铝的化学转化处理_精品文档.ppt

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第五章铝的化学转化处理,化学转化处理定义就是在化学处理溶液中，金属铝表面与溶液中化学氧化剂反应，而不是通过外加电压生成化学转化膜的化学处理过程。

主要内容：

化学氧化处理铬酸盐处理磷铬酸盐处理无铬化学转化几部分叙述,铝的化学转化处理可采用以下方法：

浸泡法：

直接浸入化学转化处理溶液中喷淋法：

将化学处理溶液喷在铝的表面涂液法：

将浓溶液涂在铝的表面,5.2化学氧化铝的新鲜表面在大气中立即生成自然保护膜，这层氧化膜虽然非常薄，仍然赋予铝一定的耐腐蚀性，因此铝比钢铁耐蚀性好。

化学氧化:

通过化学处理使金属表面形成氧化膜的过程，是化学转化膜处理的一种，采用化学介质处理金属表面，通过化学反应使金属表面氧化，生成稳定的防锈氧化膜。

适用范围常用于铝及铝合金、铜及铜合金、碳钢等。

化学氧化所用化学溶液都是含有氧化剂的碱性溶液。

例如：

铝及铝合金一般用添加铬酸盐、硅酸盐、磷酸盐的碳酸钠溶液，铜及铜合金用含有氧化剂的苛性钠溶液，而碳钢则用加硝酸盐的苛性钠溶液1、氧化膜的用途铝与水的相互作用已经有了详细的文献评述，在沸腾纯水中可以得到致密的保护性化学氧化膜，液称为勃姆体膜。

在电解电容器中得以应用。

另一个用途是前苏联提出的铝片氧化和染色。

2、化学氧化膜的性能化学氧化膜的厚度与铝的纯度有关.在加热水中铝的纯度越低，则氧化膜越薄（这是由于晶界杂质阻碍离子的扩散，从而降低了膜生长速度,如课本图5-1所示两种不同纯度的铝在100蒸馏水中氧化膜厚度与时间的关系。

化学氧化膜的颜色与处理方法和合金种类有关，通常称为化学着色，如表5-1所示。

添加氨水可以促进膜的生长，如图5-2所示。

同一条件的沸水中氨水浓度与铝的质量增加（氧化膜质量增加）的关系，氨水量愈多，则膜厚度愈大。

氧化膜经过蒸汽处理之后对碱或酸溶液耐蚀性明显提高。

如图5-3，5-4。

另外还有一系列加入添加剂可生成氧化膜的专利：

在热水中加入有机胺，可以生成大于0.05微米的化学氧化膜。

含0.0010.03联氨或其他有机胺的85以上纯水中（PH=711），可以生成膜厚度高达5微米以上的化学氧化膜。

在701000水中用0.110三水乙醇胺或0.515乌洛托品，也可以生成较好性能的膜。

在含有机胺生成化学氧化膜的溶液中添加0.0250.25mol的锂盐，或520g/L甘油，可改进膜的品质。

为了克服硅酸盐的敏感性，可以加入镁、钙或钴盐。

3、化学氧化膜的生长铝与水的反应时化学氧化膜生长的驱动力，虽然不是电化学过程，一般还是用铝在阳极的氧化与水在阴极的还原两个半电池反应来说明。

阳极几乎在整个铝表面上发生，而阴极反应发生在某些位置，比如杂质和晶界部位。

上述阳极和阴极两个半电池反应可以写成下式:

4、化学氧化膜的成分从室温到90，化学氧化膜是双层结构，靠近金属基体是假勃姆体膜，外表面是拜耳体膜。

90100条件下，化学氧化膜是具有一定洁净度的假化学氧化膜。

100以上正常大气压时，据报道勃姆体是惟一的氧化物。

5.3铬酸盐处理铬酸盐处理使金属与铬酸盐化学反应，在其表面形成一层稳定铬酸盐膜的处理方法。

主要应用于有色金属的化学转化处理工艺，凡是化学转化处理溶液中含铬酸盐或重铬酸盐者都是为铬酸盐处理。

铬酸膜是目前耐蚀性最佳的铝化学转化膜，它不仅常用于铝合金有机聚合物喷涂层的有效底层，也可以作为铝合金最终涂层直接使用，这在磷铬酸处理或无铬处理难于实现。

一、铬酸盐处理溶液铬化处理溶液分类：

铬酸盐-氟化物体系和碱性铬酸盐体系。

现代铬酸盐处理溶液与传统的溶液比较，其基本成分（铬酸盐、酸、氟化物、促进剂等）的含量都比较低，成分之间的作用更加平衡，目的有利于减少水污染并降低溶液成分的消耗。

表5-2所列为几种碱性铬酸盐处理溶液的基本成分和工艺，表5-3所列为几种铬酸盐-氟化物体系处理溶液的基本成分和工艺。

2、铬酸盐处理反应铝与铬酸盐溶液的反应可以写成简单的反应方程式，但是时间历程是相当复杂的，由于铬酸盐溶液品种较多，具体反应过程不完全相同。

铬酸盐-氟化物体系铬酸盐处理反应过程综合成下列反应方程式。

5.4磷铬酸盐处理铬酸盐-磷酸盐工艺早在1945由美国化学涂料公司（ACPC）开发，即所谓的Alodine工艺。

该工艺的处理溶液含铬酸盐、磷酸盐和氟化物，涂层中主要含有铬、磷以及铝,1、磷铬酸盐处理溶液一般而论，磷铬酸盐处理溶液包括以下几个主要成分：

酸性磷酸盐，酸性或碱性铬酸盐，游离氟化物和络合剂，有时候还含有机或武技促进剂。

2、磷铬化膜的生成总反应是：

Al+CrO3+2H3PO4=AlPO4+CrPO4+3H2O,5.5磷酸盐处理铝及铝合金原则上是可以进行纯粹的磷酸盐处理的，至少在氟化钠或氟硅酸钠存在的磷酸盐溶液中可以。

但是由于铝的纯粹的磷化膜耐腐蚀性很差，工业上应用十分有限，所以不作专门介绍。