陽極處理與電鍍常識

2022-07-19 22:51:04 字數 1941 閱讀 5144

陽極處理是化成皮膜(conversion coating)技術的一種,根據astm的定義化成皮膜指的是利用化學或電化學處理,使金屬表面生成一種含有該金屬成份的皮膜層,例如鋅的鉻酸鹽皮膜處理,鋼鐵的磷酸鹽皮膜處理,鋁合金的陽極處理等,欲施行化成皮膜處理的金屬,其形成的化合物或氧化物必須不具水溶性,同時也不是粉狀物,亦即必須是連續皮膜。

一般鋁合金很容易氧化,氧化層雖有一定鈍化作用,但長期曝露之結果,氧化層仍會剝落,喪失保護作用,因此陽極處理的目的即利用其易氧化之特性,藉電化學方法控制氧化層之生成,以防止鋁材進一步氧化,同時增加表面的機械性質。

陽極處理

陽極處理為一種電解過程,提供鍍層金屬的金屬片作用有如陽極,電解液通常為鍍著金屬的離子溶液,被鍍物作用則有如陰極。陽極與陰極間輸入電壓後,吸引電解液中的金屬離子游至陰極,還原後即鍍著其上。同時陽極的金屬再溶解,提供電解液更多的金屬離子。

某些情況下使用不溶性陽極,電鍍時需新增新群電解液補充鍍著金屬離子。

一般鋁合金很容易氧化,氧化層雖有一定鈍化作用,但長期曝露之結果,氧化層仍會剝落,喪失保護作用,因此陽極處理的目的即利用其易氧化之特性,藉電化學方法控制氧化層之生成,以防止鋁材進一步氧化,同時增加表面的機械性質。

陽極處理電解液

鋁合金陽極處理使用的電解液有很多種,每一種電解液的主要化學成份不同,經其處理後的皮膜組織不同,性質也因之有所差異;有些場合即以電解液歸類製程。文獻資料有很多不同的配方例,以下每一種僅舉一例,但並非僅有此種配方。

硫酸液例如alumilite製程含15~20﹪硫酸,電壓是14~22伏特,電流密度是1~2a/dm2,操作溫度18~25℃,處理時間10~60分鐘,皮膜厚度3~35μm,皮膜呈無色透明。

硫酸液製程所得皮膜抗蝕性良好,而且抗磨耗性佳,此製程若將操作溫度降至5℃以下,硫酸濃度降至7﹪左右,處理電壓提高至23~120伏特,可以長時間處理以獲得厚至200μm以上的硬質陽極皮膜,應用於需耐磨耗的場合。

草酸液例如eloxal gx製程含3~5﹪草酸,電壓是40~60伏特,電流密度是1~2a/dm2,操作溫度18~20℃,處理時間40~60分鐘,皮膜呈黃色,厚度10~65μm,此製程成本高於硫酸液製程。操作溫度可以降至3~5℃,經長時間處理以獲得厚達625μm的皮膜。草酸液的色澤較多樣化。

鉻酸液例如含5~10﹪鉻酸,電壓是40伏特,電流密度是0.15~0.30a/dm2,操作溫度35℃,處理時間30分鐘,所得皮膜約2~3μm,皮膜呈灰色或灰綠色,具有良好的抗蝕性,但耐磨耗性較差,在應用上方能不需封孔。

磷酸液例如含10﹪磷酸,電壓是10~12伏特,電流密度較不定,操作溫度23~25℃,處理時間20~30分鐘,皮膜呈無色,厚度1~2μm;磷酸液處理之皮膜孔隙較大,適於後續電鍍。

以上四種電鍍液較常用,其原因是,這四種電解液中形成皮膜時,實際上有一定的孔隙,允許鋁持續溶出以形成皮膜,同時其皮膜具有一定的溶解度,因此皮膜可以持續成長至其溶解速度與成長速度相等為止,但是,它種電解液如硼酸液,酒石酸液等,其生成的皮膜很緻密,不易再允許鋁經由電解溶出,因之僅能形成很薄的皮膜。

電鍍電鍍為一種電解過程,提供鍍層金屬的金屬片作用有如陽極,電解液通常為鍍著金屬的離子溶液,被鍍物作用則有如陰極。陽極與陰極間輸入電壓後,吸引電解液中的金屬離子游至陰極,還原後即鍍著其上。同時陽極的金屬再溶解,提供電解液更多的金屬離子。

某些情況下使用不溶性陽極,電鍍時需新增新群電解液補充鍍著金屬離子。

一般泛指以電解還原反應在物體上鍍一層膜。其目前使用種類有:一般電鍍法(electroplating)、復合電鍍 (composite plating)、合金電鍍 (alloy plating)、區域性電鍍 (selective plating) 、筆電鍍(pen plating)等等。

由於電鍍表面具有保護兼裝飾效用;故廣被應用。也有少部分的電鍍提供其它特性,諸如高導電性、高度光反射性或降低毒性, 最常使用的電鍍金屬為鎳、鉻、錫、銅、銀及金。

至於金屬的表面處理有陰極處理與陽極處理兩種,是因為每種金屬解離出來的離子帶電性不同而分,基本上原理是相同的;如果是陽性金屬離子,當然選擇陰性電解液,而陰性金屬離子,當然選擇陽性電解液.

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