiết kiệm năng lượng. Các lớp phủ kín trong phương pháp này không phù hợp cho liên kết dính. Tanh, niken acetate, coban acetate, và niêm phong natri hoặc kali dicromat nóng thường được sử dụng. MIL-A-8625 yêu cầu niêm phong cho lớp phủ mỏng (Loại I và II) và cho phép nó như là một tùy chọn cho lớp dày (Loại III).

Làm sạch [ chỉnh sửa ]

Bề mặt nhôm anod hóa không được làm sạch thường xuyên dễ bị nhuộm cạnh bảng, [18] một loại vết bẩn bề mặt duy nhất có thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn cấu trúc của kim loại.

Tác động môi trường [ chỉnh sửa ]

Anodizing là một trong những quy trình hoàn thiện kim loại thân thiện với môi trường hơn. Ngoại trừ anod hóa hữu cơ (còn gọi là màu tích phân), các sản phẩm phụ chỉ chứa một lượng nhỏ kim loại nặng, halogen hoặc các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi. Quá trình anot hóa màu tích hợp không tạo ra VOC, kim loại nặng hoặc halogen vì tất cả các sản phẩm phụ được tìm thấy trong dòng nước thải của các quá trình khác đến từ thuốc nhuộm hoặc vật liệu mạ của chúng. [19] Các chất thải anod hóa phổ biến nhất, nhôm hydroxit và nhôm sunfat, được tái chế để sản xuất phèn, bột nở, mỹ phẩm, giấy in báo và phân bón hoặc được sử dụng bởi các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp.

Cân nhắc cơ học [ chỉnh sửa ]

Anodizing sẽ làm nổi lên bề mặt, vì oxit được tạo ra chiếm nhiều không gian hơn kim loại cơ bản được chuyển đổi. [20] nơi có dung sai chặt chẽ. Nếu vậy, độ dày của lớp anodizing phải được tính đến khi chọn kích thước gia công. Một thực tiễn chung về bản vẽ kỹ thuật là xác định rằng "kích thước được áp dụng sau khi tất cả các bề mặt hoàn thiện". Điều này sẽ buộc cửa hàng máy phải tính đến độ dày anốt hóa khi thực hiện gia công cuối cùng của bộ phận cơ khí trước khi anot hóa. Ngoài ra, trong trường hợp các lỗ nhỏ được xâu để chấp nhận ốc vít, việc anốt hóa có thể khiến các ốc vít liên kết, do đó, các lỗ ren có thể cần phải được đuổi bằng một vòi để khôi phục kích thước ban đầu. Ngoài ra, vòi quá khổ đặc biệt có thể được sử dụng để bù đắp cho sự tăng trưởng này. Trong trường hợp các lỗ chưa được đọc chấp nhận các chân hoặc thanh có đường kính cố định, một lỗ hơi quá khổ để cho phép thay đổi kích thước có thể phù hợp. Tùy thuộc vào hợp kim và độ dày của lớp phủ anot hóa, cùng có thể có tác động tiêu cực đáng kể đến tuổi thọ mỏi. Ngược lại, nó cũng có thể làm tăng tuổi thọ mỏi bằng cách ngăn ngừa rỗ ăn mòn.

Tài liệu tham khảo [ chỉnh sửa ]

  1. ^ a b Sheasby & Pinner 2001, tr. 346 [5995959
  2. ^ a b ] Sheasby & Pinner 2001, trang 597 Từ742.
  3. ^ Davis 1993, tr. 376.
  4. ^ Sheasby & Pinner 2001, tr. 5.
  5. ^ Sheasby & Pinner 2001, tr. 9.
  6. ^ a b c e f g h Edwards, Joseph (1997). Hệ thống xử lý lớp phủ và bề mặt cho kim loại . Kết thúc ấn phẩm Ltd. và ASM International. trang 34 Tiếng 38. Sđt 0-904477-16-9.
  7. ^ Kutz, Myer. "Lớp phủ bảo vệ cho hợp kim nhôm". Sổ tay suy thoái môi trường vật liệu . Norwich, NY: William Andrew. tr. 353. ISBN 976-0-8155-1749-8.
  8. ^ Sheasby & Pinner 2001, trang 327 Lời425.
  9. ^ "Các loại Anodising là gì và loại nào vật liệu bạn có thể Anodise? ". www.man producuringnetwork.com . Lưu trữ từ bản gốc vào ngày 2015-11-26 . Đã truy xuất 2015-11-25 .
  10. ^ STAN 03-24 / 3
  11. ^ STAN 03-25 / 3
  12. ^ a b Đặc điểm kỹ thuật quân sự Hoa Kỳ MIL-A-8625, cơ sở dữ liệu ASSIST Lưu trữ 2007-10-06 tại Máy Wayback.
  13. ^ "Bản sao lưu trữ" (PDF) . Lưu trữ (PDF) từ bản gốc vào ngày 2011-09-27 . Đã truy xuất 2011-06-15 .
  14. ^ a b c d Edwards, Joseph (1997). Hệ thống xử lý lớp phủ và bề mặt cho kim loại . Kết thúc ấn phẩm Ltd. và ASM International. trang 39 Tiếng40. Sđt 0-904477-16-9.
  15. ^ Imam, M. A., Moniruzzaman, M., & Mamun, M. A. PHÂN TÍCH ZINC CHO CÁC TÍNH CHẤT MẶT B IMNG MẮT. Thủ tục tố tụng của một cuộc họp được tổ chức vào ngày 20 tháng 11 năm 2011, Đại hội ăn mòn quốc tế lần thứ 18, Perth, Úc, trang 199 đoạn 206 (2012), ISBN Muff618393630
  16. ^ Biason Gomes, M. A.; Onofre, S.; Juanto, S.; de S. Bulhões, L. O. (1991). "Anod hóa niobi trong môi trường axit sunfuric". Tạp chí điện hóa ứng dụng . 21 (11): 1023 Tiết1026. doi: 10.1007 / BF01077589.
  17. ^ Chiou, Y. L. (1971). "Một lưu ý về độ dày của màng oxit niobi anot hóa". Phim rắn mỏng . 8 (4): R37 hạ R39. Mã số: 1971TSF ….. 8R..37C. doi: 10.1016 / 0040-6090 (71) 90027-7.
  18. ^ Prasad, Rajendra (2017-03-04). Sách tay về hóa học kỹ thuật: Sách giáo khoa dành cho sinh viên văn bằng . Nhà xuất bản giáo dục. Được lưu trữ từ bản gốc vào 2018-04-24.
  19. ^ "Anodizing và môi trường". Lưu trữ từ bản gốc vào ngày 8 tháng 9 năm 2008 . Truy xuất 2008-09-08 .
  20. ^ http://www.arrowcryogenics.com/hard-coat-al nhôm-anodizing.htmlm

Tài liệu tham khảo [ chỉnh sửa ]

  • Davis, Joseph R. (1993). Nhôm và hợp kim nhôm (tái bản lần thứ 4). ASM quốc tế. Sê-ri 980-0-87170-496-2. OCLC 246875365.
  • Sheasby, P. G.; Pinner, R. (2001). Xử lý bề mặt và hoàn thiện nhôm và hợp kim của nó . 2 (lần thứ sáu). Công viên vật liệu, Ohio & Stevenage, Vương quốc Anh: ASM International & Finishing Publications. ISBN 0-904477-23-1.

Liên kết ngoài [ chỉnh sửa ]

visit site
site