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鋁型材在硝酸或甲酸溶液中不能生成陽(yáng)極氧化膜的原因?
陽(yáng)極氧化膜是鋁型材在硫酸、磷酸、鉻酸等無(wú)機(jī)酸溶液或草酸等有機(jī)酸溶液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理后在表面生成的一層阻擋層;但是,將鋁型材浸入硝酸或者甲酸等酸溶液中不能生成陽(yáng)極氧化膜;有一種說(shuō)法是“單質(zhì)子酸不能在鋁型材表面生成陽(yáng)極氧化膜”;單質(zhì)子酸是只有一個(gè)H^+的酸;硝酸或者甲酸是單質(zhì)子酸;硝酸的電離式為:HNO3=H^++NO3,甲酸的電離式為:HCOOH=H^++HCOO^-,只有一個(gè)H^+;與此相對(duì)應(yīng)的是,硫酸的電離式為:H2SO4=H^++HSO4,也叫二質(zhì)子酸;
為什么單質(zhì)子酸不能在鋁型材表面生成陽(yáng)極氧化膜?在硫酸溶液中,H2SO4電離成HSO4;HSO4進(jìn)入阻擋層后,電離成H^+和SO4;阻擋層中的H^+是質(zhì)子,在阻擋中形成質(zhì)子空間充電層;質(zhì)子空間充電層的存在對(duì)鋁型材陽(yáng)極氧化膜的成長(zhǎng)很有必要;阻擋層中的H2PO4電離成H^+和HPO4,進(jìn)一步電離成H^+和PO4;此時(shí)在阻擋層中形成質(zhì)子空間充電層;但是,硝酸類的單質(zhì)酸在阻擋層中不能形成質(zhì)子空間充電層,意味著不能在鋁型材表面生成陽(yáng)極氧化膜;
還有,在中性溶液和弱堿性溶液中的硫酸陰離子和草酸陰離子與單質(zhì)酸陰離子一樣,會(huì)破壞鋁型材陽(yáng)極氧化膜的阻擋層;為何?因?yàn)榱蛩彡庪x子不是HSO4,而是SO4,草酸陰離子不是HC2O4而是C2O4;因SO4陰離子和C2O4陰離子等無(wú)法在阻擋層中釋放出H^+,與單質(zhì)酸陰離子一樣破壞了鋁型材陽(yáng)極氧化膜的阻擋層;這一點(diǎn)對(duì)理解陽(yáng)極氧化膜電解著色和電泳涂裝的反應(yīng)原理非常重要;由于交流電解著色的正半波電壓使阻擋層變厚,同時(shí)SO4破壞了阻擋層;隨后,施加交流電解負(fù)半波電壓時(shí),電流流過被破壞掉的阻擋層時(shí),電子電流使金屬離子沉積;鋁型材電泳涂裝時(shí),因施加較高的正電壓而使阻擋層變厚,同時(shí)殘存在鋁型材陽(yáng)極氧化膜孔中的SO4陰離子破壞了阻擋層,形成了電子電流;在這個(gè)場(chǎng)所里發(fā)生了水的陽(yáng)極分解反應(yīng),陽(yáng)極分解反應(yīng)產(chǎn)生的氫離子和電泳涂料發(fā)生中和反應(yīng),形成電泳涂膜;
很多人沒有意識(shí)到鋁型材陽(yáng)極氧化膜中陽(yáng)極電離出來(lái)的SO4破壞了阻擋層的作用,其實(shí)這個(gè)作用非常重要;如果SO4不破壞阻擋層,那么鋁型材電解著色、電泳涂裝等在鋁型材陽(yáng)極氧化表面處理方法中均無(wú)法實(shí)現(xiàn);
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