铝合金阳极氧化对氧化膜显微硬度和粘接性能的影响

为了获得膜层显微硬度和粘接强度都较高的铝合金阳极氧化工艺,通过阳极氧化在2024铝合金表面制备氧化膜,根据正交试验来确定氧化工艺参数对铝合金阳极氧化膜显微硬度和粘接性能的影响,采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)等分析氧化膜的相组成、化学组成和表面形貌,并研究电流密度对氧化膜厚度的影响以及氧化膜厚度对膜层显微硬度和粘接强度的影响。结果表明:氧化工艺参数对氧化膜显微硬度的影响程度为电流密度电解液中H_2SO_4浓度氧化时间;采用2种胶粘剂粘接后,氧化工艺参数对氧化膜粘接强度的影响程度有所不同,然而电流密度均为最主要的影响因素;经过阳极氧化处理,铝合金表面的显微硬度和粘接强度均有很大提高,快固结构胶的粘接强度比改性丙烯酸酯胶的高;铝阳极氧化膜的厚度随电流密度增加而增大,在适宜的电流密度范围内氧化膜厚度的增加会导致膜层显微硬度和粘接强度的增大;氧化膜的相组成为非晶结构,主要元素为Al和O,均不因电流密度的变化而变化;铝合金阳极氧化膜表面形貌的优劣、孔隙率与氧化膜显微硬度及粘接强度的大小密切相关。     

铸铝合金脉冲氧化工艺研究

为了提高铸铝合金阳极氧化膜的性能,通过极化曲线、膜层厚度和显微硬度等测试手段研究了硫酸浓度、氧化电流密度、脉冲参数、时效处理等因素对铸铝合金氧化膜厚度、硬度、氧化膜耐蚀性的影响.结果表明,负向电流能有效提高氧化膜的耐蚀性,氧化电流大小对氧化膜厚度起决定作用,对硬度影响显著.时效处理对氧化膜耐蚀性、膜厚、表面硬度都有显著影响.脉冲频率的提高和氧化液硫酸浓度的降低有助于膜层硬度的提高.通过试验得到了各工艺参数对氧化膜性能的影响规律,为工业应用提供了参考.     

7075铝合金微弧氧化的工艺优选

对铝合金表面进行微弧氧化能提高其硬度、耐磨性及与基体的结合力,但目前对Al-Zn-Mg系铝合金的微弧氧化研究较少.对7075铝合金进行了微弧氧化处理,研究了阴/阳电流密度、正/负占空比、频率和氧化时间等微弧氧化工艺参数对膜层厚度和显微硬度的影响.采用扫描电镜观察了微弧氧化层的形貌;采用X射线衍射仪分析了微弧氧化膜的相组成;采用测厚仪、硬度仪测试微弧氧化膜层的厚度及硬度;采用极化曲线法分析了微弧氧化膜的耐蚀性;最后分析了优化工艺参数下微弧氧化对7075铝合金力学性能和耐腐蚀性能的影响.结果表明:最佳微孤氧化工艺为阳极电流密度10 A/dm2、阴/阳极电流密度比0.7,正占空比15％,负占空比10％,频率300Hz,氧化时间45 min,此工艺下制备的微弧氧化陶瓷层硬度达1 080 HV1N,膜层厚31.1 μm;微弧氧化对合金力学性能的影响较小,但可以极大地提高合金的硬度和耐蚀性能.     

7A04铝合金硬质阳极氧化工艺研究

通过正交试验,研究了电流密度、槽液温度、氧化时间、硫酸浓度等4个因素对7A04铝合金硬质阳极氧化膜硬度和厚度的影响规律,获得了使硬度和厚度取得最佳值的工艺条件.     

