surface treatment
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為什么鋁型材陽(yáng)極氧化膜電解中電壓急速下降時(shí)沒(méi)有電流通過(guò)?
給電阻值為2Ω的電阻施加15V電壓,根據(jù)歐姆定律,有i=V/R=15/2=7.5(A)的電流通過(guò);此時(shí)如果將電壓由15V急速下降到5V,根據(jù)歐姆定律,有i=V/R=5/2=2.5(A)的電流通過(guò);
同樣的試驗(yàn)應(yīng)用于鋁型材陽(yáng)極氧化時(shí),與在電阻上試驗(yàn)得到的結(jié)果完全不同;如下圖所示,在15V進(jìn)行陽(yáng)極氧化時(shí),有電流i1通過(guò)且有陽(yáng)極氧化膜生成;此時(shí)讓電壓急速降至5V,瞬時(shí)電流便會(huì)跌到接近于零,經(jīng)過(guò)T分鐘后對(duì)應(yīng)于5V電壓的電流i2又恢復(fù);下圖中急速降低電壓,電流瞬時(shí)值接近于零,但經(jīng)過(guò)T分鐘后電流又恢復(fù)流動(dòng)的現(xiàn)象叫“陽(yáng)極氧化的電流恢復(fù)現(xiàn)象”這在鋁型材的陽(yáng)極氧化中是非常重要的,電流i2再次恢復(fù)的時(shí)間(T)叫電流恢復(fù)時(shí)間;
(陽(yáng)極氧化的電流恢復(fù)現(xiàn)象)
有關(guān)電流恢復(fù)時(shí)間(T)以下幾點(diǎn)已得到證實(shí):
①電壓變化量V1和V2之間的差值越大,電流恢復(fù)時(shí)間(T)越長(zhǎng);
②電壓緩慢下降時(shí)電流恢復(fù)時(shí)間非常短;
③電解液溫度越高,電流恢復(fù)時(shí)間越短;
④電解液濃度越高,電流恢復(fù)時(shí)間越短;
⑤電流恢復(fù)時(shí)間與陽(yáng)極氧化膜的厚度無(wú)關(guān);
⑥電解液是否攪拌與電流恢復(fù)時(shí)間無(wú)關(guān);
⑦電流恢復(fù)時(shí)間短至數(shù)秒,長(zhǎng)至數(shù)小時(shí);
有關(guān)電流恢復(fù)現(xiàn)象的解釋有Murphy理論和永山理論;Murphy是電流恢復(fù)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)者,并提出了“質(zhì)子空間充電層在排列”理論;陽(yáng)極氧化膜的阻擋層里存在帶正電的H^+;施加V1的電壓電解時(shí),鋁型材是陽(yáng)極,質(zhì)子存在于遠(yuǎn)離鋁型材側(cè)的溶液的阻擋層中,如下圖所示;這一集合體叫質(zhì)子空間充電層;
(鋁型材陽(yáng)極氧化膜的質(zhì)子空間充電層)
質(zhì)子空間充電層的存在對(duì)于陽(yáng)極氧化膜的生成是必需的;因質(zhì)子空間充電層的形成而產(chǎn)生陽(yáng)極氧化的電流;質(zhì)子空間充電層使阻擋層的電場(chǎng)消失或者讓其減弱,質(zhì)子熱擴(kuò)散成上圖所示的分布狀態(tài);用V2的電壓進(jìn)行陽(yáng)極氧化時(shí),與上圖(a)分布完全不同,其分布圖變化順序是:圖(a)→圖(b)→圖(c);由V1到V2電壓的變化,如上圖所示的質(zhì)子空間充電層的再排列就成為必要;質(zhì)子空間充電層的再排列是需要時(shí)間的,由電壓V1到V2變化時(shí)的一段時(shí)間里沒(méi)有電流,相當(dāng)于V2電壓的質(zhì)子空間充電層再次形成,且有電流i2流動(dòng);因此,其實(shí)質(zhì)就是“電流恢復(fù)現(xiàn)象是質(zhì)子空間充電層的再排列”;
(氧化膜截面圖)
電流恢復(fù)現(xiàn)象和電壓相反變化的氧化膜結(jié)構(gòu)變化如上圖所示;比如,鉻酸溶液中鋁型材在20V進(jìn)行陽(yáng)極氧化后,將電壓提升到40V繼續(xù)陽(yáng)極氧化,再進(jìn)一步升到60V陽(yáng)極氧化時(shí),其氧化膜結(jié)構(gòu)如上圖所示;電解電壓低時(shí)孔數(shù)多且孔壁薄,相反,電解電壓高時(shí)孔數(shù)變少且孔壁或阻擋層變厚;請(qǐng)牢記,陽(yáng)極氧化膜的構(gòu)造對(duì)電解電壓是敏感的;
熱搜詞:鋁型材陽(yáng)極氧化
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