泡沫铝阳极氧化电解着色的研究

论文摘要

本实验在电解着色前进行了阳极氧化工艺参数的优选,采用硫酸体系氧化液对泡沫铝表面进行阳极氧化,通过正交试验确定了最佳的阳极氧化工艺参数及各因素的影响顺序,获得了均匀致密易着色的阳极氧化膜。在此基础上进行泡沫铝电解着色研究,主盐选择高锰酸钾溶液,通过改变主盐浓度、电解时间、电解电压、电解液温度和电解液中硫酸浓度等条件进行单因素实验,通过测定泡沫铝阳极氧化电解着色膜耐重铬酸钾点蚀时间对着色膜的耐蚀性进行了横向评价,确定了各因素的影响范围并优化了参数。采用金相显微镜对泡沫铝着色膜的横断面进行观察,初步分析着色膜的形貌及厚度；采用扫描电镜对氧化膜及着色膜的显微结构、厚度及表面元素含量进行表征,采用X射线衍射对膜层表面成分进行测定,结果表明着色膜较均匀致密,其生成与泡沫铝表面孔的曲率有关。对电解着色研究中的单因素实验条件下的每个试样进行了中性盐雾实验；最佳阳极氧化电解着色条件下制备的着色膜在CH3COOH、Na2CO3、HCl和NaOH等不同浓度的溶液中进行全浸实验,实验结果表明泡沫铝着色膜具有较好的耐酸碱性能；对着色膜进行大气暴露试验,结果表明膜层有较好的耐晒性。实验通过对泡沫铝阳极氧化电解着色的研究,确定了最佳工艺参数,说明铝及铝合金的阳极氧化电解着色处理基本适用于泡沫铝材料,但其工艺有待于进一步深入研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 泡沫铝材料的概述
• 1.1.1 多孔泡沫金属的分类及特点
• 1.1.2 泡沫铝材料的特点及应用
• 1.2 铝阳极氧化及电解着色技术的研究进展
• 1.2.1 铝及其合金阳极氧化技术的发展
• 1.2.2 铝及其合金电解着色技术的发展
• 1.2.3 铝阳极氧化膜的着色方法
• 1.2.4 铝阳极氧化电解着色膜的封孔处理
• 1.3 课题研究的意义及主要内容
• 1.3.1 课题研究目的及意义
• 1.3.2 研究内容
• 第2章 铝阳极氧化电解着色膜的形成机理
• 2.1 多孔型阳极氧化膜的形成机理
• 2.1.1 多孔氧化膜的结构模型
• 2.1.2 多孔氧化膜的生长机理
• 2.2 电解着色膜的形成机理
• 2.2.1 针孔中金属粒子的析出
• 2.2.2 交流电解着色中金属离子和氢离子的放电
• 2.2.3 电解着色膜的控制机制
• 2.3 着色膜层显色原理
• 2.3.1 光的散射作用发色
• 2.3.2 光的干涉作用发色
• 第3章 泡沫铝阳极氧化和电解着色参数的确定
• 3.1 实验材料及设备
• 3.1.1 原材料及实验药品
• 3.1.2 实验仪器
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 实验装置图
• 3.2.2 工艺流程
• 3.3 实验内容
• 3.3.1 泡沫铝阳极氧化电解着色工艺的选择
• 3.3.2 泡沫铝阳极氧化电解着色处理
• 3.3.3 阳极氧化工艺参数的优选实验
• 3.3.4 阳极氧化膜性能评价的质量指标实验
• 3.3.5 电解着色工艺参数的选择实验
• 3.3.6 电解着色膜性能评价的质量指标实验
• 3.3.7 阳极氧化膜形貌、厚度及表面成份的表征
• 3.3.8 电解着色膜形貌、厚度及表面成份的表征
• 3.4 实验结果与讨论
• 3.4.1 泡沫铝阳极氧化电解着色处理结果
• 3.4.2 阳极氧化工艺参数的优选结果
• 3.4.3 电解着色工艺参数的确定结果
• 3.4.4 阳极氧化膜形貌、厚度及成份的表征分析
• 3.4.5 电解着色膜形貌、厚度及成份的表征分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 阳极氧化电解着色膜的性能测试
• 4.1 电解着色膜的中性盐雾实验
• 4.1.1 中性盐雾实验（NSS）条件
• 4.1.2 中性盐雾实验性能级数评价
• 4.2 电解着色膜的耐蚀性实验
• 4.3 电解着色膜的耐晒性实验
• 4.4 实验结果与讨论
• 4.4.1 着色膜中性盐雾实验结果与讨论
• 4.4.2 着色膜全浸实验结果与讨论
• 4.4.3 着色膜耐晒性实验结果与讨论
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