Anodik Oksit Filmlerin Renklendirilmesi ve Sızdırmazlığı

Anodik Oksit Filmlerin Renklendirilmesi ve Sızdırmazlığı

Anodik oksidasyon işleminden sonra alüminyum ve alaşımları, yüzeyinde gözenekli bir oksit film tabakası oluşturdu, renklendirme ve sızdırmazlık işleminden sonra çeşitli farklı renkler elde edebilir ve filmin korozyon direncini, aşınma direncini artırabilirsiniz.

Elektrolitik renklendirme işleminin şematik diyagramı:

 Oksit film boyama

(1) İnorganik pigment renklendirme

esas olarak fiziksel adsorpsiyon, yani inorganik pigment molekülleri doldurulacak film tabakasının mikro gözenekli yüzeyine adsorbe edilir. Renk tonunu renklendirme yöntemi parlak değildir ve alt tabaka ile kombinasyon zayıftır, ancak güneşe karşı dayanıklılık daha iyidir. İnorganik pigment renklendirmesi için kullanılan boyalar iki türe ayrılır ve anodik oksidasyondan sonra metal, oksitlenmiş filmdeki iki tür tuzun reaktif ürünlerinin (pigmentler) sayısı gerekli renk tonunu karşılayana kadar dönüşümlü olarak iki tür çözeltiye emprenye edilmelidir.

(2) Organik boya renklendirme

 mekanizma daha karmaşıktır ve genellikle fiziksel adsorpsiyon ve kimyasal reaksiyona sahip olduğuna inanılır. Organik boya molekülleri ve alümina kimyasal birleşimi aşağıdaki yollarla alümina ve fenolik grup üzerindeki boya moleküllerinin kovalent bağlar oluşturması; hidrojen bağları oluşturmak için fenolik grup üzerindeki alümina ve boya molekülleri; alümina ve boya molekülleri kompleksler oluşturur. Organik boyarmaddeler geniş bir parlak renk yelpazesine sahiptir ancak güneş ışığına karşı direnci zayıftır. Boyama solüsyonunu hazırlamak için musluk suyu yerine damıtılmış su veya deiyonize su kullanmak daha iyidir, çünkü musluk suyundaki kalsiyum ve magnezyum iyonları, boyama solüsyonunu geçersiz kılacak koordinasyon bileşikleri oluşturmak üzere boya molekülleri ile koordine edilecektir.

(3) Elektrolitik renklendirme

alüminyum ve alaşımlarının, elektrokimyasal reaksiyon yoluyla, elektroliz için metal tuzları içeren elektrolitik çözeltiye anodik oksidasyonudur, böylece ağır metal iyonları, oksit filmin gözeneklerine metal atomlarına dönüşür, gözeneklerin dibinde gözeneksiz tabaka üzerinde biriktirilir ve renklendirilir (Şekil 5.10). Elektrolitik renklendirme işlemiyle elde edilen renkli oksit film, iyi aşınma direnci, güneş ışığı direnci, ısı direnci, korozyon direnci ve sabit ve uzun ömürlü renk avantajlarına sahiptir ve artık mimari dekorasyona yönelik alüminyum profillerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Elektrolitik renklendirme için ne kadar yüksek voltaj ve ne kadar uzun süre kullanılırsa renk o kadar koyu olur.

 

Oksit filmin sızdırmazlık işlemi

Alüminyum ve alaşımlarının anodik oksidasyonu sonrasında, renkli olsun ya da olmasın, amacı boyaları mikro gözeneklere sabitleyerek sızıntıyı önlemek ve aynı zamanda filmin aşınma, güneş ışığı, korozyon ve yalıtım özelliklerini iyileştirmek olan sızdırmazlık işleminin zamanında yapılması gerekir. Sızdırmazlık yöntemleri arasında sıcak su sızdırmazlık yöntemi, su buharı sızdırmazlık yöntemi, dikromat sızdırmazlık yöntemi, hidroliz sızdırmazlık yöntemi ve dolgu sızdırmazlık yöntemi yer alır.

(1) Sıcak su sızdırmazlık yönteminin prensibi

amorf AL2O3'ün hidrasyonunu kullanmaktır: AL2O3+nH2O=AL2O3-nH2O

Nerede 1 veya 3. Hidratlanmış bir alümina AL2O3-H2O için AL2O3 hidrasyonu yapıldığında hacmi yaklaşık %33 oranında artabilir; trihidrat alümina AL2O3-3H2O'yu üretti, hacmi yaklaşık %100 arttı. AL2O3'ün oksit film yüzeyinde ve gözenek duvarında hidrasyonu sonucu hacim artar ve film gözenekleri kapanır.

Sıcak su kapalı prosesinde sıcak su sıcaklığı 90~100°C, pH 6~7,5, süre 15~30 dk. Kapalı su, damıtılmış su veya deiyonize su olmalıdır ve musluk suyu kullanılmamalıdır, aksi takdirde oksit filmin şeffaflığı ve rengi azalır.

(2) Su buharı kapatma yönteminin prensibi

Sıcak su kapatma yöntemiyle aynıdır ancak etkisi çok daha iyidir ancak maliyeti daha yüksektir.

(3) Dikromat kapatma yöntemi

Güçlü oksitleyici özelliğe sahip potasyum dikromat çözeltisinde ve daha yüksek sıcaklıkta gerçekleştirilir. Anodize edilmiş alüminyum parçalar çözeltiye beslendiğinde, gözenek duvarlarındaki oksit film ve alüminyum oksit, sulu çözeltideki potasyum dikromat ile aşağıdaki kimyasal reaksiyona girer:

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

Alkali alüminyum kromat ve alkali alüminyum dikromat çökelir ve sıcak su molekülleri tarafından üretilen alümina monohidrat ve alümina trihidrat, alümina ile birlikte oksit filmin mikro gözeneklerini kapatır. Sızdırmazlık çözeltisinin formülü ve işlem koşulları aşağıdaki gibidir: potasyum dikromat 50~70g/L; sıcaklık 90~95°C; süre 15~25 dakika; pH değeri 6~7.

Bu yöntemle işlenen oksit filmi sarı renktedir ve iyi bir korozyon direncine sahiptir. Koruma amacıyla alüminyum alaşımının anodik oksidasyonundan sonra kapatılması için uygundur ve dekorasyon amacıyla renklendirici oksit filmin kapatılması için uygun değildir.

(4) Hidroliz kapatma yöntemi

Son derece seyreltik nikel tuzu ve kobalt tuzu çözeltisinin oksit film tarafından adsorbe edilmesinden sonra aşağıdaki hidroliz reaksiyonunu ifade eder:

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

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

Üretilen nikel hidroksit veya kobalt hidroksit, oksit filmin mikro gözeneklerinde biriktirilir, böylece gözenekler kapanır. Az miktarda nikel hidroksit ve kobalt hidroksit neredeyse renksiz olduğundan, bu yöntem özellikle renklendirici oksit filmin kapatılması için uygundur.

(5) Kapalı yöntemin doldurulması

Yukarıda açıklanan kapalı yönteme ek olarak anodik oksit film, şeffaf vernik, erimiş parafin, çeşitli reçineler ve kuru yağlar vb. gibi organik maddeler de kapalı olarak kullanılabilir.