2024-T3铝合金硫酸、草酸和酒石酸常温硬质氧化工艺

为寻求节能环保的硬质阳极氧化工艺,以硫酸为基础液外加草酸和酒石酸对2024-T3铝合金进行硬质氧化。研究了供电方式、电解液组分及氧化工艺(温度、电流密度及时间)对2024-T3铝合金硬质阳极氧化膜厚度和硬度的影响,通过SEM,EDS及XRD分析了氧化膜的微观结构和元素组成。结果表明:最佳工艺为10%(体积分数)硫酸,30 g/L草酸,30 g/L酒石酸,采用恒电流法直流叠加脉冲电源,电流密度2 A/dm2,温度15℃,氧化时间50 min;最优工艺下所制备的氧化膜厚度达50μm、硬度达350 HV;氧化膜颜色与混酸中硫酸、草酸浓度及温度有关。     

微量稀土对6063铝合金阳极氧化膜厚度的影响

稀土能细化铝合金组织,提高其强度和塑性性能,对铝合金的后处理非常有益.以添加不同含量稀土的6063铝合金为研究对象,并对其进行阳极氧化试验,系统地研究了不同含量的稀土对阳极氧化膜厚度的影响以及氧化液硫酸浓度、硫酸温度、氧化时间、电流密度及不同的工艺参数对铝合金膜层厚度的影响,以获得最佳的添加稀土含量和最合适的阳极氧化工艺参数.结果表明,添加稀土的6063铝合金比没添加稀土的6063铝合金有较强的接受极化能力,稀土可以明显地提高6063铝合金氧化膜厚度,稀土含量以0.20 %最佳.该含量的稀土6063铝合金获得优质氧化膜的最佳工艺条件为:硫酸浓度170 g/L,硫酸温度18～22 ℃,氧化时间40 min,电流密度1.2 A/dm2.     

建筑铝型材表面氧化膜的制备及其性能

目前,有关阳极氧化工艺参数对铝合金型材表面氧化膜的组织及性能影响的系统研究不多。对建筑用2024铝合金、7075铝合金和6063铝合金进行了表面阳极氧化改性处理,研究了阳极氧化时间、电流密度和冰乙酸添加量对表面氧化膜层的生长行为、表面形貌、膜厚、显微硬度和弹性模量的影响,并分析了其作用机理。结果表明,2024铝合金和7075铝合金表面氧化膜中都存在显微孔洞缺陷,而6063铝合金表面氧化膜较为致密均匀,没有显微孔洞缺陷存在;相同工艺条件下6063铝合金表面氧化膜的生长速度最快,其次为7075铝合金,2024铝合金表层氧化膜生长速度最慢;相同工艺条件下3种合金表面氧化膜显微硬度从小至大依次为:2024铝合金7075铝合金6063铝合金;3种合金氧化膜层的弹性模量从小至大依次为:2024铝合金7075铝合金6063铝合金。     

Al-Li合金阳极氧化膜的制备与性能

Al-Li合金在潮湿和盐雾环境中易发生晶间腐蚀、剥落腐蚀和应力腐蚀等形式的破坏。为了提高Al-Li合金的耐蚀性,采用阳极氧化的方法,在15%硫酸溶液中在Al-Li合金表面制备了一层Al_2O_3阳极氧化膜,通过测厚仪及显微硬度计测试了膜层厚度及硬度,通过扫描电镜、电化学测试和腐蚀试验等方法,研究了电流密度、氧化时间等对阳极氧化膜耐蚀性的影响。结果显示:所得氧化膜表面呈多孔状结构,厚度在3~13μm之间,硬度在80~200 HV之间;当电流密度为2.0 A/dm~2、氧化时间为60 min、沸水封孔处理20 min时制备的阳极氧化膜耐蚀性最优。     

硬铝合金硬质阳极氧化中电解液温度对膜层性能的影响

硬铝合金硬质阳极氧化膜性能优异,但常用的硬质阳极氧化方法存在许多不足.采用硫酸和草酸的混合液作为电解液对硬铝合金硬质阳极氧化,研究了电解液温度对硬质阳极氧化膜厚度、硬度、耐蚀性的影响.结果表明:随着电解液温度的增加,硬质阳极氧化膜的厚度、硬度均先增加后减小;电解液温度为15℃时氧化膜的厚度、硬度最大;硬质阳极氧化膜经重...     

