การระบายสีและการซีลฟิล์มอะโนดิกออกไซด์

การระบายสีและการซีลฟิล์มอะโนดิกออกไซด์

อลูมิเนียมและโลหะผสมหลังจากการบำบัดออกซิเดชันขั้วบวก ทำให้เกิดชั้นฟิล์มออกไซด์ที่มีรูพรุนบนพื้นผิว หลังจากการระบายสีและการปิดผนึก คุณจะได้สีที่หลากหลาย และสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของฟิล์ม ความต้านทานการสึกหรอ

แผนผังของกระบวนการระบายสีด้วยไฟฟ้า:

 การทำสีฟิล์มออกไซด์

(1) การระบายสีเม็ดสีอนินทรีย์

การดูดซับทางกายภาพส่วนใหญ่คือโมเลกุลของเม็ดสีอนินทรีย์จะถูกดูดซับบนพื้นผิวที่มีรูพรุนขนาดเล็กของชั้นฟิล์มที่จะเติม วิธีการระบายสีไม่สว่างและการผสมกับสารตั้งต้นไม่ดี แต่ต้านทานแสงแดดได้ดีกว่า สีย้อมที่ใช้สำหรับการทำสีเม็ดสีอนินทรีย์แบ่งออกเป็นสองประเภท และโลหะหลังจากออกซิเดชันขั้วบวกควรชุบในสารละลายสองชนิดสลับกันจนกว่าจำนวนผลิตภัณฑ์ที่เกิดปฏิกิริยา (เม็ดสี) ของเกลือสองชนิดในฟิล์มออกซิไดซ์จะตรงตามเฉดสีที่ต้องการ

(2) สีย้อมออร์แกนิก

 กลไกนี้ซับซ้อนกว่า โดยทั่วไปเชื่อกันว่ามีการดูดซับทางกายภาพและปฏิกิริยาเคมี โมเลกุลของสีย้อมอินทรีย์และสารเคมีอลูมินารวมกันในลักษณะต่อไปนี้โมเลกุลของอลูมินาและสีย้อมบนหมู่ฟีนอลเพื่อสร้างพันธะโควาเลนต์ โมเลกุลอลูมินาและสีย้อมบนหมู่ฟีนอลเพื่อสร้างพันธะไฮโดรเจน อลูมินาและโมเลกุลของสีย้อมเพื่อสร้างสารเชิงซ้อน สีย้อมออร์แกนิกมีสีสว่างหลากหลาย แต่มีความทนทานต่อแสงแดดต่ำ ควรใช้น้ำกลั่นหรือน้ำปราศจากไอออนในการเตรียมสารละลายย้อมสีมากกว่าน้ำประปา เนื่องจากแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนในน้ำประปาจะประสานกับโมเลกุลของสีย้อมเพื่อสร้างสารประกอบประสานกัน ซึ่งจะทำให้สารละลายย้อมสีล้าสมัย

(3) การระบายสีด้วยไฟฟ้า

คือ ปฏิกิริยาออกซิเดชันขั้วบวกของอะลูมิเนียมและอัลลอยด์ลงในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่มีเกลือของโลหะสำหรับอิเล็กโทรลิซิส โดยผ่านปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า จนไอออนของโลหะหนักเข้าไปในรูพรุนของฟิล์มออกไซด์จนกลายเป็นอะตอมของโลหะไปสะสมที่ด้านล่างของรูพรุนบนชั้นที่ไม่มีรูพรุนและแต่งสี (รูปที่ 5.10) ฟิล์มสีออกไซด์ที่ได้จากกระบวนการทำสีด้วยไฟฟ้ามีข้อดีคือ ทนทานต่อการเสียดสี ทนต่อแสงแดด ทนความร้อน ทนต่อการกัดกร่อน และสีคงตัวและติดทนนาน และในปัจจุบันมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในโปรไฟล์อลูมิเนียมสำหรับการตกแต่งสถาปัตยกรรม ยิ่งแรงดันไฟฟ้าสูงและใช้เวลานานในการระบายสีด้วยไฟฟ้า สีก็จะยิ่งเข้มขึ้น

 

การปิดผนึกฟิล์มออกไซด์

หลังจากการออกซิเดชันขั้วบวกของอลูมิเนียมและโลหะผสม ไม่ว่าจะเป็นสีหรือไม่ก็ตาม จำเป็นต้องดำเนินการปิดผนึกให้ทันเวลา โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อแก้ไขสีย้อมในไมโครรูขุมขน ป้องกันการไหลซึม และในเวลาเดียวกัน ปรับปรุงคุณสมบัติการเสียดสี แสงแดด การกัดกร่อน และฉนวนของฟิล์ม วิธีการปิดผนึกประกอบด้วยวิธีการปิดผนึกด้วยน้ำร้อน วิธีการปิดผนึกไอน้ำ วิธีการปิดผนึกไดโครเมต วิธีการปิดผนึกด้วยไฮโดรไลซิส และวิธีการปิดผนึกแบบเติม

