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染色过程应注意事项
1.加强染色前的冲洗工件由阳极氧化槽中取出后要充分冲洗,特别是工件的狭缝,盲孔等处,否则残余的酸。碱在染色过程中会缓慢流出来,使染色溶液的pH值偏离正常范围,并使残留部位表面的色泽与洁净部位有明显差别,甚至腐蚀氧化膜而显示白色。
2.阳极氧化后即染色 ,工件经阳极氧化后要立即染色。若工件阳极氧化后在空气中暴露时间过久膜层孔隙即会缩小,并有可能沾上污物,导致染色困难。若因染色槽过小,需分批染色时,应把待染色件浸泡在干净的水中。
3.染色时工件不可重叠,染色时工件不可重叠,尤其是平面部位,否则由于重叠部位被遮盖而形成阴阳面。
4.加强染色后的冲洗,工件表面若不冲洗干净,留有残余颜料将会污染组合件。
1. 铝件洗油处理后,应立即进行氧化,不应放置过久。铝件制作氧化膜时,要全部浸入电解液中,槽电压从头至尾要平稳一致,同一批产品,必须完全一致,这一点即使在染色时亦应遵循。
2. 在阳极氧化过程中,电解质中溶液的铝、铜、铁等不断增加,影响铝的光泽等。当铝含量大于24克/升,铜大于0.02克/升,铁含量大于2.5克/升时,电解液应考虑更换。
3. 购买原料与染料要选择纯度高的产品,因一般杂质稍多或掺有元明粉、糊精时,染色效果不佳。
4. 大量染色时,染液初浓后淡,染出颜色即会出现深浅不一,故应注意适时掺兑稍浓染液,尽可能保持染液浓度的一致性。
5. 染多色时,应先染浅色后染深色,由黄、红、蓝、棕、黑顺序染色。染第二色前,喷漆应干燥,使涂料紧贴铝面,否则染料会浸入,出现毛边界限不明等。
6. 铝中含杂质影响染色:含硅超过2.5%,底膜显灰色,宜染深色。含镁超过2%,染色带暗淡.含锰色调嫩,但不鲜艳。含铜色调带钝,含铁、镍、铬太多时色彩沉闷
封闭处理
为了提高阳极氧化膜的耐蚀、抗污染、电绝缘和耐磨等性能,铝及铝合金在阳极氧化和着色后都要进行封闭处理。其方法较多,对不着色的氧化膜可进行热水、蒸汽、重铬酸盐和有机物封闭;对着色的氧化膜可用热水、蒸汽、含有无机盐和有机物等封闭。
1 封闭的主要方法
1.1 沸水和蒸汽封闭
采用水蒸汽封闭法,可以有效地封闭所有的孔隙。若在封闭前将氧化后的制件进行真空处理一段时间,则封闭效果更加明显。蒸汽封闭的特点是不发生颜色的透扩散现象,因此不宜出现“流色”。但是蒸汽封闭法所用的设备及成本较沸水法高,所以除非有特殊要求,应尽可能使用沸水法封闭。当用蒸汽封闭时,温度应控制在100-110℃,时间为30min,温度太高,氧化膜的硬度和耐磨性严重下降,因此蒸汽温度不可太高。
1.2 重铬酸盐封闭
此法适宜于封闭硫酸溶液中阳极氧化的膜层及化学氧化的膜层,用本方法处理后的氧化膜显黄色,耐蚀性高,但不适用于装饰性使用。这种方法的实质是在较高的温度下,使氧化膜和重铬酸盐产生化学反应,反应产物碱式铬酸铝及重铬酸铝就沉淀于膜孔中,同时热沉淀使氧化膜层表面产生水化,加强了封闭作用,故可认为是填充及水化的双重封闭作用。通常使用的封闭溶液为5%-10%的重铬酸钾水溶液,操作温度为90-95℃,封闭时间为30min,沉淀中不得有氯化物或硫酸盐。
2 封闭处理工艺的改进
2.1 常温封闭的研究[10]
常温封闭具有节能、封闭时间短及封孔效果好等优点,己得到广泛的认可及接受。
常温封闭液配方及工艺条件如下:
醋酸镍 5-8g/L
氟化钠 1-1.5g/L
表面活性剂 0.3-0.5g/L
添加剂A 3g/L
pH值 5.5-6.5
T 25-60℃
t 10-15min
常温封闭工艺所获得的封闭膜具有紧密的结构及优良的耐蚀性能。和沸水封闭方法比较,具有速度快、节约能源、操作简单、原料来源方便等优点。封闭时间越长,其性能越好。
2.2 水解盐封闭法[11]
