添加劑對陽極氧化鋁膜性能的影響研究.pdf

1、陽極氧化鋁膜在建筑、裝飾、航空等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文結(jié)合添加劑在提高陽極氧化膜耐蝕性能方面的研究現(xiàn)狀，對稀土鹽和有機物兩種添加劑及其復(fù)合添加劑對氧化膜性能的影響進行研究。 本文選取Ce(SO4)2、La2(SO4)3、草酸、檸檬酸、甘油作為單一添加劑分別加入硫酸電解液中，并采用傳統(tǒng)的陽極氧化工藝制備出多孔氧化鋁膜。通過所得氧化膜厚度、硬度及耐蝕性測試，并以耐蝕性為主要評價指標，優(yōu)選出最佳單一添加劑為硫酸高鈰，并確定其最佳

2、添加量為1mmol/L。通過測定氧化膜的硬度、厚度、耐蝕性隨氧化時間的變化規(guī)律，確定最佳氧化時間為1h。 在含有硫酸高鈰的硫酸電解液中分別加入草酸、檸檬酸、甘油三種具有代表性的有機添加劑，通過對所得陽極氧化膜的厚度、硬度、耐蝕性的研究，并以耐蝕性為主要評價指標，優(yōu)選出與鈰鹽有最佳協(xié)同效應(yīng)的有機添加劑種類為檸檬酸，其最佳添加量為0.6mol/L，并且得到復(fù)合添加劑在提高氧化膜的耐蝕性能方面優(yōu)于單一添加劑。氧化過程的電流-時間曲線及

3、電化學阻抗的研究結(jié)果表明，單一和復(fù)合添加劑均不改變陽極氧化的過程，卻使阻擋層的厚度增加，從而使膜的耐蝕性增強。但加入復(fù)合添加劑后，所得膜在NaCl中的耐蝕機制發(fā)生改變，生成的大分子絡(luò)合物堵塞孔口，從而使其耐蝕性進一步加強。 隨后對硫酸、硫酸+硫酸高鈰、硫酸+硫酸高鈰+檸檬酸三種電解液中所得氧化鋁膜的性能進行了比較。通過化學浸蝕法得到：三種膜在中性、酸性、堿性介質(zhì)中的耐蝕性順序為中性>酸性>堿性。通過TEM、XRD、EDS測試技術(shù)

4、對添加劑作用下所得氧化膜的表面形貌、結(jié)構(gòu)及組成進行分析，結(jié)果表明添加劑的加入，使氧化膜的孔徑減小、孔壁增厚、孔隙率降低，從而使其耐蝕性增大，但對膜的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)及組成沒有影響。 最后通過對三種電解液中離子形態(tài)的分析，并結(jié)合氧化過程中電流-時間曲線的特點和電化學阻抗技術(shù)的研究結(jié)果，初步探討了添加劑在陽極氧化過程中可能的作用機制。由于稀土離子具有較高的價態(tài)和較正的標準氧化還原電位，在陽極氧化過程中對某些中間反應(yīng)起到類似于催化劑的作用，