Химическое оксидирование алюминия в домашних условиях: Анодирование алюминия в домашних условиях (черное): технология

Химическое оксидирование алюминия в домашних условиях: Анодирование алюминия в домашних условиях (черное): технология

Содержание

Оксидирование алюминия и металлов – защита и диэлектрика

Оксидирование металлов относится к процессам, которые можно осуществить даже в домашних условиях. Защитное покрытие создаёт химическое оксидирование, при котором плёнка создаётся путём погружения детали в щелочную или кислотную композицию. Так может выполняться химическое оксидирование стали и алюминия с целью предохранения поверхности от ржавчины и придания металлу декоративных свойств. Температура процесса составляет от 30 до 100 градусов, поэтому данная технология считается относительно безопасной. Требуется лишь серная кислота, хозяйственное мыло, едкий натр, вода и соответствующая посуда. Но химическое покрытие обладает небольшой долговечностью, а потемнение металлов наблюдается уже через 2-3 года эксплуатации.

 

Электрохимическое оксидирование металлов более эффективно и применяется в основном для стали. Этот анодный процесс в растворе электролита, в том числе и для алюминия, может выполнить любое гальваническое производство. В процессе гальванизации можно получить тонкое однослойное покрытие 0,1-0,4 мкм, защитный антикоррозийный слой до 15 мкм, электроизоляционное диэлектрическое покрытие металлов толщиной от 3 до 300 микрометров. Последнее широко использует производство электроники – оно нужно при изготовлении и монтаже электронных плат. Диэлектрическая поверхность необходима для защиты интегральных микросхем на основе полупроводников, стали, используемой в токопроводящих конструкциях, и сплавов алюминия в радиопромышленности.

Способы химического оксидирования металлов

Существует также химическое оксидирование металлов, называемое «эмаль-покрытие», при котором на поверхности стали или алюминия образуется декоративный гладкий слой. Редким способом анодирования является микродуговая технология, проводимая в электролитах под действием импульсного тока. При этом химическое воздействие на материал обусловлено слабощелочным раствором. В результате обрабатываемая деталь становится похожей на керамику. При наличии необходимой техники эту технологию можно использовать даже дома.

Процедура термического нанесения оксидной плёнки возможна только в промышленных условиях, так как требует температуры порядка 350°С. Для алюминия она не подходит, а низколегированные стали выдерживают её без потери свойств. Для высоколегированного материала требуется нагрев уже до 700°С примерно в течении часа. Для получения защитного слоя на ответственных элементах типа фотокатодов, кремниевых кристаллов и полупроводников применяется плазменная среда, содержащая кислород. В ней получается покрытие самого высокого качества, но стоимость его велика.

Анодирование в домашних условиях

Алюминий и сплавы на его основе широко используются в производстве автомобильных и мотоциклетных автозапчастей в том числе автомобильных дисков. В статье мы расскажем о том, как произвести анодирование алюминиевой детали в домашних условиях с целью подготовки поверхности к окрашиванию.

Анодирование используется для повышения износостойкости (твердость уплотненных анодных покрытий значительно превышает твердость основы), а также для придания деталям определенных специальных свойств, например, оптических, антифрикционных или изоляционных. Кроме функциональных свойств, анодные пленки обладают декоративными качествами, значительно улучшая внешний вид алюминиевой детали, а применение цветного анодирования алюминия позволяет получать покрытия различных цветов и оттенков.

Окрашивание алюминиевой детали без предварительного нанесения на поверхность анодно-окисной пленки возможно, но потребуются специальные грунтовки, а также дорогостоящая цинк-алюминиевая краска по металлу. Но даже с использованием этих материалов получить качественный, равномерный слой достаточно сложно. Анодные пленки используются в качестве основы для нанесения на поверхность алюминиевой детали органических и неорганических покрытий (краски или лака). Нанесение такой пленки возможно в домашних условиях или в гаражной мастерской.

В промышленных условиях анодирование проводится в сернокислом электролите, хромовой или щавелевой кислотах. В домашних условиях для получения тонкой оксидной пленки серого цвета можно использовать смесь насыщенных растворов углекислого натрия (пищевая сода) и хлористого натрия (пищевая соль).

Процесс анодирования алюминия

Насыщенные растворы готовят отдельно друг от друга следующим образом: в теплой воде растворяют соду и соль при интенсивном перемешивании, после насыщения растворов (соль и сода перестают растворяться и выпадают в виде осадка) им дают отстоятся в течение 10-15 минут и отфильтровывают в гальваническую емкость. Соотношение компонентов: на 9 частей раствора соды 1 часть раствора соли.

Качество оксидной пленки во многом зависит от степени правильно выполненной подготовки детали к нанесению покрытия (см. «Подготовка изделий к нанесению гальванических покрытий»). Деталь очищают от загрязнений, обрабатывают поверхность мелкой шкуркой и обезжиривают. В качестве раствора для обезжиривания подойдет ацетон.

В качестве гальванической ванны в данном случае лучше использовать емкость достаточного объема из алюминия. К емкости подключаем отрицательную клемму источника тока – она будет выполнять роль катода. Анодом является сама обрабатываемая деталь (положительная клемма источника тока). Если нет подходящей алюминиевой емкости можно использовать стеклянную емкость. В этом случае потребуются алюминиевые пластины или полосы, которые должны располагаться по периметру емкости, желательно дно емкости также покрыть алюминием. Погруженная в гальваническую ванну деталь не должна соприкасаться с катодами, необходимо выдержать расстояние не менее 15 мм.

В качестве источника постоянного тока можно использовать обычный выпрямитель или аккумулятор. Для регулировки силы тока подключаем резистор.

Далее необходимо рассчитать площадь поверхности обрабатываемых деталей (см. «Расчет площади поверхности сложных деталей», «Пример расчета площади поверхности сложной детали»). Ток анодирования задаем в пределах 10-20 мА на квадратный сантиметр площади поверхности детали.

Процесс анодирования продолжается полтора часа. Поверхность алюминиевой детали покрывается ровной серо-голубой пленкой. По окончании процесса извлекаем деталь из емкости, промываем под струей воды, затем очищаем поверхность детали раствором марганцовки с помощью ватного тампона, снова промываем и сушим.

Покраска алюминия анилиновыми красителями

Анодированные таким способом алюминиевые детали покрываем бесцветным лаком или окрашиваем в нужный цвет. Для покраски можно использовать органические или неорганические красители. Часто используют анилиновые красители. Раствор красителя содержит 15 г/л красителя, 1 мл/л уксусной кислоты. Деталь погружают в раствор, предварительно нагретый до 70-800С и выдерживают 10-15 минут. Чем больше время выдержки, тем более интенсивный оттенок и насыщенный цвет получит деталь. Затем деталь сушат и покрывают бесцветным лаком.

В промышленных условиях для окрашивания деталей из алюминия применяют цветное анодирование, при котором применяются специальные электролиты с добавками солей никеля, кобальта или олова. Такие электролиты позволяют получать широкую гамму цветов и оттенков – от светло бронзового до черного. В домашних условиях, анодирование по описанной выше несложной схеме и использование недорогих красителей позволяет добиться высоких декоративных качеств алюминиевой детали и обеспечить ее защиту от внешнего воздействия.


Возможно Вас заинтересуют статьи:



 

 

Оксидирование алюминия: анодное, химическое

Фирма «ГалСервис», специализирующаяся на нанесении гальванических покрытий, предлагает своим постоянным и новым клиентам обширный спектр услуг по никелированию, фосфатированию, оксидированию металлов различными способами и многое другое. Мы обеспечим Вашим металлическим конструкциям защиту от неблагоприятных внешних воздействий и увеличим срок их службы.

Подробное описание услуги анодирования алюминия компанией «ГалСервис» вы можете узнать на специальной странице. А далее мы остановимся подробнее на теоритической части: преимущества и недостатки гальванических покрытий.

Что касается изделий из чистого алюминия и его сплавов, то они обладают естественной стойкостью к коррозии. Однако в промышленности часто требуется более высокая степень защиты. Поэтому и возникает необходимость обрабатывать металл с помощью химического или электрохимического оксидирования.

Подробнее эти виды и их особенности будут рассмотрены ниже. Но, вне зависимости от выбранного метода, нанесенное покрытие должно обеспечивать надежную защиту детали от губительного воздействия ржавчины.

Химический способ оксидирования считается экономически выгодным и простым в реализации. Он удобен при обработке внутренней поверхности труб, сложнопрофильных конструкций и крупногабаритных изделий. Однако основным недостатком химического оксидирования является то, что защитный слой получается очень тонким, всего 0,5 – 4 мкм. Он не способен в полной мере обеспечивать коррозийную стойкость и долгую службу изделия. Эксплуатировать такие метизы в агрессивных средах является не целесообразным. Зато, за счет высокой адгезии, оксидная пленка, нанесенная химическим методом, служит хорошей основой для эмалей и других лакокрасочных покрытий.

В зависимости от химического состава обрабатываемого метиза и применяемого к нему раствора, защитный эффект и эстетический вид готового изделия могут сильно разниться. Оптимальную защиту для алюминия при химическом оксидировании обеспечивает раствор на основе фторидов и хромовой кислоты.  Процесс оксидирования детали проходит при температуре около 100 градусов и длится от 5 до 20 минут. Металл при такой обработке получает золотисто-желтый оттенок.

Но, как уже было сказано, пленки, получаемые в процессе химического оксидирования алюминия, не имеют высоких защитных и антикоррозионных свойств. По характеристикам они уступают анодному (или электрохимическому) покрытию. Поэтому в самолето-, ракето-, приборостроении и других крупных отраслях промышленности используют изделия из анодированного металла.

Процесс анодного оксидирования алюминия считается более трудоемким и энергозатратным. Он происходит при подводе источника тока (прямого или переменного, иногда их комбинаций). На выходе готовые изделия покрыты прочной пленкой, обеспечивающей устойчивость к коррозии. Такие конструкции становятся пригодными для длительной  эксплуатации в агрессивных средах.

Помимо прочностных характеристик, метод улучшает внешний вид алюминия. Декоративное анодирование, получившее последнее время широкое распространение, позволяет добиться богатой цветовой палитры. Цвет изделий варьируется от светло-желтого оттенка до коричневого.

Оксидные покрытия при анодировании алюминия делятся на пористые и барьерные. Первый вид обеспечивает металлу хорошую адгезию, второй – придает изделию высокое электрическое сопротивление, что немаловажно при изготовлении конденсаторов.

Определиться с видом оксидирования Вам помогут менеджеры компании «ГалСервис». Оставьте свою заявку прямо на сайте или свяжитесь с нами по телефону. Мы беремся за заказы различной сложности и готовы в кратчайшие сроки выполнить любой объем работ.  

Анодирование алюминия в домашних условиях

В защите от ржавчины и коррозии нуждается каждый металл, в том числе и алюминий, который очень часто используется обывателями в домашних условиях. Если создать на поверхности алюминия плотную и толстую окисную пленку, этого будет вполне достаточно для торможения дальнейшей коррозии, что получается в процессе проведения анодирования алюминия. Самые механически прочные и стойкие пленки получаются при низкотемпературном тонкослойном анодировании алюминия, чем вы и будете заниматься.

Содержание:

  1. Вопросы безопасности
  2. Подготовительные работы
  3. Изготовление электролита
  4. Режимы обработки
  5. Ванна для анодирования
  6. Процесс анодирования

 

Вопросы безопасности

Провести качественно анодирование в домашних условиях — несложно. Безопаснее и удобнее заниматься данной работой на улице или балконе. В ходе процесса вас ждет несколько опасных для здоровья моментов.

Кислота является очень едкой штукой. Хотя она и находится в сильно разбавленном виде и вызывает при попадании на кожу всего лишь слабый зуд, но если она попадет в глаза — может спровоцировать серьезнейшие травмы! Потому желательно при анодировании стали работать в защитных очках и под рукой всегда иметь ведро с водой или слабым содовым раствором.

Во время процедуры анодирования совершается выделение на аноде кислорода, а на катоде — водорода. После смешивания этих газов они образуют известный гремучий газ, который, в принципе, является тем же динамитом. Поэтому при анодировании в закрытом помещении можно погибнуть от первой искры.

Подготовительные работы

Помните, что детали после анодирования становятся больше по размерам. Толщина защитного анодного слоя обычно составляет 0,05 миллиметров. К примеру, резьбы, что раньше закручивались впритирку, после процесса анодирования вообще перестанут закручиваться, так как болту в гайке в этом случае станет теснее на 0,2 миллиметра. А шлифовать анодированную практически невозможно.

Полезно отполировать изделия до зеркального блеска на полировочном кругу. Таким образом, сильно выиграет эстетика детали и снизится вероятность при анодировании «прогара». К слову сказать, анодный слой не маскирует дефекты поверхности — они будут заметны и на обработанном изделии.

Перед гальваникой алюминий нужно хорошо обезжирить. Не стоит держать металл в горячем едком натрии или калии, как это рекомендуется в заводских технологиях, потому что заметно портится чистота поверхности. Лучше использовать кусок хозяйственного мыла и зубную щетку, ведь вам предстоит работать с мелкими деталями. Сначала промойте изделие в теплой воде, затем в холодной.

Очень эффективно действует стиральный порошок: его нужно растворить в горячей воде в пластиковой емкости. Затем следует высыпать туда изделия и хорошо потрясти посудину. После промывки тщательно высушите детали горячим воздухом. Не переживайте за мелкие следы жира: после обезжиривания изделие в руки брать можно, потому что слой жира с пальцев окисляется кислородом моментально.

Изготовление электролита

Электролитом для анодирования в домашних условиях служит раствор в дистиллированной воде серной кислоты. Можно использовать и обычную воду из крана, но если можете взять дистиллированную – лучше выбрать её, так как в первом случае немного портится равномерность процесса — распределение на поверхности детали плотности тока.

Серную кислоту глупо делать самостоятельно, а вот дистиллированную воду — очень просто! Если на улице нет снега или дождя, то лед в морозильнике найдется всегда. Добыть дистиллированную воду и серную кислоту можно в местном автомагазине запчастей, ведь эти ингредиенты применяются с целью обслуживания аккумуляторов автомобилей.

Однако там продается кислота в разбавленном виде до плотности 1,27 грамм на сантиметр кубический под названием «Электролит для свинцового аккумулятора». Вам нужно этот электролит смешать с дистиллированной водой в пропорции 1:1.

Если вы возьмете стандартную 5-литровую канистру с электролитом и столько же воды, то в результате вы получите 10 литров раствора для анодирования. Этого хватит для мелких деталей, а для крупных стоит удвоить это количество.

Помните, что при смешивании кислоты с водой будет выделяться много тепла. Если налить воду в кислоту, она моментально вскипит, брызгая в лицо! Именно поэтому рекомендуется лить электролит в емкость с водой тонкой струей, постоянно помешивая стеклянной палочкой. И лучше одеть защитные очки! При попадании кислоты на одежду или кожу следует её немедленно смыть струей воды и промыть раствором соды.

Режимы обработки

Температура процесса анодирования металла составляет -10 — +10 градусов Цельсия. Растущий слой ниже -10 вполне хорош, однако не хватит напряжения, которое выдается блоком питания, для поддержания необходимой силы тока. Выше +10 градусов защитная пленка хоть и будет формироваться, но она получится нетвердой и бесцветной.

Однако рекомендуется прекращать процесс анодирования уже при 5 градусах выше нуля. А дело вот в чем, в углу ванны и на поверхности детали наблюдается разная температура, а при анодировании выделяется много энергии в виде тепла.

Но если не обеспечено принудительное перемешивание електролита, нельзя верить термометру! Однако перемешивать электролит стоит постоянно, ложкой, воздухом, насосом, это нужно для выравнивания температуры на поверхности изделия из алюминия. Иначе на детали образуются участки местного перегрева, а затем — пробои и растрав детали.

Анодная плотность тока должна находиться в пределе 1,6 — 4 Ампер на квадратный дециметр. В таких пределах будет нарастать красивый, окрашенный и плотный защитный анодный слой. Лучше всего додерживаться плотности тока от 2 до 2,2 Ампера/дм2. При меньшей силе тока покрытие будет расти медленно нетолстое. При большей силе тока, чем 4 Ампера/дм2 может возникнуть электрический пробой, и изделие будет быстро растравливаться.

