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铝型材阳极氧化膜的结构

铝型材阳极氧化膜的结构:

  铝型材阳极氧化膜由两层组成,多孔的厚的外层是在具有介电性质的致密的内层上成长起来的,后者称为阻拦层(也称活性层)。用电子显微镜观察研究可知,膜层的纵横面几乎全部呈现与金属表面垂直的管状孔,它们贯穿膜外层,直至氧化膜与金属界面的阻挡层。以各孔隙为主轴,周围是致密的氧化铝构成的一个蜂窝六棱体,称为晶胞,整个膜层是由无数个这样的晶胞组成。阻拦层是由无水氧化铝型材所组成薄而致密,具有高的硬度,有阻止电流通过的作用。氧化膜多孔的外层主要是由非晶型的氧化铝AL?O?及少量水合氧化铝γ-AL?O?·H?O所组成,此外,还含有电解液的阳离子。当电解液为硫酸时,膜层中硫酸盐含量在正常情况下为13%-17%。氧化膜的大部分优良特征都是由多孔外层的厚度及孔隙率所决定的,它们都与铝型材阳极氧化条件密切相关。多孔层结构的厚度取决于通电的电量。

铝型材货架

  铝型材氧化膜层的晶胞是以针孔为中心的密实六棱柱蜂窝结构。针孔(孙隙)的直径为0-50nm,由一个孔形成的一个氧化膜柱体可以称为一个“细胞”。随着氧化膜柱体的不断变化(生长),电阻也逐渐增大,当膜的生长速度等于膜的溶解速度时,膜厚也就不变了。最大膜厚将取决于所采用的电解液成分及电解工艺条件。
  铝型材活性层是在电解一开始约25s之内就形成的。铝型材活性层的厚度和蜂窝六棱体壁厚主要取决于电压大小(在一定的电解液条件下)。也就是说铝型材氧化膜厚度只与阳极氧化电压有关。据测定,在硫酸电解条件下每伏活性层厚度为1.0nm/V,六棱柱体壁厚为0.8nm/V。例如用15V电压进行硫酸阳极氧化,活性层厚度=1.0nm/V×15V=15nm。多孔质层针孔(孔隙)的直径和数量,取决于电解质的性质和浓度,这也是决定了氧化膜的气孔率。在硫酸、草酸和铬酸溶液中生成的总气孔率均在12%-30%范围内(硫酸的取上限)。一般针孔的密度为4-5亿个/mm2。


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