1060鋁合金微弧氧化黑色膜的制備工藝及著色機理研究.pdf

1、在鋁及鋁合金制品的表面著色處理技術(shù)中,黑色鍍層因其獨特的光學(xué)功能和裝飾性能,在航空航天、光學(xué)儀器與電子器件等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的鋁合金表面著黑色膜工藝主要有陽極氧化染料著色法、電解著色法和陽極氧化直接著色法等。其中,微弧氧化技術(shù)克服了硬質(zhì)陽極氧化的缺陷,在有色金屬表面原位生長陶瓷膜,有效改善膜層的耐蝕性,因此成為研究熱點。
　　本文通過對1060鋁合金微弧氧化黑色膜工藝的試驗研究,配制出了以硅酸鈉、碳酸鈉等為基礎(chǔ)溶液,著

2、色劑A、B,有機添加劑C的溶液體系,調(diào)整著色劑A、B的組分含量進行微弧氧化處理,通過比較制備出膜層的黑度、厚度、粗糙度等選定著色劑A、B的最優(yōu)組分含量為:A為30g/L,B為28g/L。并且在最優(yōu)電解液體系下探討了不同終止電壓和處理時間對1060微弧氧化黑色陶瓷層黑度及性能的影響。得出最優(yōu)的電參數(shù)為:氧化時間為15min,氧化終止電壓為420V。
　　利用Lab色彩模型、掃描電鏡、X射線衍射譜和X射線光電子能譜等表征手段,以及極化

3、曲線和紫外線老化試驗等分析測試方法,對不同黑色度的陶瓷膜的表面和截面形貌、成分、元素價態(tài)、晶體結(jié)構(gòu)、膜層顏色及耐腐蝕性能等進行表征。
　　結(jié)果表明:
　　(1)在最優(yōu)溶液配方及工藝參數(shù)條件下制備出來的膜層黑色純度高、結(jié)構(gòu)致密,沒有明顯的分層,微觀表面有大小不一的放電孔洞存在;膜層除含少量結(jié)晶的Al2O3和單質(zhì)W外,主要是由以無定形態(tài)或微晶態(tài)的氧化物組成。
　　(2)1060鋁微弧氧化黑色膜層的顯色機理是:微弧氧化過程中

4、,電解液中的著色鹽離子在強電場作用下吸附在試樣的表面上,反應(yīng)中產(chǎn)生的巨大熱量使其發(fā)生反應(yīng)生成著色鹽氧化物等熔融和沉積在1060鋁合金表面,使得膜層中呈現(xiàn)黑色。
　　(3)膜層中著色鹽氧化物等成分均勻存在于整個膜層中且膜層與基體的結(jié)合強度高、耐腐蝕性好,在3.5％NaCl中性介質(zhì)中的腐蝕電流密度為3.55×10-4μA/cm2,相比基體提高了4個數(shù)量級(基體的腐蝕電位密度為5.428μA/cm2),黑色膜層的耐光老化性較好,老化時間