水解盐封闭法,又称钝化处理。目前在国内应用较广泛,主要用于染色后膜封闭,其封闭机理是易水解的钴盐与镍盐被氧化膜吸附后,在阳极氧化膜微细孔内发生水解,产生氢氧化物沉淀将孔封闭。工艺配方为:
NiSO4•7H2O 4-5g/L
CoSO4•7H2O 0.5-0.8g/L
H3BO3 4-5g/L
NaAc•3H2O 4-6g/L
pH值 4-6
T 80-85℃
t 15-20min
此法克服了沸水封闭的许多缺点,封孔质量达到了国家标准。
氧化染色是怎么操作的1 氧化染色原理众所周知,阳极氧化膜是由大量垂直于金属表面的六边形晶胞组成,每个晶胞中心有一个膜孔,并具有极强的吸附力,当氧化过的铝制品浸入染料溶液中,染料分子通过扩散作用进入氧化膜的膜孔中,同时与氧化膜形成难以分离的共价键和离子键.这种键结合是可逆的,在一定条件下会发生解吸附作用.因此,染色之后,必须经过封孔处理,将染料固定在膜孔中,同进增加氧化膜的耐蚀、耐磨等性能.2 阳极氧化工艺对染色的影响 在氧化染色整个流程中,因为氧化工艺原因造成染色不良是比较普遍的.氧化膜的膜厚和孔隙均匀一致是染色时获得均匀一致颜色的前提和基础,为获得均匀一致的氧化膜,保证足够的循环量,冷却量,保证良好的导电性是。
1. 电解着色的发明1936年意大利人Caboni最早提出了阳极氧化膜的电解着色专利技术,德国人Elssner 进一步改进了这个方法,在1940 年申请了专利。
这使电解着色工艺成为工艺化的基础。但是当时正处于第二次世界大战的纷乱之中,而战争后的混乱也使这项工艺发明被忽略了相当一段时间。
电解着色的工业化1960 年浅田太平改进并注册了电解着色专利。该专利的特征是,利用交流电为电源,着色溶液采用Co、Ni、Cu、Ag、Se 的盐类,以及他们的含氧盐作为主成分。
浅田已经明确鉴别出电解着色工艺过程的几个阶段。包括金属离子进入阳极氧化膜的微孔中,由于电解还原转化成着色的物质等。
全球技术转让权由ALCAN公司获得,通过它所属的铝实验室有限公司以高标名称Anolok-1 向全世界很多国家转让推广这个技术,从此二次电解着色法得到普及。二十世纪六十年代中期至七十年代中期的10年间掀起了电解着色法的研究高潮,每年有数百篇的专利文献被发表,研究涉及到元素周期表上几乎所有的可溶性金属盐。
2.阳极氧化可显著改善铝合金的耐蚀性能,提高铝合金的表面硬度和耐磨性,经过适当的着色处理后具有良好的装饰性能[1 ] 。铝及其合金阳极氧化膜着色技术可分为3 种:化学染色、电解着色及电解整体着色[2 ] 。
化学染色是利用氧化膜层的多孔性与化学活性吸附各种色素而使氧化膜着色,根据着色机理和工艺可分为有机染料着色、无机染料着色、色浆印色、套色染色和消色染色等。电解着色是将阳极氧化后的铝及其合金在含有金属盐的水溶液中进行交流电解,在氧化膜多孔层的底部沉积金属、金属氧化物或金属化合物,由于电沉积物对光的散射作用而呈现各种色彩。
电解整体着色指铝及其合金在阳极氧化的同时被着色,其特点是氧化与着色一步完成,着色膜具有良好的耐光性、耐热性、耐蚀性及耐磨性。电解整体着色又分为自然发色、电解发色和电源发色法,其中电解发色占主导,自然发色次之,电源发色正在开发中。
3.经过40 年的开发研究,电解着色不断向深度和广度发展。由一般的防护-装饰用途发展具有特殊物理化学性质的功能膜;由单盐着色发展到混合盐着色;由单一均匀色发展到多彩色、多感色等等。
当前使多孔氧化铝膜朝着功能化方向发展的研究主要从两方面着手,一个是利用它的多孔结构,研制新型的超精密分离膜〔20〕;另一个是通过在其纳米级微孔中沉积各种性质不同的物质,如金属半导体、高分子材料等,来制备新型的功能材料。(1)近年来利用电解着色沉积磁性金属或磁性合金如铁、钴、镍及合金,这种电解着色膜具有磁性。
能够用于数据储存或其他磁记录。在微电子工业得到广泛应用。
(2)电解沉积超硬质和自润滑的电解着色膜。由于铝本身相当软,而阳极氧化提供了一个表面硬化的方法。