Катодная плотность тока должна быть низкой. Чем ниже этот показатель, тем лучше, потому что это обеспечивает равномерный и мягкий режим распределения плотности тока по поверхности обрабатываемой детали, особенно если она большая. Поэтому запомните, что площадь катода из свинца должна быть в два раза больше площади детали (анода).

Процесс анодирования алюминиевого профиля не оговаривает значения напряжения анод-катод. Однако если ваша цепь имеет ненулевое сопротивление, то нужен приличный вольтаж блока питания. Причем желательно, чтобы вы использовали блок питания с несколькими выходными напряжениями. И вот почему.

Защитный слой, который растет на изделии, диэлектрик. По мере его возрастания постоянно растет его электрическое сопротивление. Чтобы поддерживать требуемую плотность тока, на протяжении всего процесса необходимо регулировать несколько раз силу тока при помощи переменного резистора.

Однако напряжения может не хватить, когда анодный слой станет достаточно толстым. В этом случае нужно добавить напряжения. Поэтому блок питания должен обеспечить на выходе хотя бы два напряжения.

Ванна для анодирования

Перед работой необходимо подготовить оборудование для анодирования. Обычно требуется несколько ванн: для обработки маленьких деталей, недлинных и длинных изделий. Они должны быть из алюминия. Подходящим вариантом также является полиэтилен. В качестве маленькой емкости можно использовать пищевой контейнер или длинный цветочный пластиковый горшок.

Дно и стенки пластиковой ванны желательно покрыть листами алюминия. Можно из листа алюминия вырезать выкройку и согнуть импровизированную «емкость». Смысл этого заключается в обеспечении равномерной плотности тока со всех сторон изделия.

Ванна должна отличаться хорошей теплоизоляцией корпуса, иначе в противном случае электролит будет в ней нагреваться слишком быстро, и его придется чаще менять. Самым простым решением станет оклейка ванны толстым слоем пенопласта – 2-4 сантиметра. Также можете закрепить ванну внутри коробки и промежуток залить строительной пеной.

После этого следует изготовить для ванны свинцовый катод. Его можно сделать из листового свинца, сняв последний с толстых электрокабелей. Напомним, что площадь катода должна в два раза превышать площадь поверхности обрабатываемого изделия. При этом не учитывается поверхность катода, которая прислонена к стенке. В катодной пластине должны присутствовать отверстия для выхода газа.

Вы можете собрать катод из нескольких кусков свинца, если нет одного. Куски рекомендуется паять мощным паяльником, толстым швом вдоль стыков. Постарайтесь, чтобы катод повторял конфигурацию поверхности детали, обращенной к нему. Вывод из ванны контакта выполните полоской того же материала. Хотя также принято использовать и толстый медный провод в изоляции. Место припайки изолируйте силиконовым герметиком.

Процесс анодирования

Итак, в пластиковую ванну вы залили электролит, на выходе имеется блок питания с током. Для регулирования силы тока к цепи при анодировании титана или алюминия подключите проволочный переменный резистор. В емкости находятся 2 предмета: свинцовый катод в виде пластины и анод – обрабатываемое изделие. При подаче на них тока происходит выделение кислорода и начинает расти анодный защитный слой.

При создании качественного электрического контакта между свинцом и деталью вы будете наблюдать микропузырьки кислорода, что медленно поднимаются со всей поверхности изделия. Их диаметр крайне мал, их течение напоминает струйки дыма. Длительность процесса стоит контролировать визуально — по окрасу детали.

Для мелких деталей она составляет 20-30 минут, для больших изделий — час-полтора.
После того, как деталь полностью покроется налетом серо-голубого цвета, её следует достать из ванной, вымыть под струей холодной воды и протереть ваткой, что смочена в крепком марганцовом растворе, для удаления побочных продуктов реакции. Поверхность должна быть блестящей, светло-серой, гладкой.

После процесса анодирования дома некоторые изделия приобретают темно-матовый оттенок, все зависит от режима анодирования. Для окраски анодированных изделий погрузите их в раствор анилинового красителя, что подогрет до 50—60 градусов по Цельсию. Перед работой раствор профильтруйте, потому что мелкие крупинки нерастворившегося красителя способны образовывать на поверхности металла пятна. Интенсивность окраски обычно составляет не больше 15—20 минут.

После того, как деталь приобрела красивый оттенок и твердый, не рыхлый защитный слой, необходимо его зафиксировать. Дело в том, что это покрытие на микроуровне имеет пористую структуру, которая является проницаемой для воздуха и воды. Такой слой металл хорошо защищает от механических повреждений, но слаб против химического.

Существует несколько методов, которые помогают закрыться микропорам. Самый простой – проварить после анодирования детали в кастрюле в воде в течение полчаса. Лучше использовать дистиллированную воду. Также детали можно подержать на паровой бане, также на протяжении получаса.

Вы уже знаете, что существует несколько технологий анодирования алюминия и деталей из него. Они отличаются условиями рабочего процесса, а если быть конкретнее – то температурой електролита, которая является основным фактором, который влияет на качество анодного защитного слоя. В домашних условиях предпочтительнее выбрать вариант холодного анодирования, ведь в этом случае покрытие получается качестве и толще, а деталь приобретает красивый оттенок и блеск.

описание и разновидности покрытия, нюансы работы в домашних условиях

Алюминиевые сплавы считаются отличными материалами для производства самых разных деталей. Алюминий с легкостью подвергается обработке, он отличается маленькой массой, высоким уровнем прочности и совершенно не боится коррозии. Однако при массе преимуществ этот металл не имеет привлекательного внешнего вида. На поверхности алюминия плохо держатся красящие составы, а если его не обработать специальным покрытием, то появятся темные пятна. Технология анодного оксидирования алюминия позволяет обеспечить защиту материала от окисления и улучшить его внешний вид.

Описание технологии

Анодирование (анодное оксидирование) представляет собой процесс, в итоге которого на металлической поверхности формируется оксидное покрытие, обеспечивающее защиту поверхности от появляющегося при контакте с воздухом окисления. При этом окисленный участок не ликвидируется, а создается покрытие с большей твердостью. Эта технология напоминает воронение.

Зачем анодировать алюминиевые поверхности

Этот металлический сплав при естественных условиях взаимодействует с кислородом, в результате на поверхности создается защитное покрытие. Слой, обеспечивающий защиту, предотвращает окисление алюминия. Но эти натуральные оксиды являются крайне тонкими и с легкостью могут повреждаться. Решить эту проблему позволяет анодирование. Такая процедура, по сути, улучшает стойкость металлического сплава к неблагоприятным воздействиям извне, придавая изделию более привлекательный вид.

После анодирования алюминий не боится коррозии. Пленка, создаваемая при этом на поверхности, характеризуется высочайшей устойчивостью к изнашиванию. Кроме того, покрытие не будет отслаиваться со временем.

Стоит отметить, что это не нанесение защитного слоя как такового, как в случае покрытия поверхности стали цинком или хромом. Пленка из оксидов при анодировании формируется из самого металлического сплава. Интересно то, что анодирование актуально не только для алюминия, но и для иных материалов (магний, титан).

Иногда анодирование используется для улучшения декоративных свойств металлического сплава и придания ему конкретного оттенка. Среди расцветок сегодня особой популярностью пользуется темный и светлый золотистый, матовое серебро, жемчужные тона.

В промышленности анодирование осуществляется с применением двадцатипроцентного раствора серной кислоты. Но самостоятельное анодирование (в домашних условиях) с использование кислоты крайне опасно и не очень удобно.

Есть и иной вариант, который подразумевает применение составом из хлористого и углекислого натрия. Это обыкновенная соль и сода, которые можно отыскать в любом доме.

Преимущества

Что касается достоинств, присущих этой технологии, то нужно отметить следующие:

  • анодированные конструкции приобретают прекрасные защитные свойства;
  • металлическая поверхность делается однородной и матовой;
  • анодирование также позволяет избавиться от повреждений покрытия — полос, сколов, царапин;
  • улучшается внешний вид поверхности металлического сплава;
  • защитный слой после обработки имеет довольно большую толщину.

На сегодняшний день существует несколько технологий исполнения этой процедуры.

Теплая разновидность покрытия

Этот способ является довольно простым. Всю работу можно выполнить даже самостоятельно. Процедура осуществляется при комнатной температуре. Посредством теплого анодирования можно сделать привлекательное покрытие разных цветов, воспользовавшись дополнительными органическими красителями. Если постараться, то на одном и том же элементе можно добиться сразу нескольких оттенков.

Вспомните советские ружья, характеризующиеся зеленой расцветкой. Это результат анодирования алюминиевого сплава. А в качестве красящего вещества была использована обыкновенная зеленка, которую можно отыскать в любой аптеке.

У технологии есть свои достоинства, но не обошлось и без недостатков.

  1. Алюминий, прошедший анодирование, не обладает по-настоящему высоким уровнем антикоррозийной защиты.
  2. Следы коррозии на его поверхности могут появляться при взаимодействии с агрессивными металлами и в морской воде.
  3. Эта обработка также не обеспечивает эффективную механическую защиту — металлическая поверхность может оцарапаться даже обычной иглой. Если же не была соблюдена технология, то покрытие можно стереть рукой.

Производится же теплое анодирование крайне просто. Для начала все элементы тщательно обезжириваются и фиксируются в подвесе. Анодирование производится до тех пор, пока на поверхности не появится молочный оттенок, затем изделие промывают прохладной водой. Красят же изделие горячим раствором. Окрашенное покрытие закрепляется в течение одного часа.

Особенности холодного анодирования

Методика выполняется при низких температурных показателях. Холодное анодирование было разработано по целому ряду причин: высокая прочность, твердость и качество, а также быстрота растворения и достаточная толщина покрытия. Как правило, домашние мастера предпочитают именно эту технологию.

Слой, расположенный со стороны металлической поверхности, увеличивается, а с наружной стороны практически полностью растворяется. При этом технология нуждается в хорошем охлаждении элементов, лишь в этом случае можно добиться высококачественного результата. Покрытие в итоге получится очень износоустойчивым и твердым. К примеру, подводным ружьям, поверхность которых была подвержена холодному анодированию, будет уже не страшна морская вода.

Единственный недостаток — невозможность применения натуральных красителей. Тут все зависит от веществ, входящих в состав обрабатываемого материала. Расцветка при обработке может изменяться от темной до зеленоватой.

Сначала деталь обезжиривается и фиксируется в специальном подвешивающем устройстве. Затем металлический сплав анодируют до тех пор, пока не появится плотный слой. После этого его промывают холодной или горячей водой. На финальном этапе слой укрепляют посредством проваривания в чистой воде.

Твердое оксидирование

Эта технология позволяет сделать прочное и твердое анодированное покрытие. Она активно используется на промышленных предприятиях. Характерная особенность методики состоит в том, что для ее исполнения применяется сразу несколько электролитов. Плотность электротока постепенно увеличивается и благодаря изменению структуры на металлической поверхности появляется высокопрочная пленка.

Оборудование для анодирования алюминия в домашних условиях

Теперь вам стало известно, что собой представляет анодирование. Пришло время выяснить, какое именно оборудование необходимо для этого. Итак, для работы потребуется несколько ванночек для деталей с разными размерами. Они должны быть сделаны из алюминия. В качестве альтернативы можно воспользоваться полиэтиленом или пластмассой. Стенки и дно пластиковой ванны должны быть покрыты листами алюминиевой фольги. Это необходимо для создания катодно-анодной установки.

У ванны также должны быть высокие теплоизоляционные характеристики. Лишь в этом случае электролит не нагреется сильно, и вам не нужно будет его регулярно менять.

После этого делают катод, для чего применяют свинец. Делается эта деталь исключительно из листового материала. Стоит отметить, что площадь катода обязательно должна быть вдвое больше площади обрабатываемой детали. В катоде должны быть специальные отверстия, предназначенные для выпуска газов.

После подготовки катода, необходимо изготовить электролит, поместить его внутрь ванны, положить туда элемент и подсоединить к «плюсу» источник электрического тока. Пластину из свинца нужно подключить к «минусу». Для того чтобы металлический сплав начал анодировать, сгодится источник электропитания на полтора ампера и двенадцать ватт. Что касается затрачиваемого времени, то для элементов небольшого размера процедура займет примерно тридцать минут. Чтобы произвести полноценный профиль из алюминия, понадобится три-четыре часа.

Расцветка изделия может различаться. Тут все зависит от применяемой методики анодирования в домашних условиях. С применением анилиновых красок детали металла можно выкрасить даже в черные оттенки.

Преимущества процедуры

Можно выделить несколько преимуществ, которые дает данная технология:

  • анодированные алюминиевые профиля приобретают значительные защитные свойства;
  • поверхность металла получается матовой и однородной;
  • процесс позволяет устранить повреждения на поверхности – царапины, сколы, полосы;
  • металл приобретает высокие декоративные свойства;
  • толщина защитного слоя достаточно большая.

Способы анодирования алюминия

Теплое анодирование

Эта технология считается сравнительно простой. Ее можно повторить своими руками. Процесс проводится при комнатной температуре. С помощью простых манипуляций можно получить красивое цветное покрытие при помощи органических красителей. Если приложить определенные усилия, то можно получить несколько цветов на одной и той же детали.

Стоит вспомнить советское оружие – РПО-2, РПС-3, РПО-3. Эти ружья были зелеными, а этот цвет является результатом анодирования алюминия. В качестве красителя применяли зеленку, которая продается в каждой аптеке.

Технология имеет преимущества, но присутствуют и недостатки. Так, анодированный алюминий, обработанный таким образом, не имеет действительно высокой защиты от коррозии. В морской воде, а также в местах контакта с агрессивными металлами возникает коррозия. Обработка металла таким способом также не дает мощной механической защиты – поверхность легко царапается обыкновенной иголкой. Если технология нарушена, то покрытие и вовсе стирается рукой.

Такое покрытие служит основой для покраски. Трудно представить такую высокую адгезию. Если после анодирования алюминиевого профиля окрасить его эпоксидной краской, то получится очень надежное покрытие и эстетичность. Эпоксидная краска будет держаться на поверхности очень много времени.

Теплое анодирование проводится очень просто. Первым делом обезжиривают детали и закрепляют их в подвесе. Выполняют анодирование до молочного оттенка, промывают деталь холодной водой. Окрашивают в горячем растворе красителя и закрепляют окрашенную поверхность в течение часа.

Холодная технология

Этот способ выполняется при низких температурах – от -10° до +10°. Метод изобрели по нескольким причинам: высокое качество, прочность, твердость анодного слоя, а также низкая скорость растворения поверхности и большая толщина слоя. Обычно в домашних условиях анодирование алюминиевых сплавов проводят именно таким образом.

Слой со стороны металла растет, а с внешней стороны – растворяется. Скорость равна тому же показателю при теплом анодировании. Однако, холодная технология может продемонстрировать низкие скорости растворения внешней пленки. Из-за этого и формируется толстый слой. При теплом методе внешний слой растворяется так же быстро, как растет внутренний – получить твердую пленку значительно сложней.

Данная технология требует хорошего охлаждения деталей – только так можно получить качественный результат. Покрытие будет твердым и износостойким. Так, подводному ружью, которое анодировано таким образом, соленая морская вода уже не сможет навредить.

Единственный минус процедуры – невозможность использования органических красителей. Окраска – это естественный процесс, а цвет зависит от состава материала, который обрабатывается. Оттенки в процессе меняются – от зеленого до темного, нередко такая технология дает черный цвет.

Вначале деталь обезжиривают и закрепляют в специальном подвесе. Затем металл анодируют до получения плотного слоя. Далее – промывают в горячей или холодной воде. В конце закрепляют слой с помощью проварки в дистиллированной воде.

