會(huì)員動(dòng)態(tài)
表面處理系列之四：陽(yáng)極氧化-封孔技術(shù)
陽(yáng)極氧化是將金屬或合金的制件作為陽(yáng)極，采用電解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金屬氧化物薄膜改變了表面狀態(tài)和性能，如表面著色、提高耐腐蝕性、增強(qiáng)耐磨性及硬度、保護(hù)金屬表面等。最常用的當(dāng)屬鋁材或鋁合金的陽(yáng)極氧化。將鋁及其合金置于相應(yīng)電解液(如硫酸、鉻酸、草酸等)中作為陽(yáng)極，在特定條件和外加電流作用下，進(jìn)行電解。陽(yáng)極的鋁或其合金發(fā)生氧化反應(yīng)，表面上形成氧化鋁薄層，其厚度為5～20微米，硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜可達(dá)60～200微米。
陽(yáng)極氧化后的鋁或其合金，提高了其硬度和耐磨性，可達(dá)250～500千克／平方毫米；良好的耐熱性，硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜熔點(diǎn)高達(dá)2320K；優(yōu)良的絕緣性，耐擊穿電壓高達(dá)2000V；增強(qiáng)了抗腐蝕性能，在ω＝0.03NaCl鹽霧中經(jīng)幾千小時(shí)不腐蝕。氧化膜薄層中具有大量的微孔，可吸附各種潤(rùn)滑劑，適合制造發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸或其他耐磨零件；膜微孔吸附能力強(qiáng)可著色成各種美觀艷麗的色彩。有色金屬或其合金（如鋁、鎂及其合金等）都可進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，這種方法廣泛用于機(jī)械零件，飛機(jī)汽車部件，精密儀器及無(wú)線電器材，日用品和建筑裝飾等方面。
鋁合金陽(yáng)極氧化之后對(duì)氧化膜進(jìn)行的物理或化學(xué)處理過(guò)程，以降低氧化膜的孔隙率和吸附能力，以便把染料密封在微孔中，同時(shí)提高膜的耐蝕性、耐磨等性能。對(duì)氧化膜的封孔基本上采用熱封孔、冷封孔、中溫封孔、有機(jī)物封孔四種工藝，但目前中溫封孔有擴(kuò)大的趨勢(shì)。從封孔原理來(lái)分主要有水合反應(yīng)、無(wú)機(jī)物填充或有機(jī)物填充三大類：
?。?）熱封孔
a.沸水封孔：在接近沸點(diǎn)的純水中（溫度95度以上，去離子水），通過(guò)氧化鋁的水合反應(yīng)將非晶態(tài)的氧化鋁轉(zhuǎn)化成水合氧化鋁，由于水合氧化鋁比原來(lái)的體積大了30%，體積膨脹使得氧化膜的微孔填充封閉。
b.高溫蒸汽封孔：原理和沸水封孔一樣，優(yōu)點(diǎn)：速度快、水質(zhì)的依賴性小、少出現(xiàn)白灰、褪色風(fēng)險(xiǎn)小。設(shè)備需要密閉來(lái)保證溫濕度，一般溫度115~120度，壓力在0.7~1atm為佳，成本高！
由于熱封孔具有較好的封孔效果，因此人們?cè)跓岱饪椎幕A(chǔ)上研制出高溫封孔劑，可以降低體系的溫度，仍具有較好的封孔效率。
圖1、禾川化學(xué)研發(fā)的高溫封孔劑
（2）冷封孔
冷封孔是我國(guó)最常用、最基本的封孔技術(shù)，操作溫度為室溫，因此也叫常溫封孔，時(shí)間比熱封孔短一半，是依靠微孔中沉積填充物來(lái)進(jìn)行封孔的，最成熟的工藝為氟化鎳為主成分的冷封孔工藝。近幾年，由于鎳鹽在水體中難以處理，廢水處理成本大大增加，因此，人們把更多的經(jīng)歷放在了無(wú)鎳封孔劑的研制方面。
圖2、禾川化學(xué)研發(fā)的常溫?zé)o鎳封孔劑
（3）中溫封孔
中溫封孔指的是封孔溫度在高溫封孔和冷封孔二者之間的一種封孔技術(shù)，由于這種特點(diǎn)，中溫封孔具有很多前二者沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)。中溫封孔溫度要求不高，消耗能耗低，1-1.3μm/min的封孔速度，效率比較的高，封孔效果也很優(yōu)良。而且主封孔劑為無(wú)機(jī)鹽，穩(wěn)定性好，容易控制，滿足國(guó)家的環(huán)保要求。
A.醋酸鎳封孔劑（最常用封孔劑）
圖3、禾川化學(xué)研發(fā)的醋酸鎳封孔劑
B.乙酸鹽封孔劑（無(wú)鎳封孔劑）
圖4、禾川化學(xué)研發(fā)的中溫?zé)o鎳封孔劑
?。?）有機(jī)物封孔
電泳就是有機(jī)物封孔的最好例子，即在鋁材氧化膜上涂上一層有機(jī)聚合物涂層。
通過(guò)對(duì)化工產(chǎn)品的配方分析還原，有利于企業(yè)了解現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展水平，實(shí)現(xiàn)知己知彼；有利于在現(xiàn)有產(chǎn)品上進(jìn)行自主創(chuàng)新，獲得知識(shí)產(chǎn)權(quán)；有利于在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。通過(guò)對(duì)化工產(chǎn)品的配方改進(jìn)，配方研發(fā)，可以加快企業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，因此，對(duì)于化工產(chǎn)品的分析、研發(fā)已變得刻不容緩！
