添加劑對陽極氧化鋁膜性能的影響研究.pdf

1、陽極氧化鋁膜在建筑、裝飾、航空等領域具有廣闊的應用前景。本文結合添加劑在提高陽極氧化膜耐蝕性能方面的研究現狀，對稀土鹽和有機物兩種添加劑及其復合添加劑對氧化膜性能的影響進行研究。 本文選取Ce(SO4)2、La2(SO4)3、草酸、檸檬酸、甘油作為單一添加劑分別加入硫酸電解液中，并采用傳統的陽極氧化工藝制備出多孔氧化鋁膜。通過所得氧化膜厚度、硬度及耐蝕性測試，并以耐蝕性為主要評價指標，優選出最佳單一添加劑為硫酸高鈰，并確定其最佳

2、添加量為1mmol/L。通過測定氧化膜的硬度、厚度、耐蝕性隨氧化時間的變化規律，確定最佳氧化時間為1h。 在含有硫酸高鈰的硫酸電解液中分別加入草酸、檸檬酸、甘油三種具有代表性的有機添加劑，通過對所得陽極氧化膜的厚度、硬度、耐蝕性的研究，并以耐蝕性為主要評價指標，優選出與鈰鹽有最佳協同效應的有機添加劑種類為檸檬酸，其最佳添加量為0.6mol/L，并且得到復合添加劑在提高氧化膜的耐蝕性能方面優于單一添加劑。氧化過程的電流-時間曲線及

3、電化學阻抗的研究結果表明，單一和復合添加劑均不改變陽極氧化的過程，卻使阻擋層的厚度增加，從而使膜的耐蝕性增強。但加入復合添加劑后，所得膜在NaCl中的耐蝕機制發生改變，生成的大分子絡合物堵塞孔口，從而使其耐蝕性進一步加強。 隨后對硫酸、硫酸+硫酸高鈰、硫酸+硫酸高鈰+檸檬酸三種電解液中所得氧化鋁膜的性能進行了比較。通過化學浸蝕法得到：三種膜在中性、酸性、堿性介質中的耐蝕性順序為中性>酸性>堿性。通過TEM、XRD、EDS測試技術

4、對添加劑作用下所得氧化膜的表面形貌、結構及組成進行分析，結果表明添加劑的加入，使氧化膜的孔徑減小、孔壁增厚、孔隙率降低，從而使其耐蝕性增大，但對膜的非晶態結構及組成沒有影響。 最后通過對三種電解液中離子形態的分析，并結合氧化過程中電流-時間曲線的特點和電化學阻抗技術的研究結果，初步探討了添加劑在陽極氧化過程中可能的作用機制。由于稀土離子具有較高的價態和較正的標準氧化還原電位，在陽極氧化過程中對某些中間反應起到類似于催化劑的作用，