Технология твердого анодирования

Твердое анодирование алюминия также позволяет получить твердую и прочную пленку. Технология эта широко применяется в промышленности. Особенность этого способа в том, что в процессе задействован не один, а несколько электролитов. Так, используется не только серная кислота, но и борная, винная, уксусная или щавелевая. Плотность тока медленно растет и за счет изменения структуры на поверхности растет пленка повышенной прочности.

Необходимое оборудование

Мы знаем, что такое анодирование, а теперь следует узнать, какое оборудование для анодирования нужно. Для работы потребуется несколько ванн для разных деталей по размеру. Ванны должны быть алюминиевыми. Еще один вариант – пластик или полиэтилен. Дно и стенку ванны из пластика покрывают алюминиевой фольгой. Это нужно для создания анодно-катодной установки.

Ванна должна обладать хорошими характеристиками теплоизоляции – тогда электролит не будет сильно нагреваться, и его не придется часто менять.

Далее изготавливают катод из свинца. Его делают из листового материала. Площадь этого катода должна быть в два раза выше, чем площадь поверхности обрабатываемой детали. Катодная пластина должна иметь отверстия – через них будут выходить газы.

Когда катод готов, следует приготовить электролит, залить его в ванну, окунуть деталь и подключить к плюсовой клемме источника тока. Свинцовую пластину соединяют с минусовой клеммой. Чтобы металл анодировал, подойдет источник питания на 12 В и 1,5 А. Что касается временных затрат, то для небольших деталей процесс займет около получаса. Для процесса анодирования алюминиевого профиля потребуется несколько часов.

Цвет может быть различным в зависимости от режимов анодирования. С помощью анилиновых красителей алюминиевые детали окрашиваются даже в черный цвет.

Для изготовления анодированного алюминия в домашних условиях у каждого в доме есть необходимое оборудование. Это значит, что можно легко создавать эффектные детали, на которых будет прочный защитный и декоративный слой.

Покраска алюминия в домашних условиях (2 видео)

Анодированный алюминий (25 фото)

ХИМИЧЕСКОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ


ХИМИЧЕСКОЕ
ОКСИДИРОВАНИЕ
.

И.И. Денкер,
И.Д. Кулешова

Метод
химического оксидирования алюминия и алюминиевых сплавов в хроматных растворах
(хроматирование) нашел весьма широкое применение. Оксидные пленки, образующиеся
на поверхности металла, способствуют значительному повышению адгезии лакокрасочных
покрытий. В этом отношении они являются более универсальными, чем пленки,
полученные анодным оксидированием, особенно для покрытий на основе синтетических
смол и, в частности, эпоксидных.

Основными достоинствами способа химического оксидирования являются его
простота, экономичность и быстрота. Для химического оксидирования не требуется
электрическая энергия, не нужно сложное оборудование, трудоемкость его
намного меньше, чем при анодировании. Но по защитным свойствам и стойкости
к износу оксидные пленки значительно уступают пленкам, полученным путем
анодного окисления. Пленки, получаемые химическим оксидированием, могут
быть использованы не только как подслой под лакокрасочные покрытия, но
и для временной защиты деталей, например при хранении их в течение длительного
времени в условиях цеха или отапливаемого склада. Технологический процесс
подготовки и химического оксидирования деталей из деформированных и литейных
алюминиевых сплавов включает следующие операции: расконсервацию; монтаж
деталей на подвесках; химическое обезжиривание; промывку в теплой и затем
в холодной проточной воде; травление в растворе едкого натра; промывку
в теплой и затем в холодной проточной воде; осветление в азотной кислоте;
промывку в холодной проточной воде; химическое оксидирование; промывку
в холодной, затем в теплой воде; сушку покрытия и демонтаж деталей с подвесок;
контроль качества покрытий. Травление в растворе едкого натра и промывку
после него, а также осветление в азотной кислоте применяют в тех случаях,
когда необходимо методом окунания получить равномерную оксидную пленку.
В качестве подвесных приспособлений могут быть использованы проволока,
крючки и корзины из алюминиевых сплавов; не
допускается применение таких металлов, как олово, цинк и медь. Подвески
должны обеспечивать свободный доступ электролита к поверхности деталей
и беспрепятственное удаление газообразных продуктов. Для химического оксидирования
применяют растворы следующего состава (г/л):










  №1 №2 №3 №4 №5 №6
Бихромат
натрия
3–3,5
Хромовый
ангидрид
3–3,5 3,5–4 4–6 5,8–7 8–10 7–8
Гидрофторид
аммония
1,5
Фторид натрия
или калия
0,8 2 0,7–2,1 4–5
Фтористоводородная

кислота (40%–ная)
4–5
мл
Ортофосфорная
кислота
40–50 50–60
Гексацианоферрат
(III) калия
0,5–1 1–1,7
Фторсиликат
натрия
3–3,5

Оксидирование
в растворах № 1, 5 и 6, наиболее широко, применяемых в нашей стране, производится
в течение 10–oo 20 мин при 15–25 °С, а в растворах № 2, 3 и 4 – в течение
1–5 мин при 18–26 °С. Продолжительность оксидирования определяется для
каждого сплава опытным путем. Для промывки после оксидирования в холодной
проточной воде требу–ется не менее 25 л воды на 1 м2 поверхности деталей;
затем детали промывают в проточной воде при температуре не ниже 20 °С
из расчета 15 л на 1 м2. По окончании промывки детали сушат в сушильном
шкафу при температуре не выше 60 °С. При более высокой температуре верхние
слои оксидной пленки могут разрушиться. Сушить можно также теплым чистым
воздухом. После удаления воды из пленки повышение температуры для нее
не опасно. С оксидированными деталями нужно обращаться осторожно, так
как оксидная пленка легко повреждается при механическом воздействии. Недоброкачественные
оксидно–фосфатные пленки можно удалить обработкой деталей в течение 5–10
мин при 90–95 °С в растворе, содержащем 150– 180 г/л хромового ангидрида.
В последние годы в СССР разработан [8, с. 42–44] ряд новых составов для
хроматирования алюминия и алюминиевых сплавов типа алькон. С их помощью
можно получить желтые хроматные пленки за 7–10 с при обработке поверхности
методом распыления из пистолета, а обработкой составом алькон–2 можно
получить бесцветный хроматный слой даже на полированной поверхности алюминия
методами окунания и распыления за 10–20 с. Для хроматирования поверхности
собранных изделий рекомендуется применять алькон–3, который наносят кистью
или распылением в течение 30–120 с. За рубежом для химического оксидирования
широко используют составы алодин (США) и алохром (Англия) [4, с. 113].
Некоторые из них приведены ниже (г/л):











  №1 №2 №3 №4 №5 №6
Фосфорная
кислота (75 %–ная)
64 12 24
Монофосфат
натрия

Nah3PO4xh3O
31,8 66,5 31,8
Фторид
натрия
5 3,1 5 5
Фторид
алюминия
5
Гидрофторид
натрия NaHF2
4,2
Хромовый
ангидрид СгО3
10 3,6 6,8
Бихромат
калия К2Сг2О7
10,6 14,7 10,6
Серная
кислота
4,8
Соляная
кислота
4,8 4,6

Пленки,
полученные с помощью этих составов, имеют толщину около 2 мкм. Продолжительность
процесса 5 мин при 18–19 °С и 1,5 мин при 50 °С. После оксидирования детали
промывают в холодной проточной воде в течение 10–15 с, затем в 0,05 %–ном
растворе хромового ангидрида или фосфорной кислоты при 35–50 °С в течение
10–15 с, после чего сушат при 38–66 °С. В случае плохого обезжиривания
деталей, более высокой концентрации компонентов, более высокой температуры
раствора и большей продолжительности оксидирования, а также сушки при
температуре выше 60 °С покрытия могут получиться порошкообразными и легко
осыпаются. Для приготовления составов для химического оксидирования расчетное
количество компонентов растворяют при перемешивании в подогретой умягченной
воде. Применение жесткой водопроводной воды нежелательно, так как содержащиеся
в ней соли кальция адсорбируются оксидной пленкой, что приводит к возникновению
белых пятен, ухудшающих защитные свойства оксидной пленки. Для получения
качественной пленки необходимо строго соблюдать технологические режимы
подготовительных операций и самого оксидирования. Ванны химического оксидирования
периодически проверяют на содержание компонентов, входящих в их состав.
В 1 л свежего раствора, содержащего фтор–силикат натрия (раствор 1), можно
обрабатывать примерно 30 дм2 поверхности деталей без корректировки ванны.
Ванну корректируют по мере образования слабоокрашенной пленки небольшими
добавками хромового ангидрида (0,5–1,0 г/л) и фторсиликата натрия (0,1–0,25
г/л). При накоплении хромового ангидрида более 25 г/л и фторсиликата натрия
более 6– 8 г/л ванну сменяют. В 1 л свежего раствора, содержащего фосфорную
кислоту (растворы № 2 и № 3), можно обработать 50 дм2 поверхности деталей
без корректировки ванны. По мере истощения ванны (это видно по образованию
слабоокрашенной пленки) производят корректировку, добавляя небольшие количества
компонентов, входящих в состав ванны (0,5 г/л фторида натрия или 1 мл/л
фтористоводородной кислоты). Во избежание сползания пленки количество
фторида натрия и фтористоводородной кислоты не должно превышать указанного
в составе. Хромовый ангидрид и фосфорную кислоту добавляют, если их содержание
в ванне соответственно менее 5 и 25 г/л. Возможные дефекты химического
оксидирования в основном сводятся к образованию рыхлой пленки, легко стирающейся
при протирке после высушивания, либо пленки с бледной окраской или со
светлыми пятнами. Эти дефекты возникают главным образом при оксидировании
в свежеприготовленном электролите вследствие большой его активности. После
проработки ванны с бракованными деталями в течение 4–5 ч дефекты обычно
устраняются. Дефекты могут также появиться при нарушении состава ванны,
режима оксидирования, особенно температурного, продолжительности выдержки,
истощения ванны, накопления в ней растворенного алюминия. Качество пленки
проверяют по внешнему виду: она должна покрывать всю поверхность и прочно
удерживаться на металле. При протирке салфеткой пленка не должна стираться.
Цвет пленки, полученной в растворе, содержащем фторсиликат натрия, – от
желто–золотистого до коричнево–золотистого. Цвет пленки, полученной в
растворе, содержащем фосфорную кислоту, на деталях из алюминия и малолегированных
сплавов – светло–зеленый, на легированных сплавах – более темный. По мере
истощения раствора цвет пленки становится серо–зеленым. Светлые пятна
на поверхности указывают на отсутствие пленки в этих местах. Детали с
такими дефектами следует оксидировать заново.


…….ДРУГИЕ СПОСОБЫ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ.

На
практике при защите алюминиевых сплавов не всегда представляется возможным
применить для подготовки поверхности химическое оксидирование или анодное
окисление. В таких случаях можно использовать и некоторые другие способы,
нашедшие применение в промышленности. К ним относятся травление в различных
кислотах и механическая обработка поверхности.

Травление
в растворе фосфорной кислоты.
При травлении поверхности алюминия и
его сплавов в фосфорной кислоте происходит удаление с металла естественной
оксидной пленки и образуются фосфатные покрытия, способствующие повышению
адгезии лакокрасочных покрытий. Удовлетворительные результаты получаются
после травления в растворе фосфорной кислоты с концентрацией 200–300 г/л
при 40 °С в течение 5 мин [9]. Добавки хромового ангидрида, бихромата
калия, фторси–ликата натрия, а также винной, щавелевой и лимонной кислот
к раствору фосфорной кислоты способствуют повышению адгезии. Механизм
влияния органических добавок на адгезию, по–видимому, заключается в снижении
разрушающего действия фосфорной кислоты на алюминий, что способствует
образованию на поверхности алюминия фосфатных пленок кристаллической структуры,
отличающихся большой пористостью. Лучшие результаты получаются после обработки
в растворах следующего состава [% (масс.)]:






Раствор
1
Фосфорная
кислота
10
Фторсиликат
натрия
0,5
Вода 89,5







Раствор
2
Фосфорная
кислота
12
Лимонная
кислота
16
Метилэтилкетон 12
ОП–7 8
Вода 52

Продолжительность
обработки при 20 °С в первом растворе – 5 мин, во втором – 20 мин.
Травление в растворах серной, азотной и других кислот.

Адгезия лакокрасочных покрытий к алюминиевым сплавам повышается после
обработки их в растворе серной кислоты с добавками бихромата натрия или
калия, в частности в растворе следующего состава [% (масс.)]:




Серная кислота
(конц.)
22,5
Бихромат
натрия (калия)
7,5
Вода 70

Температура
раствора 60.–65 «С, продолжительность обработки 20–30 мин. При применении
этого способа подготовки, называемого пиклинг–процессом, достигается высокая
адгезия грунтовок к поверхности алюминиевых сплавов. В ряде случаев применяется
ускоренный пиклинг–процесс, заключающийся в предварительной подготовке
поверхности деталей из алюминиевых сплавов в растворе следующего состава
[%(масс. )]:




Фторид натрия
(калия или аммония) или фтористоводородная кислота
1
Азотная
кислота (конц.)
15
Вода 84

Поверхность
обрабатывают этим раствором при комнатной температуре в течение 1 мин,
а затем в растворе, применяемом для основного пиклинг–процесса, в течение
1 мин при 60–65 °С.

глава
из книги И.И. Денкер, И.Д. Кулешова «Зашита изделий из аллюминия
и его сплавов лакокрасочными покрытиями», Москва, Химия, 1985, стр.
23-27.

Как очистить алюминий и вернуть ему блеск

Алюминий — один из самых распространенных металлов на Земле, и его можно найти в большинстве домашних хозяйств в таких предметах, как кастрюли, сковороды, приборы и столы. Очистить алюминий, чтобы он сиял как новый, легко, если вы знаете правильные действия и лучшие средства для чистки алюминия.

Как чистить алюминий

Первым шагом в очистке алюминиевых предметов в вашем доме является определение того, не обработан ли алюминий. Алюминиевый объект, покрытый лаком, краской или другим покрытием, следует очищать в соответствии с требованиями покрытия, а не металла.Если алюминий не имеет покрытия, следуйте инструкциям для того типа предмета или алюминия, который вы будете чистить.

Статьи по Теме

Использование кислотных растворов для очистки алюминия

Для тщательной очистки предмета вам понадобится раствор на основе кислоты. Кислота необходима для удаления окисленного покрытия, которое естественным образом образуется на алюминиевых поверхностях.

  • Вы можете приобрести имеющиеся в продаже кислотные чистящие средства, предназначенные для очищаемого продукта.
  • Вы можете сделать дома чистку алюминия своими руками, используя такие предметы, как помидоры, лимоны или даже яблоки.
  • Хотя вы можете использовать такие кислоты, как отбеливатель или фтористоводородная кислота, они имеют множество отрицательных побочных эффектов и не работают лучше, чем кислоты, содержащиеся в натуральных ингредиентах в вашем доме.

