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鋁合金型材陽極氧化膜冷封孔劑的研制與應用

艾普斯   丨  2017.09.04   丨  2200

鋁合金陽極氧化膜冷封孔劑的研制與應用


常溫封閉劑的主鹽為氟化鎳,在不加任何助劑的情況下,單純的氟化鎳也能作為封閉劑使用,但時間一長,即會出現(xiàn)粉霜,氯離子消耗增大、PH值上升過快等缺陷。有哪一種化合物既能抑制F﹣的消耗速度而又可控制PH值保持在工藝條件范圍之內(nèi)呢?本節(jié)就評述緩沖劑在常溫封閉劑中的重要作用。

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常溫封閉機理淺述


常溫封閉的本質(zhì)是Ni2﹢填充。多孔氧化膜在水中表面呈正電性,它對溶液中的Ni2﹢呈排斥狀態(tài),但是該氧化膜在水溶液中仍然可以進行微弱的水合反應。如果溶液中有F﹣存在,水合反應應加速進行。當氧化過的鋁合金型材浸于封孔液中后中,Ni2﹢和F﹣很快滲透到氧化膜的微孔之內(nèi),這時F﹣與孔壁發(fā)生如下反應:

      Al?O? +12F﹣ +3H?O    →   2AlF63﹣+6OH﹣    
      AlF63﹣+ Al?O?+3H?O   →   Al?(OH)?F6+3OH﹣
     XAlF63+?yAl?O?+3xH?O   →  Al(x+y)(OH)?xFy+3XOH﹣ 

反應產(chǎn)生的OH﹣使膜孔內(nèi)pH值局部升高,從而使擴散過來的Ni2﹢水解成沉淀,堵塞微孔達到封孔的目的。由以上反應過程可以看出(1)F﹣是鎳年輕在氧化膜微孔內(nèi)水解反應的引發(fā)劑,促進了鎳鹽的水解;F﹣也能中和掉氧化膜上的正電荷,從而促進鎳鹽等成分對氧化膜的滲透;F﹣還與氧化膜一起發(fā)生水合反應,引起輔助封閉的作用;F﹣易與水中的鈣、鎂離子形成難溶的氟化物,增加了F﹣的消耗,使生產(chǎn)過程中的鎳、氟消耗不成比例,往往鎳消耗不多時,氟就需要補加,使鋁合金型材封閉質(zhì)量得不到保證。雖采取單獨補加氟化鈉或氟化銨的方法,但往往會加劇氟的貧化。(2)上述三個反應式都有OH﹣產(chǎn)生,只要有氟離子參與反應,pH值就升高,當pH值上升到6.5以上時,Ni2﹢就有沉淀的可能,從而造成槽液渾濁及封閉質(zhì)量不合格。

從上述反應機理得到:沒有緩沖劑來緩沖F﹣和pH值,封閉槽液就很難穩(wěn)定,經(jīng)過篩選,氟硼酸或氟硅酸鹽具有優(yōu)良的緩沖性能。