Anoodoksiidkilede värvimine ja tihendamine

Anoodoksiidkilede värvimine ja tihendamine

Alumiinium ja selle sulamid tekitasid pärast anoodset oksüdatsioonitöötlust selle pinnale poorse oksiidkile kihi, pärast värvimist ja tihendamist on võimalik saada erinevaid värve ning parandada kile korrosioonikindlust, kulumiskindlust.

Elektrolüütilise värvimisprotsessi skemaatiline diagramm:

 Oksiidkile värvimine

(1) Anorgaaniline pigmentvärv

peamiselt füüsikaline adsorptsioon, st anorgaanilised pigmendimolekulid adsorbeeritakse täidetava kilekihi mikropoorse pinnale. Tooni värvimise meetod ei ole hele ja kooslus aluspinnaga on halb, kuid päikesekindlus on parem. Anorgaaniliste pigmentide värvimiseks kasutatavad värvained jagunevad kahte tüüpi ja metalli pärast anoodset oksüdatsiooni tuleks immutada vaheldumisi kahte tüüpi lahuses, kuni kahte tüüpi soolade reaktiivsete saaduste (pigmentide) arv oksüdeeritud kiles vastab nõutavale toonile.

(2) Orgaaniline värvaine

 mehhanism on keerulisem, üldiselt arvatakse, et sellel on füüsiline adsorptsioon ja keemiline reaktsioon. Orgaanilised värvainemolekulid ja alumiiniumoksiidi keemiline kombinatsioon järgmistest viisidest, kuidas alumiiniumoksiidi ja värvaine molekulid fenoolrühmal moodustavad kovalentseid sidemeid; alumiiniumoksiid ja värvaine molekulid fenoolrühmal vesiniksidemete moodustamiseks; alumiiniumoksiidi ja värvainete molekulid, et moodustada komplekse. Orgaanilistel värvainetel on lai valik erksaid värve, kuid neil on halb päikesevalguskindlus. Värvimislahuse valmistamiseks on parem kasutada destilleeritud või deioniseeritud vett kui kraanivett, sest kraanivees olevad kaltsiumi- ja magneesiumiioonid koordineeritakse värvimolekulidega, moodustades koordinatsiooniühendeid, mis muudab värvimislahuse vananenuks.

(3) Elektrolüütiline värvimine

on alumiiniumi ja selle sulamite anoodiline oksüdeerimine elektrolüüsiks mõeldud metallisoolasid sisaldavaks elektrolüütiliseks lahuseks elektrokeemilise reaktsiooni kaudu, nii et raskmetallide ioonid oksiidkile pooridesse metalliaatomiteks, sadestuvad poori põhja mittepoorsele kihile ja värvivad (joonis 5.10). Elektrolüütilise värvimisprotsessiga saadud värvilisel oksiidkilel on hea kulumiskindlus, päikesevalguskindlus, kuumakindlus, korrosioonikindlus ning stabiilne ja kauakestev värv ning seda kasutatakse nüüd laialdaselt arhitektuurse kaunistamise alumiiniumprofiilides. Mida kõrgemat pinget ja pikemat aega kasutatakse elektrolüütiliseks värvimiseks, seda tumedam on värv.

 

Oksiidkile tihendustöötlus

Pärast alumiiniumi ja selle sulamite anoodilist oksüdeerimist, olenemata sellest, kas see on värviline või mitte, on vaja õigeaegselt läbi viia tihendustöötlus, mille eesmärk on fikseerida värvained mikropooridesse, vältides eritumist ning samal ajal parandada kile hõõrdumist, päikesevalgust, korrosiooni ja isolatsiooniomadusi. Tihendamismeetodid hõlmavad kuuma vee sulgemise meetodit, veeauru sulgemise meetodit, dikromaadi sulgemise meetodit, hüdrolüüsi sulgemismeetodit ja täite sulgemise meetodit.

(1) Kuuma vee sulgemismeetodi põhimõte

on kasutada amorfse AL2O3 hüdraatimist: AL2O3+nH2O=AL2O3-nH2O

Kus on 1 või 3. Kui AL2O3 hüdraatunud alumiiniumoksiidi AL2O3-H2O puhul hüdreeritakse, võib selle maht suureneda ligikaudu 33% võrra; tekkis alumiiniumoksiidtrihüdraat AL2O3-3H2O, selle maht suurenes umbes 100%. AL2O3 hüdratatsiooni tulemusena oksiidkile pinnal ja pooride seinal suureneb maht ja sulgub kile poorid.

Kuuma veega suletud protsess kuuma vee temperatuuriks 90–100 °C, pH 6–7,5, aeg 15–30 min. suletud vesi peab olema destilleeritud või deioniseeritud vesi ning kraanivett ei tohi kasutada, vastasel juhul vähendab see oksiidkile läbipaistvust ja värvi.

(2) Veeauru sulgemise meetodi põhimõte

See on sama, mis kuuma vee sulgemise meetod, kuid efekt on palju parem, kuid hind on kõrgem.

(3) Dikromaadi sulgemise meetod

Teostatakse tugeva oksüdeeriva omadusega kaaliumdikromaadi lahuses ja kõrgemal temperatuuril. Anodeeritud alumiiniumitükkide lahusesse söötmisel on pooride seinte oksiidkilel ja alumiiniumoksiidil vesilahuses oleva kaaliumdikromaadiga järgmine keemiline reaktsioon:

2AL2O3+3K2Cr2O7+5H20=2ALOHCrO4+2ALOHCr2O7+6KOH

Kuuma vee molekulide tekitatud leelisalumiiniumkromaat ja leelisalumiiniumdikromaat sadestuvad ning alumiiniumoksiidi monohüdraat ja alumiiniumoksiidi trihüdraat koos alumiiniumoksiidiga sulgevad oksiidkile mikropoorid. Tihendamislahuse valem ja protsessitingimused on järgmised: kaaliumdikromaat 50-70 g/L; temperatuur 90~95 °C; aeg 15~25 min; pH väärtus 6-7.

Selle meetodiga töödeldud oksiidkile on kollast värvi ja hea korrosioonikindlusega. See sobib sulgemiseks pärast alumiiniumisulami anoodset oksüdeerimist kaitse eesmärgil ja ei sobi värviva oksiidkile sulgemiseks kaunistamise eesmärgil.

(4) Hüdrolüüsi sulgemise meetod

Viitab järgmisele hüdrolüüsireaktsioonile pärast seda, kui niklisoola ja koobaltisoola äärmiselt lahjendatud lahus on adsorbeeritud oksiidkilega:

NI2+ + 2H2O=NI(OH)2+2H+

Co2+ + 2H2O = Co(OH)2+2H+.

Tekkinud nikkelhüdroksiid või koobalthüdroksiid ladestatakse oksiidkile mikropooridesse, sulgedes seega poorid. Kuna väike kogus nikkelhüdroksiidi ja koobalthüdroksiidi on peaaegu värvitu, sobib see meetod eriti hästi värviva oksiidkile sulgemiseks.

(5) Täitmine suletud meetod

Lisaks ülalkirjeldatud suletud meetodile saab anoodoksiidkile kasutada ka orgaanilisi aineid, nagu läbipaistev lakk, sulaparafiin, erinevad vaigud ja kuivad õlid jne.