Как чистить матовый алюминий

Изделия из матового алюминия обычно используются в бытовой технике, такой как плиты и холодильники, а также в кухонных и ванных комнатах. Матовый алюминий также можно найти на колпаках ваших автомобилей. Для очистки этого типа алюминия вам потребуются следующие ингредиенты:

Этапы очистки матового алюминия

  1. Возьмите одну из тряпок и тщательно протрите поверхность алюминия, чтобы удалить мусор или пыль.
  2. Если вы обнаружите, что ткани недостаточно, вы можете использовать неабразивную чистящую салфетку, чтобы удалить корку или засохшую грязь.
  3. Если вы все еще обнаруживаете мусор и грязь, которые вы не можете удалить, наполните ведро горячей водой и несколькими каплями жидкого мыла для мытья посуды.
  4. Возьмите ткань или неабразивную подушечку и смочите ее водой с мыльным раствором, а затем используйте ее для удаления мусора с алюминия. Используйте либо мягкие круговые движения подушечкой, либо, если на детали есть четкая «зернистость», следуйте направлению волокон подушечкой.
  5. Приготовьте в ведре раствор из 50% белого уксуса и 50% воды. Используйте одну из тряпок и погрузите ее в ведро, впитав немного раствора.
  6. Возьмите влажную ткань и потрите ею алюминий круговыми движениями, уделяя особое внимание обесцвеченным участкам.
  7. Если вы не можете удалить более сильно обесцвеченные участки, приготовьте пасту из столовой ложки винного камня и примерно половины столовой ложки воды (используйте достаточно воды, чтобы сделать пастообразную консистенцию, но не слишком влажную).
  8. Возьмите пасту и нанесите покрытие на трудные для очистки места и подождите не менее 5–10 минут. Затем возьмите влажную ткань и сотрите пасту.
  9. Вы также можете использовать на кухне легкодоступные продукты, например пищевую соду или лимонный сок, вместо винного камня. Паста будет приготовлена ​​из 33% пищевой соды и 66% лимонного сока.
  10. Как только вы удалите все обесцвеченные пятна, возьмите средство для чистки стекол и распылите алюминий по всей поверхности. Возьмите оставшуюся чистую сухую ткань и осторожными круговыми движениями удалите средство для чистки стекол.
  11. Когда ваш алюминиевый предмет высохнет, вы можете сделать его по-настоящему сияющим с помощью обычного полироля для металла. Используйте одну из сухих салфеток, чтобы аккуратно нанести небольшое количество полироли на алюминий, чтобы усилить блеск.
  12. Возьмите чистую сухую ткань и удалите с нее остатки лака, оставшиеся на поверхности.
  13. На заключительном этапе, если вы чистите колпаки из матового алюминия, вы можете покрыть колпаки прозрачным герметиком, чтобы продлить блеск.

Как чистить литой алюминий

Литой алюминий часто используется в кухонной посуде и некоторых типах мебели.Для чистки алюминиевых изделий из литого вам потребуется:

  • 3 чистые сухие салфетки
  • Неабразивная чистящая салфетка или зубная щетка с мягкой щетиной
  • Крем от зубного камня
  • Белый уксус (по желанию)
  • Лимонный сок
  • Свежие помидоры, яблоки или ревень (по желанию)
  • Резина перчатки для защиты рук
  • Ведро или распылитель

Этапы очистки литого алюминия

  1. Как и в случае с другими типами алюминия, вам нужно сначала очистить всю грязь или мусор с алюминия. Вы можете сделать это так же, как и для матового алюминия.
  2. Если литой алюминиевый предмет, который вы чистите, представляет собой кастрюлю или сковороду, и на дне или по бокам есть пригоревшие продукты, вы можете удалить их во время готовки. Налейте воду в кастрюлю и поставьте воду на кипение в течение нескольких минут. Затем возьмите деревянную или пластиковую лопатку и удалите с нее размягченные пригоревшие продукты.
  3. Если ваша первая попытка удалить пригоревшую пищу не удалась, повторите процесс, но добавьте кислоту в кипящую воду.
    • Некоторые возможные варианты: белый уксус, винный камень, лимонный или лаймовый сок, рубленый ревень или помидор или даже нарезанные яблоки.
    • Дайте воде закипеть в течение 10–15 минут, а затем с помощью лопатки удалите продукты.
    • При необходимости повторите процесс, пока не будут удалены все пригоревшие продукты.
  4. Если после всех этих попыток еда все еще остается, вы можете попробовать стальную вату очень тонкого качества. Обязательно используйте его осторожно и двигайте вместе с зерном.Имейте в виду, что стальная вата может поцарапать кастрюли и сковороды, поэтому будьте осторожны на этом этапе.
  5. Если кастрюля или сковорода слегка загрязнены и вы можете удалить весь мусор с помощью ткани или салфетки, переходите к следующему этапу очистки. Добавьте в сковороду четыре стакана воды и три столовые ложки винного камня и доведите до кипения. Дайте закипеть не менее 10-15 минут.
  6. Вы можете слить воду и сливки из раствора зубного камня из кастрюли и дать ему остыть, пока вы не сможете справиться с ним.Возьмите ткань, неабразивный тампон или зубную щетку и аккуратно потрите сковороду круговыми движениями.
  7. Как только вы почувствуете, что вычистили кастрюлю или сковороду, приготовьте смесь из половины стакана лимонного сока на 1–1 / 2 стакана воды или замените лимонный сок уксусом.
  8. Обмакните ткань в смесь и промойте ею сковороду от раствора зубного камня. Возможно, вам будет проще взять пустую бутылку с распылителем и налить в нее смесь, а затем использовать ее, чтобы распылить смесь на алюминиевую поверхность, а затем протереть ее тканью.
  9. Наконец, возьмите сухую чистую ткань и начисто протрите кастрюлю или сковороду.

Как чистить кованый алюминий

Кованый алюминий часто встречается на старых предметах и ​​антиквариате. Для очистки кованых алюминиевых изделий вам потребуется:

  • Чистая сухая ткань
  • Неабразивная чистящая салфетка
  • Крем от зубного камня
  • Белый уксус или лимонный сок (по желанию)
  • Мягкое жидкое мыло для мытья посуды
  • Резиновые перчатки для защиты рук
  • Большая кастрюля

Шаги по очистке кованого алюминия

  1. Возьмите кастрюлю и наполните ее:
    • 2 стакана воды
    • 4 столовые ложки винного камня
    • 1 стакан кислоты по вашему выбору (белый уксус или лимонный сок)
  2. Установите кастрюлю на плите и доведите до кипения.Если вы чистите большой кусок, вы можете удвоить этот рецепт.
  3. Следующий шаг можно проделать либо в раковине, либо в большом ведре, либо в пластиковой ванне, либо в ванне. Если вы используете раковину или ванну, закройте слив, чтобы вода не вытекала.
  4. Вылейте кипяченую смесь в раковину, таз или ведро, затем поместите алюминиевый предмет в воду и дайте ему впитаться не менее десяти минут. Для сильно почерневших кованых алюминиевых предметов вы можете позволить им пропитаться дольше.
  5. Теперь вы можете слить водную смесь. Наполните зону замачивания горячей, но не кипящей водой, а затем добавьте примерно чайную ложку мягкого жидкого мыла для мытья посуды. Продолжайте пропитывать алюминиевые предметы этой новой смесью не менее пяти минут.
  6. Возьмите одну из тряпок или неабразивную чистящую салфетку и аккуратно потрите их, чтобы очистить.
  7. Когда весь черный будет удален, выньте предмет из воды и промойте его, чтобы удалить все остатки мыла.Тщательно вытрите его чистой сухой тканью.
  8. Для дополнительного блеска вы можете использовать коммерческий полироль для металла, например Hagerty 100 All Metal Polish, на чистом и высушенном предмете.

Как очистить окисленный алюминий

Окисление — это процесс, который происходит с алюминием с течением времени и приводит к тусклому внешнему виду ваших алюминиевых предметов. Он также может быть «окрашен» меловым белым веществом. Вы можете найти окисление практически на любом алюминиевом предмете, от кастрюль и сковородок до бытовой техники и даже обшивки домов на колесах и грузовиках.Для очистки алюминиевых изделий, подвергшихся окислению, вам потребуется:

  • Чистая сухая ткань
  • Неабразивная чистящая салфетка или чистящая щетка с мягкой щетиной
  • Тонкая стальная вата (опция)
  • Mothers Mag & Aluminium Polish
  • Мягкое жидкое мыло для мытья посуды
  • Резиновые перчатки для защиты рук
  • Белый уксус (опция)
  • Ведро
  • Салфетка для очистки из микрофибры (опция)
  • Денатурированный спирт (опция)
  • Средство для удаления окисления алюминия (опция)
  • Лимон (опция)
  • Соль (опция)

Этапы очистки окисленного алюминия

  1. Начните с очистки алюминия от грязи и мусора тканью или щеткой.
  2. Возьмите ведро и добавьте примерно столовую ложку жидкого средства для мытья посуды и галлон теплой воды.
  3. Смочите щетку, подушку или ткань в смеси воды и мыла и аккуратно очистите алюминий. Будьте осторожны, не нажимайте слишком сильно, чтобы не повредить поверхность.
  4. После того, как вы очистили всю поверхность, промойте ткань, подушечку или щетку, а затем удалите с нее остатки мыла.
  5. Дайте алюминию высохнуть самостоятельно.
  6. Если окисление не было полностью очищено, вы можете взять очиститель для алюминия, такой как Mothers Mag & Aluminium Polish, и очень осторожно нанести его на поверхность с помощью тонкой стальной мочалки.
  7. Смойте лак влажной губкой или тканью и убедитесь, что он полностью удален.

Использование самостоятельного раствора для очистки окисленного алюминия

Если вы предпочитаете раствор домашнего приготовления, попробуйте уксус.

  1. Смешайте 1 столовую ложку белого уксуса с 2 стаканами теплой воды в ведре или используйте это соотношение, чтобы получить большее количество, в зависимости от того, что вы чистите.
  2. Смочите ткань или неабразивный тампон в водно-уксусной смеси, а затем аккуратно очистите алюминиевую поверхность.
  3. Когда вы закончите, возьмите чистую влажную ткань, чтобы удалить излишки смеси с алюминия.
  4. Дайте алюминию высохнуть самостоятельно.

Удаление сложных пятен на окисленном алюминии

Если вы все еще видите грязь, оставшуюся на алюминии после того, как вы испробовали вышеупомянутые методы, например, отпечатки пальцев, вы можете предпринять некоторые дополнительные действия для работы с этими стойкими пятнами.

  1. Возьмите салфетку из микрофибры и осторожно удалите ее, протерев тканью.Вы можете распылить немного денатурированного спирта на пятна и отпечатки пальцев, чтобы удалить их тканью.
  2. Для удаления трудноудаляемых пятен также можно использовать коммерчески подготовленный продукт, например, средство для удаления окисления Meguiar’s Oxidation Remover. Его можно нанести салфеткой из микрофибры или хлопковым махровым полотенцем, а затем нанести салфеткой из микрофибры, когда закончите уборку.
  3. Третий вариант для удаления трудноудаляемых пятен окисления включает использование лимона и соли. Возьмите целый лимон и разрежьте его пополам.Насыпьте немного соли на блюдо, а затем прижмите лимон срезанной стороной вниз к соли так, чтобы кристаллы прилипли к лимону. Затем с помощью лимона, разрезанного и соленой стороной вниз, протрите окисленные участки алюминия. Когда закончите, удалите остатки влажной тряпкой.
  4. Если вы чистите большую поверхность, вы также можете использовать лимонный сок, разбрызганный на ткань, щетку или чистящую салфетку.

Как очистить потускневший алюминий

Потускневший алюминий — это появление темных или тусклых участков на таких алюминиевых предметах, как кастрюли, сковороды, посуда и т. Д.Очистка потускневшего алюминия очень похожа на другие методы очистки алюминия, и вам следует начать с шагов по очистке литого алюминия. Если этот метод по-прежнему не удаляет потускнение, можно дополнительно использовать коммерчески выпускаемое средство для очистки от потускнения, такое как Brasso Metal Polish, или вы можете использовать Borax, который содержит тетраборат натрия, натуральное чистящее средство.

Очистка потускневшего алюминия с помощью буры

  1. Сделайте пасту из буры, смешав 1/4 четверти стакана буры с несколькими каплями воды в небольшом ведре.Добавляйте по несколько капель, пока не получите нужную консистенцию. Вы хотите создать пасту, которую можно нанести на алюминий, чтобы он был влажным, но не настолько влажным, чтобы он развалился при нанесении или капал.
  2. Возьмите щетку или зубную щетку и аккуратно нанесите немного пасты буры на потускневшие участки алюминия. Дайте ему постоять не менее 10 минут. В случае сильных пятен вы можете оставить его на час.
  3. Возьмите щетку или зубную щетку и аккуратно вотрите пасту в пятно.Вы должны увидеть, как потускнеет, когда вы это сделаете.
  4. Возьмите влажную чистую ткань и удалите все следы пасты Borax.
  5. Если остались пятна потускнения, повторите процесс.
  6. Когда закончите, возьмите чистую сухую ткань и тщательно вытрите насухо.

Лучший способ очистки алюминия

Алюминий присутствует во многих предметах нашего дома, но, к сожалению, он поддается износу и факторам окружающей среды. Это приводит к неприглядному окислению и потускнению, из-за чего изделие может выглядеть «испорченным».«Однако, если вы используете правильный метод для данного типа алюминия, вы можете восстановить предметы, чтобы они выглядели так же хорошо, как и почти новые. Достаточно немного умений и немного смазки для локтей, чтобы избавиться от пятен и принести вернуть блеск!

© LoveToKnow, Corp., 2006-2021, если не указано иное. Все права защищены.

Коррозия алюминия: почему это происходит и что делать, когда это происходит

Простите, мистер Старк, но железо — плохой выбор для костюма. Он тяжелый, что ограничивает вашу способность летать, и, что еще хуже, он ржавеет.Проведите слишком долго во влажной среде, и вы обнаружите, что от поверхности поднимаются красновато-коричневые хлопья. Лучше подойдет алюминий, потому что он намного легче и не ржавеет. Тем не менее, алюминий подвержен коррозии, особенно под воздействием морской воды. Вот объяснение и несколько советов, что с этим делать.

Ржавчина против коррозии

Большинство металлов хотят подвергнуться коррозии до той или иной формы руды. (Золото — одно примечательное исключение.) Коррозия начинается с окисления, когда атомы металла соединяются с кислородом, за которым следует постепенный или не очень постепенный распад.Ржавчина — это особая форма коррозии, через которую проходят только железо и сталь.

Ржавчина — это когда железо окисляется и отслаивается. Это ускоряется влагой. Отслаивание обнажает свежий металл, который, в свою очередь, окисляется и отслаивается.

Окисление алюминия происходит быстрее, чем окисление стали, потому что алюминий очень сильно реагирует на кислород. Оксид алюминия не отслаивается, а образует твердую беловатую поверхностную пленку. Когда все атомы алюминия соединятся с кислородом, процесс окисления прекращается.

Коррозия алюминия

При царапании этой оксидной пленки обнажается голый металл, и процесс начинается снова. Однако он не съест металл, за исключением двух условий. Во-первых, если вокруг находятся хлориды или сульфиды, они атакуют слой оксида алюминия.

Хлориды — это соединения хлора. Примером может служить хлорид натрия — химическое название соли. А где много соли? В океане. Точно так же сульфиды — это соединения серы. Они распространены в районах с загрязненным воздухом.

Во-вторых, при подходящих условиях может возникнуть гальваническая коррозия. это электрический эффект, возникающий при сближении разнородных металлов в проводящей жидкости. Например, при погружении латуни и алюминия в морскую воду электроны переходят от алюминия к латуни. Это может быть проблемой на лодках, где латунные фитинги находятся рядом с алюминием или даже соприкасаются с ним. (Топливные баки являются ярким примером.)

Предотвращение коррозии алюминия

С окислением алюминия мало что можно сделать, и, если только внешний вид не имеет значения, это не большая проблема.Однако коррозия алюминия может быть серьезной проблемой. Если есть вероятность, что это произойдет, у вас есть два варианта:

Также следует учитывать марку или серию алюминия, который вы используете. Некоторые из тезисов, особенно 5052 и 3003, обладают лучшими антикоррозийными свойствами, чем другие. В целом сплавы серий 1ххх, 3ххх, 5ххх и 6ххх обладают хорошей коррозионной стойкостью.

Защитные покрытия

Есть три варианта:

Если вас беспокоит гальваническая коррозия, поищите краску или порошок с высоким электрическим сопротивлением.Анодирование — это вид окисления поверхности, который может привести к очень привлекательной отделке. Однако это обычно нецелесообразно для крупных предприятий.

Если вы прибегаете к нанесению покрытия, не забывайте, что любое повреждение требует немедленного внимания. Оставьте немного алюминия незащищенным, и вы рискуете получить контакт с коррозией.

Предотвращение гальванической коррозии

В идеале, алюминий должен быть сухим. Гальванический эффект не может работать без токопроводящей жидкости между двумя металлами.Если это невозможно, попробуйте использовать электроизоляционные покрытия.

Многие яхтсмены также используют жертвенный анод из цинка. Он корродирует быстрее, чем алюминий, фактически жертвуя собой. Жертвенные аноды действительно нуждаются в периодической замене, но также и большинство покрытий.