低剪应力的金属填充在阳极氧化铝的微孔中,就是一个提供自润滑性能的有效方法。在机械工程上有十分重要的使用价值。
(3)电解着色膜作太阳能的吸收板。为了更加有效地利用太阳能,要求太阳能吸收膜的材料在太阳光放射谱域有较高的吸收率,而在热放射谱域的放射率要尽可能地小。
例如 :在磷酸溶液制得的氧化铝膜的纳米级微孔中电沉积Ni,制成了对太阳能具有选择性吸收的功能性膜。通过测定反射率,发现这种膜具有较理想的选择性吸收特性。
实验结果表明,向膜孔中分别电沉积Fe、Ni 等金属均能使膜的耐热性比由其他材料制备的选择性吸收膜明显的增强。但其耐蚀性还不够理想,可望通过封孔或在膜表面涂敷耐蚀性涂层以及改变周边环境条件等方法加以改进。
(4)在光电方面的应用。主要是通过在多孔膜微孔中填充荧光物质来制备光电元件,采用浸泡与热处理相结合的方法,在多孔膜内引入Tb3+制得的功能化膜,在外加电场的作用发出绿色光。
这种功能化多孔膜所能获得的高的发光强度,表明多孔膜的功能化将成为研制光电元件的又一新途径。而且由于多孔膜的孔径极为细小,更可进一步开发出超微细发光元件。
电解着真黑色,还可以作光学仪器,相机消光及其他装饰用途。(5)抗菌性氧化铝膜:抗菌性氧化铝膜是将抗菌成分浸透到膜的孔中并在膜孔中析出,从而使之具有抗菌性作用。
人们早就知道,银、铜、锌等金属离子具有抗菌作用,通过用含有这些金属离子的热水进行封孔处理就能具有抗菌性。最近,备受关注的抗菌物质是TiO2。
TiO2 通过紫外线的作用,在表面生成活性氧类,而此活性氧显示出抗菌作用。除了抗菌作用之外,它还有脱臭、防尘、分解室内挥发性有机化合物(VOC)的作用等,所以又开发了通过在铝建材表面涂覆涂料,而获得具有防污性的产品。
目前,主要是涂覆含TiO2 涂料的方法,也正在开发在阳极氧化膜孔中析出TiO2 的方法[21]。4,还可以进行一些电化学测试分析,比如极化曲线测测氧化膜的耐蚀性,交流阻抗测测氧化膜的电阻。
氧化染色是怎么操作的
1 氧化染色原理
众所周知,阳极氧化膜是由大量垂直于金属表面的六边形晶胞组成,每个晶胞中心有一个膜孔,并具有极强的吸附力,当氧化过的铝制品浸入染料溶液中,染料分子通过扩散作用进入氧化膜的膜孔中,同时与氧化膜形成难以分离的共价键和离子键.这种键结合是可逆的,在一定条件下会发生解吸附作用.因此,染色之后,必须经过封孔处理,将染料固定在膜孔中,同进增加氧化膜的耐蚀、耐磨等性能.
2 阳极氧化工艺对染色的影响
在氧化染色整个流程中,因为氧化工艺原因造成染色不良是比较普遍的.氧化膜的膜厚和孔隙均匀一致是染色时获得均匀一致颜色的前提和基础,为获得均匀一致的氧化膜,保证足够的循环量,冷却量,保证良好的导电性是
铝及其合金制件经阳极氧化、电解着色后,尽管膜层具有耐磨、耐蚀、耐晒、不易褪色的特点,但毕竟色调尚显单调,只有古铜色、黑色、金黄色、枣红色等几种。虽然亦可以通过特殊的方法电解着色其他颜色,但往往工艺复杂、技术难度大、生产成本高、实际操作也不易掌握。而对于那些不需要户外使用的大量铝制日用品、室内用铝制工业品以及装饰品等则可以通过染色的方法使制品获得色彩缤纷的外观,满足现代社会人们审美的要求,也进一步加强了产品的市场竞争能力,更有效地发挥产品的功能和使用效果。
1923年,英国发表了铝的铬酸氧化膜采用有机染料染色的第一个专利。由于阳极氧化膜孔隙率高,吸附能力强,容易染色的特点,各种染色法便应运而生。染色法即是将刚阳极氧化后的铝工件清洗后立即浸渍在含有染料的溶液中,氧化膜孔隙因吸附染料而染上各种颜色。由于这种方法上色快、色泽鲜艳、操作简便;染色后经封孔处理,染料能牢固地附着在膜孔中,提高了膜层的防蚀能力、抗污能力以及可以保持美丽的色泽,为此染色法得到了迅速的发展和广泛的应用。
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