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铝阳极氧化的阳极结构

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  1) 阳极氧化膜的结构 阳极氧化膜由两层组成, 外层称为多孔层,较厚、疏松多孔、电阻低。 内层称为阻挡层(亦称活性层),较薄、致密、电阻高。 多孔的外层是在具有介电性质的致密的内层上成长起来的。总体而言,阳极氧化膜是六角柱体的列阵,每一个柱体都要一个充满溶液的星型小孔,形似蜂窝状结构,孔壁的厚度孔隙直径的两倍。

  (1) 阻挡层 阻挡层是由无水的AI2O3所组成, 薄而致密, 具有高的硬度和阻止电流通过的作用。(2) 多孔的外层氧化膜多孔的外层主要是由非晶型的AI2O3及少量 的r-AI2O3.H2O还含有电解液的阴离子。

  氧化膜的孔径在100nm~200nm之间,氧化膜厚度10微米左右,孔隙率20%左右,孔距300~500nm之间。氧化膜的截面图表明氧化膜孔基本上是管状结构,氧化膜发生溶膜反应基本上是在孔的底部发生的。而一般的硫酸直流阳极氧化膜的孔径是20nm左右,如果是12微米的氧化膜,那是多深的细管状结构啊!假设这是一个直径1m的井,那么它的井深将有600m深。

  氧化膜的绝大部分优良特性,如抗蚀、耐磨、吸附、绝缘等性能都是由多孔外层的厚度及孔隙率所决定的,然而这两者却与阳极氧化条件密切相关, 因此可通过改变阳极化条件来获得满足不同使用要求的膜层。膜厚是阳极氧化制品一个很主要的性能指针, 其值的大小直接影响着膜层耐蚀、耐磨、绝缘及化学着色能力。在常规的阳极氧化过程中, 膜层随着时间的增加而增厚。在逹到最大厚度之后, 则随着处理时间的延长而逐渐变薄, 有些合金如AI-Mg、AI-Mg-Zn合金表现得特别明显。因此, 氧化的时间一般控制在逹最大膜厚时间之内。

  2) 阳极氧化膜的性质与应用 阳极氧化膜具有较高的硬度和耐磨性、极强的附着能力、较强的吸附能力、良好的抗蚀性和电绝缘性及高的热绝缘性。由于这些特异的性能, 使之在各方面都获得了广泛的应用。

  主要用途有:(1)提高零件的耐磨、耐蚀性、耐气候腐蚀。(2)氧化生成的透明膜,可以着色制成各种彩色膜。(3)作为电容器介质膜。(4)提高与有机涂层的结合力。作涂装底层。(5)作电镀、搪瓷的底层。(6)正在开发的其它用途,太阳能吸收板、超高硬质膜、干润滑膜、触媒膜、纳米线、在多孔膜中沉积磁性合金作记忆元件。

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