Создание лучшего костюма Железного человека

В фильме Тони Старк говорит, что он перешел от оригинального железного костюма к костюму, сделанному из сплава золота и титана. Как отмечает Американское химическое общество в этом видео на YouTube, в этом нет большого смысла, потому что золото действительно плотное.Они предполагают, что лучшим вариантом будет нитинол, сплав никеля и титана.

Вы можете запросить нитинол для следующего производственного проекта, если хотите, но это может оказаться немного дороже. Мы бы предположили, что алюминий может быть лучшим выбором, и если вы беспокоитесь о коррозии, вы знаете, как с этим справиться.

Как удалить и предотвратить коррозию алюминия

Независимо от того, предпочитаете ли вы самолеты и поезда, лодки и автомобили, мы все полагаемся на виды транспорта, чтобы добраться из одного места в другое.Несмотря на различия, все четыре вида транспорта имеют двух общих врагов: коррозию и ржавчину. Тем не менее, несмотря на общность этих злокачественных новообразований, между ними есть некоторые четкие различия, ни одно из которых не знакомо среднему человеку.

Здесь, в AvalonKing, мы рассмотрели все, от советов по удалению ржавчины и защиты шасси до обсуждения побочных эффектов дорожной соли и антиобледенительных химикатов. Но по какой-то причине мы никогда не затрагивали тему точечной коррозии и коррозии компонентов из алюминиевого сплава.

Итак, в интересах общего блага я начал исследовать наиболее распространенные причины коррозии алюминия, с большой надеждой найти некоторые советы по удалению и профилактическому обслуживанию на этом пути. То, что я обнаружил, было поразительным…

Фото: Мика Райт

Разве алюминий не должен ржаветь?

Согласно отчету, недавно опубликованному компанией Monroe Engineering, алюминий составляет около 8% всех элементов земной коры, что делает его наиболее доступным металлом.Кроме того, он удивительно легкий и с точки зрения производства невероятно прост в обращении при воздействии тепла.

Сегодня алюминий можно найти практически во всех сферах повседневной жизни человека. Автомобили, самолеты, сельскохозяйственное оборудование, кровельные материалы, оружие, лифты, электроника, оборудование, бытовая техника… Список применений алюминия бесконечен. Обычно используемые из-за способности сочетать прочность и легкую жесткость с устойчивостью к ржавчине и пластичностью, алюминиевые сплавы являются материалом космической эры современного человека.

В отличие от железа, алюминий никогда не ржавеет, что, вопреки распространенному мнению, может разъедать нержавеющую сталь, особенно при контакте с такими веществами, как соль и вода. Напротив, чистый алюминий не содержит железа, поэтому он никогда не ржавеет. Напротив, алюминий подвержен коррозии, которая, если позволить ей гноиться, также может быть весьма пагубной.

По мере того, как алюминий подвергается коррозии, он ослабевает, точно так же, как покрытый ржавчиной кусок железа быстро ломается, так же как и сильно корродированный кусок алюминия.Конечно, оба встречающихся в природе рака потребляют металл со скоростью улитки, но, будучи внедренными в организм, их удаление и предотвращение распространения — настоящая головная боль.

Итак, если алюминий не ржавеет, почему он ржавеет?

За ответом на этот загадочный вопрос мы обращаемся ни к кому другому, как к специалисту по болтам и метизам Fastenal. Согласно группе из Миннесоты: «Коррозию можно рассматривать как электрохимическое действие, при котором один металл превращается в химическое вещество или просто разъедается.Когда два металла контактируют друг с другом в присутствии некоторого количества электролита [воды], менее активный металл будет действовать как катод и притягивать электроны от анода. Анод — это материал, который подвержен коррозии ».

В отчете

Fastenal приводится пример того, как алюминиевый компонент может быстро корродировать. «Если латунные и алюминиевые пластины соединены пассивированным [покрытым] болтом из нержавеющей стали 304, и латунь, и алюминий будут сильно корродировать в местах соприкосновения с нержавеющей сталью, потому что они намного более анодные, чем нержавеющая сталь.Алюминиевая пластина будет подвергаться более сильной коррозии из-за того, что она более анодирована по отношению к нержавеющей стали, чем латунь. Алюминий также подвергнется коррозии там, где его открытая поверхность соприкасается с латунной пластиной, потому что латунь более катодная ».

Чтобы разложить эту проблему на молекулярном уровне, мы обратимся к открытию, сделанному норвежским ученым Кемалем Нишанджиоглу. При исследовании коррозионных слабостей, обычно обнаруживаемых в металлических сплавах, была выявлена ​​подверженность алюминия коррозии. «Зарождение ямок на многофазных промышленных [алюминиевых] сплавах неизменно происходит в слабых местах оксида вокруг интерметаллических частиц», — поясняет Нишанджиоглу. «Слабость возникает в первую очередь из-за наличия дефекта в оксиде на границе раздела частицы и матрицы».

Этот жаргон ботаников, скорее всего, вызовет несколько кивков понимания со стороны тех из вас, кто знаком с преимуществами и недостатками керамических покрытий. Для остальных из вас вот краткий обзор того, над чем мы задумываемся, и почему это должно иметь значение.

Поверхностные дефекты позволяют загрязнениям и влаге проникать в щели, где им не место, что со временем может привести к повреждению такого материала, как алюминий. Как и многие другие материалы, прочность алюминия зависит от его самого слабого звена, поэтому при образовании точечной коррозии в определенной области он часто будет распространяться наружу, если своевременно не удалить его.

Quick Nerd Примечание: Алюминиевые сплавы часто образуют гладкую поверхность с окислением, которое может быть где угодно от 0.001 до 0,0025 дюйма толщиной. Этот окисленный внешний слой не считается вредным, так как он образует оболочку, похожую на барьер, и не склонен к питтингу.

Фото: Мика Райт

Есть ли способ предотвратить точечную коррозию алюминия?

Таким образом, существует несколько способов защиты алюминиевой поверхности от повреждений, связанных с питтингом и коррозией. Наиболее распространенным является процесс прозрачного покрытия, которое на многие алюминиевые изделия предварительно наносится на заводе для обеспечения превосходной защиты от коррозии.Хотя используемые материалы и методы могут отличаться от прозрачного покрытия, которое обычно используется на лакокрасочном покрытии автомобиля, назначение обоих продуктов идентично.

Нельзя сказать, что любая из форм этих оригинальных заводских покрытий сможет служить и защищать до скончания веков. Существует множество факторов, которые могут повлиять на алюминиевый компонент, особенно на то, что часто подвергается злоупотреблениям в среде с высоким содержанием влаги. Именно поэтому подавляющее большинство алюминиевых изделий имеют анодированное покрытие.

Хотя краткая статья TECH-FAQ по этому поводу, безусловно, проливает свет на плюсы и минусы анодированного алюминия, компания Silcotek, специализирующаяся на покрытиях из сплавов коммерческого класса, немного углубляется в обоснование необходимости защиты алюминиевых компонентов.

Анодирование радикально изменяет текстуру алюминиевого сплава, придавая ему гораздо более пористую поверхность, что, в свою очередь, позволяет последующим защитным и / или пигментированным покрытиям прилипать к металлу. Анодированный алюминиевый материал даже без дополнительного покрытия на поверхности повышает его устойчивость к коррозии и износу.Эта полушероховатая поверхность не только исключает возможность появления трещин или отслаивания, но ее толстый оксидный слой также полностью не обнаруживается невооруженным глазом.

Но у анодирования есть и недостатки. В отличие от титана, железа и нержавеющей стали, необработанный алюминий ослабляется, когда температура превышает отметку 212 ° по Фаренгейту (100 ° Цельсия). И хотя пористая поверхность анодированного алюминия может облегчить нанесение покрытия и, следовательно, более устойчива к отслаиванию и коррозии, она страдает при нагреве с удивительно низкой температурой растрескивания 176 ° по Фаренгейту (80 ° Цельсия).

Quick Nerd Примечание: В своей простейшей форме анодирование представляет собой не более чем воздействие на сырые материалы из алюминиевого сплава мучительной смеси кислотных растворов и сильных электрических токов. Эта комбинация убийц заставляет алюминий образовывать водород на его отрицательном электроде (катоде), а кислород вдоль его физической алюминиевой поверхности служит положительным электродом (анодом). Хотя водород представляет собой не более чем побочный продукт алюминия, производимый кислород превращается в оксид алюминия, который, по сути, является основой для анодирования.

Фото: Мика Райт

Не стресси и держи чистоту

Другой распространенный риск для алюминия — коррозионное растрескивание под напряжением (SCC), название, которое не требует пояснений. Поскольку алюминий склонен к повреждению под давлением, правильная смесь коррозионно-образующих посторонних элементов и напряжения может вызвать преждевременную коррозию легкого материала.

Это означает, что алюминиевые корпуса лодок, штампованные кузова грузовиков, экстерьеры самолетов, строительное и сельскохозяйственное оборудование склонны к коррозионному растрескиванию под напряжением.Если это алюминий, и его регулярно забивают другим предметом или силой нажатия, скорее всего, он подвержен SCC. Вот почему так важны регулярная очистка поверхности и осмотр, поскольку, если оставить ее слишком долго без присмотра, структурная целостность указанной секции может стать непригодной для использования.

Таким образом, хотя он может быть невосприимчивым к разложению оксида железа и намного легче, чем, скажем, нержавеющая сталь, алюминий может быстро ослабнуть, как только начнется регулярная коррозия или коррозионное растрескивание под напряжением.

Чтобы удалить упомянутый «металлический рак» с алюминиевой поверхности, большинство людей прибегает к одному из двух подходов. Первый и, пожалуй, самый привлекательный, это очень кислотный, простой в изготовлении, супер доступный, полностью натуральный очиститель от окисления алюминия безграничного качества.

Если смешать дистиллированную воду с чистым лимонным соком или белым уксусом, а затем осторожно встряхнуть корродированный участок мягкой щеткой, можно удалить большинство легких случаев коррозии алюминия.Чтобы создать этот волшебный эликсир, просто смешайте литр дистиллированной воды с двумя столовыми ложками кислой жидкости по вашему выбору и перемешайте. С помощью небольшого количества смазки для локтей, достаточного времени выдержки и небольшой доли удачи вы сможете удалить большинство видов коррозии алюминия в саду.

Однако, если вы чувствуете, что требуется что-то более сильное, существует, по-видимому, бесконечное множество химических продуктов для очистки алюминия, специально разработанных для удаления окисления с необработанных и анодированных поверхностей.И хотя такие вещи, как нетканые абразивные диски, творит чудеса с корродированными анодированными алюминиевыми поверхностями, нужно быть осторожным, чтобы не повредить защитную пленку металла. Однако, если анодирование каким-либо образом нарушается, можно использовать брызги хромовой кислоты или другую ингибирующую обработку для восстановления оксидной пленки.

Быстрый совет: НИКОГДА не используйте щетки из стальной ваты или стальной проволоки для обработки алюминиевых поверхностей или любые другие высокоабразивные чистящие средства в этом отношении. Он может легко повредить мягкие алюминиевые поверхности, что приведет к дальнейшей коррозии.

Фото: Мика Райт

Как защитить алюминий от коррозии

Один из способов защитить алюминиевую поверхность от коррозии — хранить ее в помещении с контролируемым климатом. Это может быть идеальным для чего-то небольшого, которое используется только изредка, но предотвратить контакт автомобиля с дождем, влажностью или другими богатыми влагой природными элементами практически невозможно. Это возвращает нас к наиболее широко применяемой форме защиты алюминия: прозрачному покрытию.

Защита прозрачным покрытием может быть такой же простой, как нанесение слоя керамического покрытия на поверхность алюминия. Невидимый слой прозрачного покрытия не только защищает необработанный сплав от элементов, но также может добавить глубины любой ранее окрашенной или порошковой поверхности. В то время как базовое прозрачное покрытие «трещотка может приблизиться» может быть применено к меньшим алюминиевым объектам, для больших площадей поверхности обычно требуется более сильное решение.

Отчет Boeing о коррозии алюминия в самолетах иллюстрирует некоторые контрмеры, предпринимаемые для борьбы с этим разрушительным явлением на авиационной арене.Хотя многое из этого неприменимо к тем из нас, кто работает в частном секторе, интересно наблюдать, какие меры принимаются для предотвращения коррозии алюминия в самолетах и ​​что это означает для автомобильных приложений.

«Наиболее практичным и эффективным средством защиты от коррозии является обработка поверхностей соответствующим защитным покрытием. Для алюминиевых сплавов система покрытия обычно состоит из поверхности, на которую наносится грунтовка, ингибирующая коррозию.В последние годы стало обычной практикой не герметизировать анодированный слой. Хотя это снижает коррозионную стойкость анодированного слоя, грунтовка лучше держится на незапечатанной поверхности. В результате уменьшается вероятность того, что он будет откалываться во время производства и обслуживания, что приведет к повышению производительности системы.

-boeing

Далее в отчете аэрокосмической электростанции объясняется, что если вы прикрепляете что-то из нержавеющей стали к алюминиевой поверхности, сталь следует покрыть кадмием, чтобы предотвратить гальваническую коррозию алюминия.То же самое и с титаном, который, по словам Boeing, должен быть покрыт антикоррозийной грунтовкой, такой как стойкая к Skydrol эпоксидная смола, чтобы противостоять повреждениям, обычно вызываемым авиационным топливом. Полиуретановые финишные покрытия также могут быть нанесены на алюминиевую грунтовку по функциональным причинам, причем эти декоративные полиуретановые финишные покрытия обладают большей устойчивостью к нитевидной коррозии.

К счастью, большинству из нас никогда не понадобятся эпоксидные смолы, устойчивые к Skydrol. Простого покрытия Armor Shield IX должно быть более чем достаточно для защиты алюминиевых вещей обычного человека.От автомобильных компонентов и кузовных панелей до лодок, велосипедов, мотоциклов и т. Д. Защита алюминиевой поверхности никогда не была такой простой и надежной благодаря появлению керамического покрытия.

Если вам понравилась эта статья, то вам понравятся продукты AvalonKing по уходу за автомобилем для мастеров «сделай сам». Мы создаем продукцию «No B.S.» по доступной цене. И, что самое приятное, мы относимся к нашим клиентам как к семье, поэтому, если у вас есть какие-либо вопросы или вы просто хотите поговорить об автомобилях, мы просто напишем электронное письмо или позвоним.Посетите нашу домашнюю страницу здесь.

Restore & Protect Aluminium, чтобы выглядеть новинкой на протяжении многих лет

Чтобы алюминиевые поверхности выглядели как новые или оставались новыми, используйте наши покрытия для защиты поверхностей от выцветания, окисления и коррозии. Наши покрытия легко наносятся, устойчивы к царапинам и прозрачны, чтобы ваша поверхность выглядела гладкой и блестящей. Для архитектурного металла используйте Everbrite. Для автомобильного, морского и полированного алюминия используйте ProtectaClear.

Штукатурка или строительный раствор могут испачкать алюминий и испортить его.Алюминиевые оконные рамы можно восстановить с помощью Everbrite ™.

Анодированный алюминий

часто встречается на витринах, но потускневший или испорченный вид может испортить ваш бизнес. Эти поверхности могут быть испорчены и окрашены чистящими средствами на основе штукатурки, строительного раствора, цемента или кислоты. Это может привести к потере отделки, появлению пятен и неровной текстуре. Чтобы восстановить цвет, блеск и отделку анодированного алюминия, используйте прозрачное защитное покрытие Everbrite.

Сначала проверьте алюминий, очистив часть и наблюдая, когда она чистая и влажная.Вода будет имитировать верхнее покрытие, и если пятна исчезнут, тогда, когда Everbrite ™ заменит верхнее покрытие, ваша проблема будет решена.

Если пятна не исчезают, когда алюминий чистый и влажный, необходима дополнительная очистка. Очищайте алюминий до тех пор, пока он не станет удовлетворительным, пока он еще влажный. Если алюминий невозможно очистить, чтобы он выглядел еще влажным, то Everbrite ™, вероятно, не сможет вам помочь.