铝合金常温硬质阳极氧化工艺的研究

传统的铝合金硫酸硬质阳极氧化工艺工作温度低,电流密度和终止电压高,能耗及设备投资加大,节能环保的常温硬质阳极氧化工艺是国内企业多年来急待开发的课题.研究了电解液体系、电源波形、电流密度、温度及时间等工艺参数对6061-T6铝合金硬质阳极氧化膜性能和外观颜色的影响.结果表明,在以硫酸为主的三元电解液体系中,采用直流工作模式,施以1.5～1.8 A/dm2的电流密度,在氧化温度(15±2)℃下,可以得到硬度≥350 HV、厚度45μm以上的硬质氧化膜,氧化膜的颜色可在浅黄色至褐色间选择,能为航空及地方工业提供实用可行的技术支持.     

LED绝缘铝基板的制备与散热性能研究

采用硬质阳极氧化工艺制备LED封装用铝基板绝缘层,通过实验分析了制备铝基板过程中氧化时间、草酸浓度、硫酸浓度和电流密度等因素对其氧化膜厚度、击穿电压的影响,得到了制备低热阻铝基板的最佳工艺参数:电流密度3A/dm2,草酸浓度为10g/L,H2SO4浓度150g/L,氧化时间45min。利用原子力显微镜(AFM)观察热冲击后裂纹萌生的情况,结果表明铝基板有微小裂纹,但仍满足绝缘要求,通过对氧化铝膜热阻的测试发现,铝基板与氧化膜的复合热阻在1～3℃/W之间。结果表明用阳极氧化法制备的铝氧化膜满足LED基板对散热及绝缘性的要求。     

船用Ti80合金直流阳极氧化研究

在酸性溶液中,采用直流阳极氧化方法、恒电流模式在Ti80合金表面生成氧化膜。研究了氧化过程中电压随时间的变化关系,并对氧化膜的相组成、成分、微观形貌和厚度、绝缘性等性能进行了考核。结果表明,经过阳极氧化后,Ti80合金具有了足够厚且均匀连续的氧化膜,绝缘电阻有了很大的提高。     

热氧化多孔硅制备及其干涉特性研究

采用电化学阳极氧化法制备彩色薄层多孔硅,经高温热氧化处理后形成稳定的热氧化多孔硅.研究电化学制备条件对热氧化多孔硅的干涉效应和光学厚度的影响,分析热氧化处理前后多孔硅的稳定性.结果表明,在可见光波长范围内,所制备的热氧化多孔硅反射光谱出现一定规律性的干涉条纹,表现出明显的反射干涉现象;随阳极氧化时间、电流密度和HF浓度增大,热氧化多孔硅光学厚度呈增大趋势,当阳极氧化时间为30s、电流密度为520mA/cm2、v(HF):v(C2H5OH)为2:1～5:2时,制备的热氧化多孔硅干涉条纹均匀且光学厚度较大;热氧化处理后,多孔硅结构中的Si-Hx键被Si-O键所取代,其反射干涉特性非常稳定.     

2A96铝合金表面阳极氧化及性能研究

针对铝合金表面极易氧化生成结构疏松、耐腐蚀性差的氧化膜问题,利用阳极氧化法对2A96铝合金表面进行防腐蚀处理。通过改变阳极氧化实验中的氧化电压,在2A96铝合金表面制备不同的阳极氧化膜;利用金相显微镜观察各个阳极氧化膜的表面形貌、测厚仪测量其厚度、显微硬度计测定其硬度、点滴实验获取其点滴时间、电化学工作站获取其极化曲线和交流阻抗谱,进而对阳极氧化膜的耐腐蚀性进行研究。结果表明,在所测电压范围(8～16 V)内,随着电压的升高,阳极氧化膜的厚度、硬度、点滴时间也逐渐增加,耐腐蚀性能也随之增强。2A96铝合金经过表面阳极化处理后,其性能显著提高。     