(1) หลักการของวิธีการปิดผนึกน้ำร้อน

คือการใช้ไฮเดรชั่นของอสัณฐาน AL2O3: AL2O3+nH2O=AL2O3-nH2O

อยู่ที่ไหน 1 หรือ 3 เมื่อ AL2O3 ไฮเดรชั่นสำหรับอลูมินาไฮเดรต AL2O3-H2O ปริมาตรของมันจะเพิ่มขึ้นประมาณ 33% สร้างอลูมินาไตรไฮเดรต AL2O3-3H2O ปริมาณเพิ่มขึ้นประมาณ 100% ผลจากความชุ่มชื้นของ AL2O3 บนพื้นผิวของฟิล์มออกไซด์และผนังรูขุมขน ปริมาตรจึงเพิ่มขึ้นและปิดรูขุมขนของฟิล์ม

กระบวนการปิดน้ำร้อนสำหรับอุณหภูมิน้ำร้อน 90 ~ 100 ° C, pH 6 ~ 7.5, เวลา 15 ~ 30 นาที น้ำปิดต้องเป็นน้ำกลั่นหรือน้ำปราศจากไอออน และไม่สามารถใช้น้ำประปาได้ มิฉะนั้นจะลดความโปร่งใสของฟิล์มออกไซด์และสี

(2) หลักวิธีการปิดไอน้ำ

เหมือนกับวิธีการปิดน้ำร้อนแต่ได้ผลดีกว่ามากแต่ต้นทุนก็สูงกว่า

(3) วิธีการปิดไดโครเมต

ดำเนินการในสารละลายโพแทสเซียมไดโครเมตที่มีคุณสมบัติออกซิไดซ์อย่างแรงและที่อุณหภูมิสูงกว่า เมื่อป้อนชิ้นส่วนอะลูมิเนียมอโนไดซ์ลงในสารละลาย ฟิล์มออกไซด์และอะลูมิเนียมออกไซด์ของผนังรูพรุนจะมีปฏิกิริยาทางเคมีกับโพแทสเซียมไดโครเมตในสารละลายที่เป็นน้ำดังต่อไปนี้:

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

อะลูมิเนียมโครเมตอัลคาไลและอะลูมิเนียมไดโครเมตอัลคาไลจะตกตะกอน และอลูมินาโมโนไฮเดรตและอลูมินาไตรไฮเดรตที่เกิดจากโมเลกุลของน้ำร้อนร่วมกับอลูมินาจะปิดผนึกไมโครพอร์ของฟิล์มออกไซด์ สูตรและสภาวะกระบวนการของสารละลายปิดผนึกมีดังนี้: โพแทสเซียมไดโครเมต 50~70g/L; อุณหภูมิ 90~95 °C; เวลา 15~25 นาที; ค่า pH 6~7

ฟิล์มออกไซด์ที่บำบัดด้วยวิธีนี้จะมีสีเหลืองและมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดี เหมาะสำหรับการปิดหลังจากออกซิเดชันขั้วบวกของอลูมิเนียมอัลลอยด์เพื่อการป้องกันและไม่เหมาะสำหรับการปิดฟิล์มออกไซด์สีเพื่อการตกแต่ง

(4) วิธีการปิดไฮโดรไลซิส

หมายถึงปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสต่อไปนี้หลังจากสารละลายเกลือนิกเกิลและเกลือโคบอลต์ที่เจือจางอย่างมากถูกดูดซับโดยฟิล์มออกไซด์:

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

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

นิกเกิลไฮดรอกไซด์หรือโคบอลต์ไฮดรอกไซด์ที่สร้างขึ้นจะสะสมอยู่ในไมโครพอร์ของฟิล์มออกไซด์ จึงทำให้รูขุมขนปิดลง เนื่องจากนิกเกิลไฮดรอกไซด์และโคบอลต์ไฮดรอกไซด์จำนวนเล็กน้อยแทบจะไม่มีสี ดังนั้นวิธีนี้จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการปิดฟิล์มออกไซด์ที่มีสี

(5) การกรอกวิธีปิด

นอกเหนือจากวิธีการปิดที่อธิบายไว้ข้างต้น ฟิล์มอะโนดิกออกไซด์ยังสามารถใช้สารอินทรีย์ เช่น สารเคลือบเงาใส พาราฟินหลอมเหลว เรซินต่างๆ และน้ำมันแห้ง ฯลฯ ปิดได้