После очистки алюминия нанесите Everbrite ™, чтобы восстановить внешний вид и защиту алюминия.

Даже новый анодированный алюминий можно испортить из-за точечной коррозии или окрашивания штукатуркой или строительным раствором, которые разрушают защитную отделку. Кислоты также могут повредить верхнее покрытие анодированного алюминия, вызывая пятна и повреждения.

Everbrite ™ восстановил и защитил эти алюминиевые оконные рамы, сэкономив подрядчику тысячи долларов.

Анодированные алюминиевые профили изготавливаются из прозрачного анодированного алюминия, который выглядит как чистый алюминий. Анодированный алюминий также бывает цвета бронзы и ярко окрашенного алюминия.

Когда отделка удаляется агрессивными химикатами, штукатуркой или строительным раствором, на алюминии могут появиться белые пятна, которые портят внешний вид анодированного алюминия. Есть также много цветов анодированного алюминия, которые выцветают, мелеют и выглядят тусклыми. Everbrite ™ вернет цвет и блеск и омолодит анодированный алюминий, чтобы он снова выглядел великолепно.

Everbrite ™ также восстанавливает цвет и блеск цветного анодированного алюминия.

КАК ВОССТАНОВИТЬ ПОВРЕЖДЕННЫЙ АЛЮМИНИЙ

  1. Очистите алюминий.Объем очистки будет зависеть от состояния анодированного алюминия. Если оконные рамы или экструдированный анодированный алюминий просто тусклые или выцветшие, их можно мыть с помощью нашего концентрированного очистителя или мягкого мыла и воды. Салфетки из микрофибры недороги и очень эффективно очистят металл. Если на анодированном алюминии есть ямки или пятна, вам может потребоваться очищающее средство без царапин, такое как BonAmi (доступно в хозяйственных или продуктовых магазинах) или Prep Pads, входящие в комплекты. (НЕ используйте обычную стальную вату, мелкие кусочки могут остаться на оконной раме и заржаветь).Тщательно промойте, при необходимости используйте ткань или щетку. Дайте высохнуть. Если осталось какое-либо окисление, протрите чистой тканью или салфеткой из микрофибры.

  2. Протрите анодированный алюминий чистым растворителем, например денатурированным спиртом (не изопропиловым спиртом — он оставляет пленку) или ксилолом (чистящий растворитель, доступный в хозяйственных магазинах). Это удалит все остатки чистки, отпечатки пальцев и обеспечит чистоту алюминия. Обязательно используйте средства индивидуальной защиты — рекомендуется использовать нитриловые или неопреновые перчатки и защитные очки.

  3. Нанесите защитное покрытие Everbrite ™. Everbrite ™ можно наносить кистью с натуральной щетиной, аппликатором для краски или валиком из микрофибры. Для большинства применений рекомендуется два слоя.

Everbrite ™ восстанавливает цвет и блеск анодированного алюминия и защищает металл от солнечных лучей, окисления, коррозии соляным воздухом, кислотных дождей и других разрушающих элементов.

Попробуйте процесс восстановления Everbrite ™ на оконных рамах из анодированного алюминия, витринах магазина, профилированных профилях из анодированного алюминия или навесных стенах.Вы будете поражены реставрацией.

Предотвращение коррозии с помощью ультратонких слоев оксида алюминия

[Изображение вверху] Ян Ян (слева), аспирант и первый автор; и Цзюй Ли (справа), профессор ядерной инженерии и науки, материаловедения и инженерии и автор-корреспондент. Кредит: Ян Ян

Большая проблема большинства металлов заключается в том, что они со временем ржавеют. А ржавчина и коррозия иногда могут привести к трагическим последствиям.

Еще в 1967 году коррозия под напряжением, наряду с коррозионной усталостью, унесла жизни 46 человек в результате обрушения Серебряного моста.

Многие люди могут вспомнить трагедию авиакомпании Aloha Airlines, в которой виновником снова стала коррозия.

Совсем недавно коррозия стала причиной нескольких травм и двух смертей в канадском торговом центре в 2012 году.

Ближе к дому, в прошлом году аттракцион на ярмарке штата Огайо дал сбой из-за «чрезмерной коррозии», согласно исследователям в отчете CBS.

Исследователи во всем мире работают над решением проблем коррозии — от коррозионно-стойких материалов и покрытий до коррозионно-стойких боридов и даже предсказания возможности коррозии.

Ученые из Массачусетского технологического института обнаружили, что твердый защитный слой из оксида алюминия может деформироваться как жидкость, когда его наносят на металлический алюминий тонким слоем. Оксид может служить для защиты металлов от окружающей среды, такой как воздух и вода, которые способствуют разложению и коррозии.Оксид также может удерживать газы и небольшие молекулы, которые необходимо удерживать, например газообразный водород, который питает автомобили с топливными элементами, или тритий, который вырабатывается внутри активной зоны атомной электростанции, говорится в пресс-релизе Массачусетского технологического института.

Оксид алюминия, оксид хрома и диоксид кремния действуют как барьеры для окисления. Исследовательская группа хотела продолжить изучение элементов, чтобы увидеть, что делает их лучшими препятствиями. «Мы хотели бы понять загадку, почему одни оксиды (в частности, оксид алюминия и оксид кремния) являются хорошими пассивирующими слоями, а другие — нет», — объясняет в электронном письме профессор ядерной инженерии и науки Массачусетского технологического института, а также материаловедения и инженерии Джу Ли. .

Под руководством аспиранта Ян Яна исследователи разработали уникальный метод наблюдения за тем, что происходит, когда поверхностные оксиды подвергаются воздействию кислорода и напряжения с атомарным разрешением. Используя специальный просвечивающий электронный микроскоп — ПЭМ окружающей среды (E-TEM) в Брукхейвенской национальной лаборатории, команда могла оценить процесс в присутствии газов или жидкостей, а не в вакууме, как обычно исследуют образцы в ТЕА.

Разрушение металла в результате коррозионного растрескивания под напряжением может произойти, даже если металл окружен защитным слоем.Трещины все еще могут образовываться, позволяя воздуху и другим веществам, вызывающим коррозию металла, попасть на поверхность металла.

«Мы надеемся, что оксидный защитный слой похож на жидкость и сможет быстро заживить свои трещины», — пишет Ян в электронном письме. «Оказывается, поверхностный оксид металлического алюминия, одного из самых распространенных материалов в нашей повседневной жизни, обладает этими особыми свойствами».

Сравнение жидкостной пассивации и кристаллической пассивации. Перепечатано с разрешения (DOI: 10.1021 / acs.nanolett.8b0006). Авторское право (2018) Американское химическое общество

Поскольку ни один исследователь никогда не изучал деформацию оксидов металлов в окружающей среде с атомным разрешением, команда Янга достигла того, чего не было ни у кого другого — тонкого образца оксида алюминия, деформирующегося в газообразном кислороде, толщиной 2–3 нанометров. «Хорошо известно, что объемный оксид металла очень хрупкий», — добавляет Ян. «Удивительно, что сверхтонкий слой оксида алюминия может быть таким пластичным, деформируясь, как жидкость.”

Группа

Янга также продемонстрировала, что оксид алюминия можно растянуть более чем в два раза по своей длине без образования трещин.

Их самовосстанавливающееся покрытие могло бы стать решением неприятных проблем с коррозией, которые мучили инженеров-строителей в течение многих лет. Ли говорит, что помимо атомных электростанций, их процесс можно было бы использовать в других приложениях, таких как «производство, использование, транспортировка и хранение водорода», — предполагает он.

Статья, опубликованная в Nano Letters , называется «Жидкоподобный самовосстанавливающийся оксид алюминия во время деформации при комнатной температуре» (DOI: 10.1021 / acs.nanolett.8b00068).

Посмотрите видео ниже, чтобы понаблюдать за процессом самовосстановления оксида алюминия.

Деформация алюминия с умеренной скоростью, показывающая, что оксид алюминия может оставаться вытянутым без разрушения (поведение жидкости). Предоставлено: Li Group, YouTube

.

Трещина в оксиде алюминия самовосстанавливается, образуя конформный и бесшовный оксидный защитный слой.Предоставлено: Li Group, MIT, YouTube

.

Вы нашли эту статью интересной? Подпишитесь на информационный бюллетень Ceramic Tech Today, чтобы и дальше читать статьи о последних новостях керамической и стекольной промышленности! Перейдите по этой ссылке , чтобы начать.

Полное руководство по анодированию алюминиевых деталей

Работаете ли вы в автомобильной промышленности или являетесь архитектором, занимающимся проектированием высотных зданий, вы уже слышали о процессе анодирования.Возможно, вам приходилось сталкиваться с анодированными инструментами в качестве стоматолога или в сфере оборудования для приготовления пищи. Анодированные инструменты и устройства находят широкое применение, например, в морской промышленности, в производстве мебели для дома и в деталях для спортивного инвентаря. Например, если вы любите ездить на велосипеде, значит, он вам точно знаком. Анодирование, однако, в основном используется в аэрокосмической и электронной промышленности, где определенные детали необходимо «защитить от коррозии». Существует множество процессов, которым могут подвергаться различные металлы, используемые в этих отраслях, и поскольку анодирование может использоваться для многих различные металлы, от алюминия до титана, обычно это лучший способ защитить любую алюминиевую поверхность.Среди них алюминий является наиболее универсальным. Поэтому мы собираемся обсудить ключевые компоненты анодирования алюминиевых деталей. Мы затронем такие темы, как герметизация анодированного алюминия, яркое анодирование погружением, травление, напряжение и время, а также рассмотрим и сравним различные типы процессов анодирования, такие как твердое покрытие.

Процесс коррозии

Перед определением анодирования нам необходимо обсудить некоторые естественные процессы и понять, почему некоторые из них необходимо аннулировать путем применения анодирования.Общеизвестно, что на необработанном железе образуется ржавчина, если его оставить на воздухе. Ржавление — это химический процесс, называемый коррозией, при котором очищенный металл имеет тенденцию превращаться в более стабильную форму, такую ​​как оксид, гидроксид или сульфид. Коррозия ухудшает полезные свойства материалов и влияет на их внешний вид, прочность и другие характеристики, связанные с его полезностью. Хотя на материалы в основном влияет влажность воздуха, иногда может развиться коррозия, если материал соприкасается с определенными веществами.Чтобы противодействовать поведению материалов при контакте с воздухом и другими веществами, были разработаны методы снижения реакционной способности открытых поверхностей для повышения коррозионной стойкости.

Процесс пассивации

Один из наиболее часто используемых методов называется пассивацией, а анодирование — это одна из форм электролитической пассивации. Пассивация — это процесс, который в конечном итоге делает материал более устойчивым к окружающей среде, что снижает его склонность к коррозии, истиранию и увеличивает усталостную долговечность.Материал становится пассивным, создавая внешний барьер из оксида алюминия путем анодирования. Это легкое покрытие из анодированного алюминия является барьером от коррозии, который не только увеличивает прочность и долговечность объекта, но и сохраняет его внешний вид. Мы можем определить анодирование как процесс увеличения толщины пленки естественного оксидного слоя на анодированной поверхности металлических деталей. Это химический процесс преобразования, который проникает в алюминиевый компонент и изменяет его стабильность.

Преимущества анодирования

Первоначально мы упоминали защиту от коррозии как одну из наиболее частых причин анодирования некоторых деталей, инструментов и оборудования. Наиболее часто используемые анодно-оксидные покрытия при промышленном анодировании обеспечивают электрическую и тепловую изоляцию. Этот слой оксида алюминия состоит из гидратированного оксида алюминия, который считается устойчивым к коррозии. Однако на этом преимущества анодирования алюминия не заканчиваются. Он также может добавить цельный цвет вашему объекту и действовать как защитное покрытие от агрессивных химических агентов, используемых для очистки.

Помимо устойчивости здания к износу и коррозии, этот процесс также улучшает адгезию грунтовок и клеев для краски по сравнению с нанесением краски на голые металлы. Это также очень полезно для предотвращения истирания резьбовых компонентов. Истирание — это форма износа, вызванная прилипанием двух поверхностей скольжения. Это сочетание трения и сцепления с последующим скольжением или разрывом кристаллической структуры под поверхностью. Алюминий довольно легко истирается, поэтому повсеместно применяется анодирование для его защиты.

Технологическое оборудование, выпрямители и чиллеры

Если вам интересно, какое оборудование необходимо для полного процесса анодирования, вы можете быть удивлены тем, что существуют небольшие наборы для анодирования, предназначенные для домашнего использования. Однако эти «комплекты для анодирования алюминия в домашних условиях» предназначены для очень небольших проектов, и они по-прежнему требуют глубоких знаний для обеспечения безопасного применения. Если вы хотите приобрести такую ​​для себя, чтобы красиво отделать велосипедную деталь, вам нужно будет поговорить с продавцами и провести тщательное исследование в Интернете.Мы рекомендуем вам посетить один из наиболее известных предприятий по анодированию, который сможет вам помочь. У этих предприятий обычно есть большие промышленные здания, заполненные резервуарами для анодирования и оборудованием, предназначенным для анодирования различных алюминиевых и титановых деталей и материалов.

Оборудование может состоять из нескольких резервуаров для автоматического анодирования алюминия. Эти резервуары для анодирования имеют встроенные станки с ЧПУ, которые помогают процессу. Как маленькие, так и большие системы анодирования должны иметь несколько резервуаров для завершения процесса анодирования.Типичная линия анодирования включает минимум следующее: Щелочная очистка, ополаскивание, травление, ополаскивание, раскисление, ополаскивание, анодирование, ополаскивание, окрашивание, ополаскивание, запечатывание, ополаскивание, погружение в горячую воду. Обычно между каждым технологическим резервуаром должно быть два промывочных резервуара, и должна использоваться деионизированная вода. Также необходимы системы вентиляции над емкостями для кислоты и травления.

Чиллеры

Химическая ванна, используемая в процессе анодирования, будет выделять значительное количество тепла. Это тепло необходимо устранить для успешного анодирования детали, а это означает, что необходимо принять жизненно важные меры для поддержания температуры на оптимальном уровне.Охладители используются для выравнивания отложения оксидов металлов, а процессу охлаждения помогают водоохладители или воздушные охладители. В чиллерах используются датчики температуры и клапаны для поддержания необходимой температуры.

Выпрямители

Для проведения процесса анодирования вам необходимо подать ток на раствор электролита. Система, контролирующая ток, находится в выпрямителе. Процесс анодирования является деликатным, поэтому для поддержания температуры и напряжения на оптимальном уровне требуются как охладители, так и выпрямители.Кроме того, толщина анодированного слоя будет во многом зависеть от количества времени, которое объект проводит в резервуаре, подключенном к электрическому току.

Время и напряжение

Этот процесс лучше всего объясняется в двухминутном чтении Ларри Честерфилда о зависимости плотности тока анодирования от напряжения: ‘’ В процессе анодирования именно ток (сила тока) создает анодное покрытие. Поскольку покрытие нарастает на деталях, оно препятствует прохождению тока к деталям.Если вы фиксируете ток на протяжении всего цикла анодирования, можно спрогнозировать время, необходимое для создания желаемой толщины покрытия. […] Используя контроль силы тока («анодирование по плотности тока»), сила тока фиксируется на протяжении всего цикла анодирования, обеспечивая тем самым «постоянная плотность тока» для всей длины цикла ». Он предлагает несколько математических формул, которые помогут вам рассчитать адекватное напряжение и время, которые необходимо использовать в зависимости от размера анодируемого объекта.

Раствор для макияжа

Пришло время заняться химической частью этого электрохимического процесса. Мы обсудили химические ванны, используемые в этих специальных резервуарах, а также большие машины, участвующие в процессе. Мы еще не обсуждали компоненты химических ванн. Если вы хотите выполнить анодирование в домашних условиях, вам нужно знать формулу для расчета того, что входит в раствор. Прежде чем обсуждать математику, взгляните на формулу в ее письменном виде: 2H 2 O + Elect ➝ O 2 + 2H 2 ; 2Al + 3O 2 ➝ 2AlO 3

Раствором для анодирования, который чаще всего используется для анодирования алюминия, является серная кислота.Перед началом процесса следует рассчитать необходимое количество раствора в литрах или галлонах с учетом рекомендуемого соотношения кислоты в ванне для анодирования (от 15% до 18%). Имейте в виду, что эта формула по-разному применима к разным видам серной кислоты. Приведем пример оценки:

Галлонов h3SO4, необходимых для ванны анодирования емкостью 500 галлонов 15 процентов по массе = 100 x 0,15 x 0,625 x (500/100) = 47 галлонов.