多彩结构色氧化铝薄膜氧化机制的研究

在草酸电解液中,球形碳点电极作为阴极,铝箔作为阳极,利用一次氧化工艺成功的制备出了单一色彩和虹彩环形结构色的氧化铝薄膜.实验结果显示,球形碳点电极下制备的氧化铝薄膜厚度由薄膜中心向外呈对称性递减.当薄膜的径向厚度差在某一波长光的覆盖范围内时,薄膜呈现单一结构色,而当径向厚度差超出某一波长光的覆盖范围时,薄膜呈现虹彩环形结构色.本文详细的讨论了电极间距、氧化电压和氧化时间对薄膜结构色的影响,并从理论上分析了球形碳点电极下多孔氧化铝薄膜的氧化机制.     

铝阳极氧化膜极限厚度的研究及氧化膜微观结构的表征

采用恒电压电解法研究了铝在硫酸中的阳极氧化过程.通过金相显微镜、扫描电镜(SEM)观测了铝阳极氧化膜的厚度和微观结构特征,并通过X射线能谱仪(XPS)分析了氧化膜的成分.结果表明:长时间氧化后,氧化膜厚度达到一个极限值,此值与外加电压、电解液浓度及温度有关;铝试样本身存在缺陷时,对氧化膜的制备产生一定的影响;阳极氧化膜的主要成分为Al和O,并含有杂质元素S.     

铝合金硬质阳极氧化膜厚度及显微硬度测试方法研究

为了提高铝合金部件的耐磨性能,延长其使用寿命,对铝合金进行硬质阳极氧化处理,试验表明,正确进行氧化膜厚度及硬度测试是确保硬质氧化顺利进行的关键.     

Inside Front Cover: Fabrication of Ideally Ordered Nanoporous Alumina Films and Integrated Alumina Nanotubule Arrays by High‐Field Anodization (Adv. Mater. 17/2005)

A simple, low‐cost approach to fabricating large‐area highly ordered nanoporous alumina films in sulfuric acid solutions through a single‐step high‐field anodization, without the assistance of any additional process, is reported on p. 2115 by Chu and co‐workers. The critical high anodizing potential in the adopted electrolyte system increases with the ageing of solutions after a long period of anodization. Correspondingly, the applicable current density for stable anodization rises significantly, thus leading to high‐speed film growth. Uniform porous anodic alumina films in sulfuric acid solutions under a high electric field of 40–70 V and 1600–2000 A m^–2 are achieved.     

包铝层和氧化时间对2E12铝合金硫酸阳极氧化及膜层性能的影响

对保留表面包铝和去除包铝的2E12-T3铝合金采用硫酸阳极氧化处理工艺,研究了包铝层和氧化时间对铝合金阳极氧化行为及膜层耐蚀性的影响。采用扫描电子显微镜观察氧化膜的表面以及截面形貌,应用动电位扫描极化曲线和电化学阻抗谱对膜层的电化学性能进行分析。结果表明:两种铝合金表面均能形成具有防护性能的阳极氧化膜,膜层随氧化时间延长而增厚。富铜的第二相颗粒会使得不带包铝的2E12铝合金氧化膜具有更多孔洞缺陷,甚至出现微裂纹。保留包铝的2E12铝合金表面氧化膜更厚,孔洞缺陷少,耐蚀性更好。阳极氧化30min和45min的2E12铝合金阳极氧化膜具有较低的腐蚀电流和较高的多孔层阻抗,耐蚀性好。     

航天器用铝光亮阳极氧化涂层特性研究

铝光亮阳极氧化涂层是一种重要的航天器热控制材料.本文对硫酸电解液铝阳极氧化工艺进行了较系统的研究,发现抛光时间、阳极氧化电压、电解液温度和涂层的膜厚等对涂层光学性能有重要的影响:适度抛光可以提高涂层的太阳反射率,提高氧化电压和电解液温度可以显著增加涂层的红外发射率,膜厚对红外发射率影响较大而对太阳吸收影响并不明显.在最优工艺条件下(10V、20℃)可以制备出性能优异的铝光亮阳极氧化热控涂层.