Barvanje in tesnjenje anodnih oksidnih filmov

Barvanje in tesnjenje anodnih oksidnih filmov

Aluminij in njegove zlitine po obdelavi z anodno oksidacijo na svoji površini ustvarijo plast poroznega oksidnega filma, po obdelavi z barvanjem in tesnjenjem lahko dobite različne barve in lahko izboljšate korozijsko odpornost filma, odpornost proti obrabi.

Shematski diagram postopka elektrolitskega barvanja:

 Barvanje oksidnega filma

(1) Anorgansko pigmentno barvanje

v glavnem fizikalna adsorpcija, tj. anorganske molekule pigmenta se adsorbirajo na površini mikroporoznega sloja filma, ki ga je treba zapolniti. Način barvanja nians ni svetel, kombinacija s substratom je slaba, vendar je odpornost na sonce boljša. Barvila, ki se uporabljajo za barvanje anorganskih pigmentov, so razdeljena na dve vrsti, kovino po anodni oksidaciji pa je treba izmenično impregnirati v dveh vrstah raztopin, dokler število reaktivnih produktov (pigmentov) dveh vrst soli v oksidiranem filmu ne doseže zahtevanega odtenka.

(2) Organsko barvanje z barvili

 mehanizem je bolj zapleten, na splošno velja, da ima fizično adsorpcijo in kemično reakcijo. Molekule organskega barvila in aluminijevega oksida kemična kombinacija naslednjih načinov: aluminijev oksid in molekule barvila na fenolni skupini tvorijo kovalentne vezi; aluminijev oksid in molekule barvil na fenolni skupini za tvorbo vodikovih vezi; aluminijev oksid in molekule barvila, da tvorijo komplekse. Organska barvila imajo široko paleto svetlih barv, vendar so slabo obstojna na sončno svetlobo. Za pripravo raztopine za barvanje je bolje uporabiti destilirano vodo ali deionizirano vodo kot vodo iz pipe, ker bodo kalcijevi in ​​magnezijevi ioni v vodi iz pipe usklajeni z molekulami barvila, da tvorijo koordinacijske spojine, zaradi česar bo raztopina za barvanje zastarela.

(3) Elektrolitsko barvanje

je anodna oksidacija aluminija in njegovih zlitin v elektrolitsko raztopino, ki vsebuje kovinske soli za elektrolizo, z elektrokemijsko reakcijo, tako da ioni težkih kovin v pore oksidnega filma do kovinskih atomov, odloženih na dnu por na neporozni plasti in obarvajo (slika 5.10). Barvni oksidni film, pridobljen s postopkom elektrolitskega barvanja, ima prednosti dobre odpornosti proti obrabi, odpornosti na sončno svetlobo, toplotne odpornosti, odpornosti proti koroziji ter stabilne in dolgotrajne barve in se zdaj pogosto uporablja v aluminijastih profilih za arhitekturno dekoracijo. Višja kot je napetost in daljši čas, porabljen za elektrolitsko barvanje, temnejša bo barva.

 

Tesnilna obdelava oksidnega filma

Po anodni oksidaciji aluminija in njegovih zlitin, ne glede na to, ali je obarvan ali ne, je treba pravočasno izvesti tesnilno obdelavo, katere namen je fiksiranje barvil v mikroporah, preprečevanje izločanja in hkrati izboljšanje obrabnih, sončnih, korozijskih in izolacijskih lastnosti filma. Metode tesnjenja vključujejo metodo tesnjenja z vročo vodo, metodo tesnjenja z vodno paro, metodo tesnjenja z dikromatom, metodo tesnjenja s hidrolizo in metodo tesnjenja s polnjenjem.

(1) Načelo metode tesnjenja z vročo vodo

je uporaba hidracije amorfnega AL2O3: AL2O3+nH2O=AL2O3-nH2O

Kjer je 1 ali 3. Pri hidrataciji AL2O3 za hidrirani aluminijev oksid AL2O3-H2O se lahko njegova prostornina poveča za približno 33%; nastal trihidrat aluminijevega oksida AL2O3-3H2O, njegova prostornina se je povečala za približno 100 %. Zaradi hidratacije AL2O3 na površini oksidnega filma in steni por se volumen poveča in zapre pore filma.

Zaprti postopek vroče vode za temperaturo vroče vode 90 ~ 100 ° C, pH 6 ~ 7,5, čas 15 ~ 30 min. zaprta voda mora biti destilirana voda ali deionizirana voda in ne more uporabljati vode iz pipe, sicer bo zmanjšala prosojnost oksidnega filma in barve.

(2) Načelo metode zapiranja vodne pare

Je enak metodi zapiranja tople vode, vendar je učinek veliko boljši, vendar so stroški višji.

(3) Dihromatna metoda zapiranja

Izvaja se v raztopini kalijevega dikromata z močno oksidativno lastnostjo in pri višji temperaturi. Ko se kosi anodiziranega aluminija dovajajo v raztopino, imata oksidni film in aluminijev oksid sten por naslednjo kemično reakcijo s kalijevim dikromatom v vodni raztopini:

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

Alkalijski aluminijev kromat in alkalni aluminijev dikromat se izločita, monohidrat aluminijevega oksida in trihidrat aluminijevega oksida, ki nastaneta zaradi molekul vroče vode, skupaj z aluminijevim oksidom tesni mikropore oksidnega filma. Formula in pogoji postopka tesnilne raztopine so naslednji: kalijev dikromat 50 ~ 70 g/L; temperatura 90~95 °C; čas 15~25 min; pH vrednost 6~7.

Oksidni film, obdelan s to metodo, je rumene barve in ima dobro odpornost proti koroziji. Primeren je za zapiranje po anodni oksidaciji aluminijeve zlitine z namenom zaščite in ni primeren za zapiranje barvnega oksidnega filma za namene dekoracije.

(4) Metoda zapiranja s hidrolizo

Nanaša se na naslednjo reakcijo hidrolize, potem ko izjemno razredčeno raztopino nikljeve in kobaltove soli adsorbira oksidni film:

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

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

Nastali nikljev hidroksid ali kobaltov hidroksid se odlaga v mikropore oksidnega filma in tako zapre pore. Ker je majhna količina nikljevega hidroksida in kobaltovega hidroksida skoraj brezbarvna, je ta metoda še posebej primerna za zapiranje barvnega oksidnega filma.

(5) Zaprta metoda polnjenja

Poleg zgoraj opisane zaprte metode lahko anodno oksidno folijo uporabimo tudi organske snovi, kot so prozorni laki, staljeni parafin, različne smole in suha olja itd.