Структура оксидного покрытия

Если вам интересно, почему анодирование является одним из лучших вариантов отделки поверхности, мы разрешим анодирование.org. Объяснение: ‘’ Структура анодного оксида происходит от алюминиевой подложки и полностью состоит из оксида алюминия. Этот оксид алюминия не наносится на поверхность, как краска или покрытие, а полностью интегрируется с лежащей под ним алюминиевой подложкой , поэтому он не может отслаиваться или отслаиваться ».

Когда алюминиевая деталь погружается в химическую ванну и через нее проходит ток, атомы алюминия медленно извлекаются с поверхности металла.В то время как это происходит, на структуре поверхности образуются то, что мы называем «ямками». Приложенное напряжение влияет на размер этих ямок, и они образуют пористую структуру, которая позволяет выполнять вторичные процессы, такие как окрашивание и герметизация.

Структура пор

Остальные характеристики также зависят от напряжения. Толщина слоя покрытия из оксида алюминия во многом зависит от напряжения, которому подвергается ванна, и времени, в течение которого объект находится в ней.Более высокое напряжение увеличивает скорость окисления, а продолжительность процесса влияет на покрытие. Другие аспекты, такие как температура и характеристики электролита, влияют на скорость растворения металлической поверхности.

Устойчивость к истиранию — одна из важнейших целей анодирования. Однако сейчас мы обсуждаем, как размер и плотность пор или ямок влияют на указанную цель. Более высокая плотность и меньшие ямки означают большую устойчивость к истиранию. Некоторые другие характеристики также могут повлиять на целостность покрытия.

Типы анодирования

Наиболее часто упоминаемые типы анодирования — это анодирование серной кислотой типа II и анодирование твердого покрытия типа III. Это связано с тем, что одно (тип II) широко известно как «обычное» анодирование, а другое (тип III) — «твердое» анодирование. Итак, что стало с Типом I, и есть ли другие процессы, не включенные в первоначальное различие? Мы здесь, чтобы разделить их для вас поровну и сделать их более понятными.

Анодирование хромовой кислотой типа I

Анодирование хромовой кислоты

типа 1 стало менее популярным из-за некоторых правил техники безопасности, касающихся хрома и загрязнения воздуха, с которыми другие новые типы кислот не вступали в конфликт.Это самый старый тип анодирования, который позволяет формировать более мягкие анодированные пленки, намного более тонкие, чем обычные или твердые анодированные покрытия. Его оксидное покрытие с более тонким покрытием обычно выражается в микродюймах, самое большее от 20 до 100. Однако, несмотря на свою тонкость, он все же обеспечивает равную защиту от коррозии и износостойкость при надлежащем уплотнении. Хромовая кислота типа I не может использоваться для цветного анодирования, так как она имеет светло-серый цвет и меньше поглощает цвет при окраске. Его используют не в декоративных целях, поскольку он в основном окрашен в черный цвет и используется для изготовления неотражающих поверхностей в аэрокосмической промышленности или используется в компонентах для высокоточных станков.

Анодирование борно-серной кислотой подтипа I

Этот подтип является альтернативой анодированию хромовой кислотой, поскольку он не наносит вреда окружающей среде. Он покрыт стандартом MIL-A-8625 и в основном используется для защиты от коррозии и адгезии краски. Он также более энергоэффективен, чем его коллега с хромовым анодированием.

Анодирование серной кислотой типа II

Наиболее распространенным типом анодирования является тип II или обычное анодирование. Тип II имеет наиболее широко применяемый раствор, содержащий серную кислоту, обеспечивающий умеренно толстое покрытие.Кроме того, это покрытие намного тверже, чем хромовое анодирование. Его пористая поверхность способствует окрашиванию поверхности алюминия и алюминиевых сплавов. Эти эффекты цветного анодирования могут создавать такие цвета, как черный, красный, синий, зеленый, городской серый, коричневый койот и золото. Перед анодированием изделия можно обработать для придания им матового вида. Окрашенные анодированные пленки не теряют быстро цвет, особенно если они были правильно запечатаны. Анодирование серной кислотой типа II в целом является наименее дорогим процессом, и он обеспечивает широкий спектр анодирования алюминиевых сплавов и доступен во многих цветах.Кроме того, переработку отходов намного легче контролировать, чем обработку хромовым анодированием.

Твердое анодирование серной кислоты типа III

Анодирование типа III, также известное как анодирование с твердым покрытием, также достигается с помощью электролита на основе серной кислоты, но продукт представляет собой гораздо более толстое и плотное покрытие из оксида алюминия. Этот процесс предназначен для компонентов, которые подвержены экстремальному износу или очень агрессивной среде. Более прочное покрытие необходимо для таких вещей, как противовзрывные экраны, шарнирные механизмы, клапаны и соединения.Тип III применяется для усиленной электроизоляции.

Другие типы анодирования

  • Фосфорная кислота: анодирование фосфорной кислотой улучшает характеристики в условиях высокой влажности. Он также известен как процесс Боинга и широко применяется в авиастроении.
  • Анодирование титана : преимущественно используется для окраски титана и поиска трещин под напряжением в основном материале. Он в основном используется в медицинском сообществе, а также в деталях самолетов и космических кораблей.Он обладает высокой адгезией к сухой пленке смазки и краски.
  • Архитектурное анодирование : этот процесс анодирования используется в промышленности, где одинаково важны внешний вид и долговечность. Если вам нужен слой оксида алюминия на компоненте, который будет поддерживать внешний вид здания на постоянной основе, архитектурное анодирование алюминия — единственный выход.
  • Яркое анодирование погружением : В этом процессе анодирования алюминия используются фосфорная и азотная кислоты для придания глянцевого, почти зеркального вида.Лучше всего он работает с алюминием серий 5000 и 6000. Чем тверже покрытие из оксида алюминия, тем оно будет ярче. Он популярен при производстве автомобильных запчастей и фонарей. Aerospace Metals специализируется на ярком анодировании погружением.

травление и герметизация

Etching — это процесс предварительной обработки, используемый для достижения превосходной визуальной привлекательности. Крайне важно удалить всю грязь, жир и масло с поверхности металла, чтобы оставить чистый внешний слой, который превратится в анодированное покрытие алюминия.Для устранения дефектов поверхности используются два типа травления. Один использует каустическую соду, а другой — кислотное травление, обрабатывает поверхность ионами на основе фтора и устраняет дефекты.

Процесс герметизации — один из последних этапов анодирования и, по мнению многих, самый важный. Уплотнение обеспечивает максимальную коррозионную стойкость, но сводит к минимуму сопротивление истиранию. Три наиболее распространенных типа уплотнения — это уплотнение горячей деионизированной водой, уплотнение при средней температуре и уплотнение в холодном состоянии.Типы используемых герметиков различаются в зависимости от используемого процесса анодирования, для некоторых из которых потребуется кипячение деионизированной воды. Для других, например, содержащих окрашенные части, этот шаг не требуется. Холодное запечатывание обеспечивает продукт высочайшего качества, но, вероятно, его будет немного сложнее выполнить.

Заключение

Как видите, анодирование имеет невероятно широкое применение во многих отраслях промышленности. Без этого самолеты не были бы такими безопасными, космические путешествия были бы почти невозможны, а наши жилые и рабочие места были бы менее прочными и гладкими.Процесс может различаться по сложности и стоимости, но конечный продукт работает и выглядит намного лучше, чем исходный компонент. От малого бизнеса, владеющего ключевым магазином, до компаний, разрабатывающих детали для авианосцев военного назначения, многие могут извлечь выгоду из использования анодированных компонентов.

Если вы заинтересованы в анодировании ваших деталей, свяжитесь с нами по адресу www.aerospacemetalsllc.com

Энциклопедия электрохимии — анодирование

Вернуться к:
Домашняя страница энциклопедии —
Содержание —
Именной указатель —
Предметный указатель —
Поиск —
Словарь —
Домашняя страница ESTIR —
Домашняя страница ECS


АНОДИРОВАНИЕ

Роберт С.Alwitt
Boundary Technologies, Inc.
Northbrook, IL 60065-0622, USA

(декабрь 2002 г.)


Оксидная пленка может быть выращена на некоторых металлах — алюминии, ниобии, тантале, титане, вольфраме, цирконии — с помощью электрохимического процесса, называемого анодированием. Для каждого из этих металлов существуют условия процесса, которые способствуют росту тонкого, плотного барьерного оксида однородной толщины. Толщина этого слоя и его свойства сильно различаются в зависимости от металла, и только пленки алюминия и тантала (а недавно и ниобия) имеют существенное коммерческое и технологическое значение в качестве конденсаторных диэлектриков .Алюминий уникален среди этих металлов тем, что, помимо тонкобарьерного оксида, анодирование алюминиевых сплавов в некоторых кислотных электролитах дает толстое оксидное покрытие с высокой плотностью микроскопических пор. Это покрытие имеет разнообразные и важные области применения, включая архитектурную отделку, предотвращение коррозии автомобильных и аэрокосмических конструкций и электроизоляцию. Фактически, именно это пористое покрытие чаще всего считается продуктом анодирования.Поскольку на алюминии можно выращивать как барьерные, так и пористые оксиды, мы будем использовать этот металл для большинства примеров в следующем обсуждении. Те же принципы справедливы для роста барьерного оксида на других металлах.

В ячейке для анодирования алюминиевая заготовка становится анодом путем подключения ее к положительной клемме источника постоянного тока. Катод подключается к отрицательной клемме источника питания. Катод представляет собой пластину или стержень из углерода , свинца, никеля, нержавеющей стали — любого электронного проводника, который нереактивен (инертен) в ванне анодирования.Когда цепь замкнута, электроны отводятся от металла на положительном выводе, позволяя ионам на поверхности металла реагировать с водой с образованием оксидного слоя на металле. Электроны возвращаются в ванну у катода, где они реагируют с ионами водорода, образуя газообразный водород. (См. Приложение о химических реакциях, происходящих во время этого процесса.)

Выбираются электролиты для ванны, в которых оксид нерастворим или растворяется медленнее, чем он откладывается, а затем нарастает прилипший оксидный слой.Состав ванны является основным фактором, определяющим, будет ли пленка барьерной или пористой. Барьерный оксид растет в почти нейтральных растворах, в которых оксид алюминия плохо растворяется, чаще всего в составе бората аммония, фосфата или тартрата. Пористый оксид растет в кислых электролитах, в которых оксид может не только осаждаться, но и растворяться. Наиболее широко используемая ванна представляет собой разбавленную серную кислоту, обычно с концентрацией около 1 молярной или 10 массовых процентов. Другие ванны, используемые для определенных целей, изготавливаются с использованием щавелевой кислоты или фосфорной кислоты.

Барьерные оксиды

Рис. 1. Схема, иллюстрирующая перенос ионов через оксидную пленку.

Металлы, которые можно анодировать, также легко реагируют (окисляются) с кислородом воздуха, так что в условиях окружающей среды поверхность всегда покрыта тонкой оксидной пленкой. Детали структуры и состава пленки зависят от истории воздействия окружающей атмосферы, но для алюминия всегда есть барьерный оксидный слой рядом с металлом толщиной 2-3 нм.Барьерный оксид стабилизирует поверхность от дальнейших реакций с окружающей средой и является отличным электрическим изолятором. Когда алюминиевая деталь, покрытая этим оксидом, становится анодом в электролитической ячейке, содержащей, скажем, боратный электролит, значительный ток не течет до тех пор, пока напряжение не будет повышено до 1–2 вольт. Этот оксид поддерживает электрическое поле (вольт на толщину) порядка 1 В / нм, действительно очень сильное поле. Если бы это был электронный ток, то вода окислялась бы с выделением кислорода.Но выделения кислорода не наблюдается — этого не происходит, потому что оксид блокирует электроны, движущиеся в направлении от электролита к металлу. Напряжение на оксиде можно увеличивать без инициирования протекания тока до тех пор, пока поле в оксиде не станет достаточно большим, чтобы пропустить ионы алюминия и кислорода через оксид. Ток через оксид представляет собой ионный ток, и эти ионы вступают в реакцию с образованием оксидного слоя. Процесс высокополевой ионной проводимости занимает центральное место в анодировании. Оксид-анионы движутся внутрь, чтобы реагировать с алюминием на границе раздела металл / оксид с образованием оксида.Катионы алюминия движутся наружу от металла, чтобы реагировать с водой на границе раздела оксид / электролит с образованием оксида на этой поверхности. На катоде цепь замыкается восстановлением ионов водорода до газообразного водорода. Новые оксидные отложения на обеих границах раздела оксидов, как показано на рисунке 1. (См. Приложение для химических реакций, происходящих во время этого процесса.) Скорость, с которой оксид загустевает, пропорциональна плотности тока (А / см 2 ). Поле в оксиде не меняется с толщиной оксида и имеет лишь небольшую зависимость от плотности тока и температуры.По мере увеличения толщины оксида напряжение на оксиде пропорционально увеличивается, и при комнатной температуре соотношение толщина / напряжение близко к 1,2 нм / В. Толщина очень однородна по всей поверхности, потому что везде падение напряжения должно быть одинаковым.

Для каждого состава ванны и температуры существует максимальное напряжение, которое может поддерживаться до того, как произойдет пробой. При разрушении происходят реакции, отличные от роста оксида: выделение кислорода, окисление растворенного вещества или искрение из-за лавины электронов через оксид.Чем более разбавлена ​​концентрация электролита, тем выше напряжение пробоя, и максимальное напряжение, которое достигается в водных электролитах, составляет около 1000 В. При этом напряжении барьерный оксид имеет толщину около одного мкм, что в 300-500 раз толще, чем окружающий природный оксид. .

Рис. 2. Поперечное сечение аморфного барьерного оксида (из R.C. Furneaux, G.E. Thompson и G.C. Wood, Corrosion Science, Vol. 18, p 853, 1978).

Барьерный оксид, нанесенный на чистый алюминий при комнатной температуре, имеет аморфную (некристаллическую) структуру, то есть его дифрактограмма представляет собой диффузный ореол.На рисунке 2 показано поперечное сечение аморфного оксида, выращенного при фиксированной плотности тока 10 мА / см 2 в 0,16 М тартрате аммония при 20 o C (68 o F) до напряжения 200 В. толщина оксида составляет 220 нм, что эквивалентно 1,1 нм / В. Как и ожидалось для аморфной структуры, отличительных структурных особенностей нет. Микрофотография на Рисунке 2 (а также на Рисунке 3) была получена с помощью просвечивающего электронного микроскопа, который может показать мелкие детали при очень большом увеличении.

Рис. 3. Вид сверху (слева) и поперечное сечение (справа) кристаллического барьерного оксида. (Из Alwitt and Takei (1983), см. Библиографию).

Модификация исходного естественного оксида определенными способами, например, нагреванием на воздухе при высокой температуре с последующим анодированием при повышенной температуре, дает кристаллическую барьерную пленку. На рисунке 3 показаны вид сверху и поперечное сечение кристаллического барьерного оксида, выращенного до 140 В.Тонкая нанокристаллическая структура оксида очевидна при виде сверху. Кристаллиты разной ориентации создают характерную текстуру в поперечном сечении. Чтобы получить эту структуру, алюминий сначала нагревали до 550 o ° C (1022 o F) в течение 30 секунд. Аморфный оксид, который растет во время этого кратковременного воздействия воздуха при высокой температуре, лишь немного толще, чем обычная пленка при температуре окружающей среды, но он, вероятно, содержит «зародыши» кристаллического оксида, который был обнаружен в пленках, выращенных в течение длительного времени при этой температуре.Во время последующего анодирования при температуре 70 o ° C (158 o ° F) эти затравки способствуют росту однородной кристаллической фазы. Для перемещения ионов алюминия и кислорода через кристаллический оксид требуется более сильное поле, чем у аморфного оксида, поэтому более тонкий кристаллический оксид поддерживает такое же напряжение, как более толстый аморфный оксид. Пленка на Рисунке 3 имеет толщину 125 нм, что эквивалентно 0,90 нм / В. Кристаллический оксид выгоден в качестве диэлектрика конденсатора , поскольку более тонкий диэлектрик приводит к более высокой емкости.

Пористые анодные оксиды

Пористые оксиды алюминия чаще всего выращивают в разбавленной серной кислоте, обычно с концентрацией 10 мас.%, Но также существуют коммерческие процессы с использованием фосфорной кислоты, хромовой кислоты, щавелевой кислоты и смесей неорганических и органических кислот. Общей чертой этих ванн для анодирования является способность сохранять относительно высокую концентрацию алюминия в растворе. Это важно, потому что большая часть окисляемого алюминия не остается в пленке, а переходит в раствор.Например, при анодировании в серной кислоте около 60% окисленного алюминия находится в пленке, а остаток находится в растворе. Легко изготавливать пористые пленки толщиной 100 мкм — это в 100 раз толще самой толстой барьерной пленки. В отличие от барьерных пленок, высокое напряжение не требуется для создания толстой пористой пленки из-за уникальной структуры этих пленок.

Рис. 4. Идеализированная структура анодного пористого оксида алюминия (From Asoh et al.(2001), см. Библиографию).

Идеализированный эскиз структуры пленки показан на рисунке 4. Оксид имеет ячеистую структуру с центральной порой в каждой ячейке. На эскизе показаны однородные гексагональные ячейки, но в большинстве условий анодирования получаются пленки с большим беспорядком, с распределением размера ячеек и диаметра пор. Размеры ячеек и пор зависят от состава ванны, температуры и напряжения, но конечным результатом всегда является чрезвычайно высокая плотность мелких пор. Диаметр ячейки находится в диапазоне 50-300 нм, а диаметр пор обычно составляет от 1/3 до 1/2 диаметра ячейки.Плотность популяции клеток составляет примерно от 10 до более 100 на мкм 2 . Соотношение сторон еще более поразительно — обычно порядка 1000: 1. Например, толщина пленки от 20 до 50 мкм с порами 20 нм типична для покрытий, выращенных в серной кислоте.

Рис. 5. Поперечное сечение пористого оксида при малом (3500 ×, слева) и высоком (40 000 ×, справа) увеличениях.

На рисунке 5 показаны два вида сечения трещины 9.Пленка толщиной 4 мкм, выращенная в серной кислоте. Эти изображения были сделаны в сканирующем электронном микроскопе, который показывает особенности поверхности. При 3500-кратном увеличении мелкая пористая структура не видна, но при 40000-кратном увеличении поры и стенки ячеек отчетливо видны.

Рис. 6. Поверхность и поперечное сечение вблизи внешней поверхности пористого оксида (из T. Kyotani, L. Tsai и A. Tomita, Chemistry of Materials, Vol. 8, p 2109, 1996) .

На рис. 6 показана поверхность другой пленки, выращенной в серной кислоте.Структура одинакова по толщине покрытия.

Рис. 7. Вверху: поперечное сечение пористого оксида вблизи границы раздела металл / оксид. В центре: перенос ионов происходит только в темно-серых зонах. Внизу: снимки вблизи металлической поверхности при коротком и длительном времени анодирования. (От Томпсона и Вуда, см. Библиографию).

В основании каждой поры находится тонкий барьерный оксид.На рис. 7 вверху показана пленка вблизи границы раздела металл / оксид, выращенная в фосфорной кислоте. Это электронно-микроскопический снимок углеродной копии поверхности излома. На микрофотографии представлены четыре поры, каждая из которых центрирована над выемкой в ​​форме гребешка в металле. В основании каждой поры находится анодный оксид толщиной 0,2 мкм, и поры разделены оксидом, составляющим стенки ячеек. Как показано на рисунке 7 в центре, геометрия ячейки концентрирует ток через оксид в основании поры, темно-серые зоны на рисунке.Кратчайший путь между металлом и электролитом находится внутри этой зоны, а поле однородно и имеет максимальное значение. Это очень важная особенность для развития пористой структуры. Ионы перемещаются за счет проводимости высокого поля: катионы алюминия достигают поверхности пор и переходят в раствор, а осаждение оксидов ограничивается границей раздела металл / оксид в основании поры. По мере окисления металлического алюминия граница раздела металл / оксид перемещается в металл. Это проиллюстрировано на Рисунке 7 внизу, где мы пытаемся показать это движение внутрь, совмещая положения пор на более раннем и более позднем времени анодирования.То, что было барьерным оксидом на периферии основания поры, больше не проникает в поле и становится частью клеточной стенки. Стенка ячеек и поры увеличиваются в высоту, то есть пленка утолщается, в то время как диаметры ячеек и пор остаются неизменными. Поскольку толщина барьерного оксида остается постоянной, напряжение и ток ячейки остаются почти постоянными по мере увеличения толщины пленки.

Из этого описания устойчивого роста пленки не очевидно, как инициируются поры и клетки. Поверхность металла имеет некоторую шероховатость.Это может быть процесс изготовления металла, такой как прокатка, или химическое травление, или очистка перед анодированием. Даже электрополировка, которая оставляет зеркальный блеск, создает зубчатую текстуру поверхности с мелкими ячейками диаметром порядка 100 нм. На раннем этапе роста пленка на гребнях и выпуклостях становится толще, чем на углублениях. Похоже, что в этих местах ионы легче проходят через оксид. Это может быть из-за более высокого напряжения пленки, примесей или дефектов оксида, и поэтому ток концентрируется в этих местах.Это временная ситуация, и по мере того, как оксид приобретает более однородные свойства, ток смещается в сторону более тонкого оксида в углублениях. Из-за развившейся вогнутой геометрии электрическое поле во впадинах немного выше, а растворение под действием поля способствует локальному истончению оксида и концентрации тока. Это инициирует образование пор, и размер пор, плотность и распределение регулируются до тех пор, пока не будет преобладать устойчивое состояние. Для коммерческих процессов большая часть корректировок обычно происходит в течение первой минуты.

Полезность этих пленок была бы весьма ограниченной, если бы не было возможности закрыть поры после завершения роста. Этот этап называется «запечатыванием» и чаще всего выполняется путем взаимодействия анодированного покрытия с горячей водой. Оксид на поверхности и внутри пор реагирует с образованием закиси водорода, которая имеет другую структуру и более низкую плотность, чем анодный оксид. Из-за своей более низкой плотности закись водорода занимает больший объем, чем анодная окись, из которой она образовалась.Этот продукт реакции заполняет поры и образует непроницаемый анодированный слой, устойчивый в широком диапазоне атмосферных и окружающих условий. (См. Приложение о химической реакции, происходящей во время герметизации.)

Приложения

Ниже описаны некоторые из наиболее важных приложений, а также новые приложения в области нанотехнологий, важность которых может возрасти.

Прозрачный анодированный

Прозрачное анодирование обычно означает анодирование серной кислотой с последующим уплотнением горячей водой.Это наиболее широко используемое анодирование. Он используется на некоторых алюминиевых сплавах в качестве отделки поверхности для отделки автомобилей. Это также поверхность для коммерческих фотолитографических пластин. Фотоэмульсия прилипает к анодному покрытию, и печатный рисунок создается путем избирательного растворения эмульсии. Печатная краска прилипает к эмульсии, а вода прилипает к открытому оксиду. Оксидная поверхность устойчива к истиранию и выдерживает нагрузки высокоскоростных печатных машин.

Погружение анодированного покрытия в раствор красителя перед герметизацией создает привлекательную цветную поверхность для потребительских товаров.

Твердое анодирование

Жесткое анодирование обычно производится путем анодирования в серной кислоте при низкой температуре. В результате получается покрытие с крупными ячейками и порами малого диаметра. Покрытие чрезвычайно твердое и долговечное и используется в инженерных областях, например, на опорных поверхностях.

Тонкое анодированное покрытие на основе фосфорной кислоты используется в качестве адгезионного грунтовочного покрытия для листов самолетов и аэрокосмических сплавов. Это отличная поверхность для эпоксидного клея, а также повышенная стойкость к коррозии .Анодирование с использованием хромовой кислоты используется для обеспечения оптимальной коррозионной стойкости в тяжелых условиях, таких как аэрокосмическая и военная промышленность, но поскольку хром в той или иной форме является канцерогеном, этот процесс постепенно прекращается.

Архитектурные приложения

Архитектурное применение анодированного алюминия включает отделку дверей и окон, а также наружные структурные панели. Эти поверхности должны быть устойчивыми в течение многих лет в суровых атмосферных условиях. Ни прозрачные, ни окрашенные покрытия не подходят.Покрытия от золотого до темно-бронзового цвета получают путем «интегральной окраски», которая достигается за счет использования определенных органических кислот в ванне для анодирования. Органические анионы включаются в оксид и вызывают его потемнение. Подобные оттенки получаются с помощью двухэтапного процесса анодирования, в котором анодирование на переменном токе следует за этапом серной кислоты постоянного тока. На стадии переменного тока металл, обычно олово или никель, осаждается на дне пор. Металлический осадок изменяет оптические свойства покрытия, а его толщину регулируют для получения желаемого цвета с помощью оптической интерференции.Эти покрытия обладают превосходной долговременной стабильностью по сравнению с цельными цветными покрытиями.

Нанотехнологические приложения

Рис. 8. Процесс изготовления идеально упорядоченного пористого оксида. Черная структура — это форма из карбида кремния (SiC), используемая для создания упорядоченного массива выпуклых ямок на поверхности алюминия перед анодированием (от Asoh et al., См. Библиографию).
Рис.9. Микрофотография поверхности, полученная с помощью сканирующей электронной микроскопии, показывающая идеально упорядоченные поры (слева) и обычное случайное распределение (справа) (от Asoh et al., См. Библиографию).

Важность текстуры поверхности в развитии пор была недавно убедительно продемонстрирована, и полученные результаты открывают новые возможности применения анодированных структур. Гексагональный массив наноразмерных (порядка миллиардной доли метра) углублений был нанесен на поверхность алюминия с использованием штампа из карбида кремния, изготовленного с использованием электронно-лучевой литографии.Интервал между элементами составлял 70-500 нм, глубина элемента составляла 200 нм, а ширина элемента была аналогичной величины. Эта последовательность проиллюстрирована в эскизе на рисунке 8. В этом конкретном эксперименте анодирование в растворе щавелевой кислоты привело к образованию идеально упорядоченных массивов пор, соответствующих узорчатой ​​текстуре. Это показано на рисунке 9, где оксид слева вырос на поверхности с рисунком, в отличие от оксида справа, который вырос на поверхности без рисунка. Регулировка условий процесса позволяет получить точно упорядоченные массивы пор с размерами, подходящими для использования в качестве 2-D (двумерных) фотонных кристаллов в видимой длине волны.

Рис. 10. Углеродные трубки, полученные пиролитическим осаждением углерода в пористом оксиде алюминия (от T. Kyotani, L. Tsai и A. Tomita, Chemistry of Materials, Vol. 8, p 2109 , 1996).

Поры можно использовать в качестве шаблонов для создания таких структур, как нанопроволоки и нанотрубки. Для создания нанопроволок поры заполняются металлом или другим материалом путем катодного осаждения или химического осаждения . Трубки изготавливаются путем покрытия стенок пор; добавление функциональных групп к внутренней стенке трубки создает трубчатые нанореакторы.Проволоки и трубки восстанавливаются путем растворения темплата из оксида алюминия (оксида алюминия) в реагенте, который не разрушает наноструктуры. На рис. 10 показаны трубки из пиролитического углерода, созданные путем пропускания пропилена при температуре 800 o ° C (1472 o F) через пористую мембрану из оксида алюминия, которая была отделена от металлической подложки. Затем оксид алюминия растворяли в растворе плавиковой кислоты.

Конденсаторы электролитические

Основное коммерческое применение оксида анодного барьера — это диэлектрическая пленка в электролитических конденсаторах .Эти конденсаторы обладают высокой плотностью энергии, широким диапазоном напряжений (от 3 до 600 вольт) и относительно невысокой стоимостью. Эти конденсаторы бывают двух типов: мокрые и твердотельные. В мокром типе используется органический электролит в качестве электрического контакта между оксидным диэлектриком и токосъемником. Большинство алюминиевых электролитических конденсаторов относятся к этому типу и содержат рулон из двух алюминиевых фольг (одна фольга с оксидным диэлектриком), разделенных бумажной прокладкой, пропитанной органическим электролитом. В твердотельных конденсаторах используется проводящий оксид, обычно диоксид марганца, или проводящий органический полимер (например, политиофен) в качестве контакта между оксидным диэлектриком и токосъемником.В основном это танталовые конденсаторы, хотя есть некоторые алюминиевые, а в последнее время ниобиевые конденсаторы с такой конструкцией. Для увеличения емкости на единицу объема площадь поверхности металлической подложки увеличивают перед нанесением диэлектрика из анодного оксида. Алюминиевая фольга протравливается, а порошок тантала или ниобия спекается для получения гранул с большой площадью поверхности. Высокая удельная площадь, тонкий диэлектрический слой и относительно высокая диэлектрическая проницаемость (около 8 для оксида алюминия и 25 для оксида тантала) в совокупности создают конденсаторы с более высокой плотностью энергии, чем у любого другого типа диэлектрика, такого как полимерная пленка или керамика.

Приложение

Обзор реакций анодирования и герметизации

Общая реакция, происходящая во время анодирования, следующая:

2Al + 3H 2 O ==> Al 2 O 3 + 3H 2

Это сумма отдельных реакций на каждом электроде. Реакции на аноде происходят на границах раздела металл / оксид и оксид / электролит. Ионы, составляющие оксид, подвижны в условиях сильного поля.На границе раздела металл / оксид движущиеся внутрь анионы кислорода реагируют с металлом:

2Al + 3O 2- ==> Al 2 O 3 + 6e

На границе оксид / электролит катионы алюминия, движущиеся наружу, вступают в реакцию с водой:

2Al 3+ + 3H 2 O ==> Al 2 O 3 + 6H +

(В случае растворения алюминия в электролите при образовании пористой пленки анодная реакция:

2Al ==> 2Al 3+ + 6e )

Реакция на катоде — выделение газообразного водорода:

6H + + 6e ==> 3H 2

Реакцию уплотнения можно записать как:

Al 2 O 3 + 3H 2 O ==> 2AlOOH * H 2 O

Статьи по теме

Катодная / анодная защита от коррозии
Коррозия
Распределение плотности тока в электрохимических ячейках
Электролитические конденсаторы

Библиография

  • Структурные особенности кристаллических пленок анодного оксида алюминия, H.Учи, Т. Канно и Р. С. Алвитт, «Журнал Электрохимического общества», Vol. 148, стр B17-B23, 2001.
  • Условия изготовления идеально упорядоченного анодного пористого оксида алюминия с использованием предварительно текстурированного Al, Х. Асох, К. Нишио, М. Накао, Т. Тамамура и Х. Масуда, «Журнал Электрохимического общества», Vol. 148, стр. B152-B156, 2001.
  • Обработка поверхности и отделка алюминия и его сплавов (5, , издание ), С. Верник, Р. Пиннер и П.Г.Шисби, ASM International, Metals Park, Огайо, США, 1987.
  • Кристаллические пленки оксида алюминия, RS Alwitt и H. Takei, в «Thin Films Science and Technology, Vol. 4, Passtivity of Metals and Semiconductors», стр. 741-746, M. Froment (редактор), Elsevier, New York , 1983.
  • Анодные пленки на алюминии, Г. Э. Томпсон и Г. К. Вуд, в «Трактате по материаловедению и технологии, том 23, Коррозия: водные процессы и пассивные пленки», стр. 205-329, J. C.Скалли (редактор), Academic Press, Нью-Йорк, 1983.
    Previous PostNextNext Post

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *