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    鋁型材低溫封孔工藝探討

    來源:中國幕墻網收集整理  作者:*  日期:2014-10-22
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      鋁型材經陽極氧化和著色處理后,其鋁基表面是一層極薄的多孔性陽極氧化膜,其吸附性強、抗蝕能力和耐磨性差。建筑鋁型材表面處理過程中,封孔作為后處理工藝是決定鋁材表面質量、裝飾效果和使用壽命的關鍵所在。

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      鋁型材陽極氧化(詞條“陽極氧化”由行業大百科提供)和著色處理后,其基表面是一層極薄的多孔性陽極氧化膜,其吸附性強、抗蝕能力和耐磨性差。建筑鋁型材表面處理過程中,封孔作為后處理工藝是決定鋁材表面質量、裝飾效果和使用壽命的關鍵所在。鋁及鋁合金陽極氧化膜中存在很多微孔,若不及時封閉或封閉不完全,將嚴重影響鋁型材表面的耐蝕性、耐磨性、耐曬性和裝飾效果等。

      1.常溫封孔原理

      鋁及鋁合金陽極氧化膜主要采用高溫和低溫兩種方法進行封孔(電泳涂漆(詞條“涂漆”由行業大百科提供)除外),其封孔原理是不相同的。高溫封孔法原理是利用高溫下氧化膜的水化作用,生成穩定的γA12O3?H2O沉積于膜孔中,從而將膜孔封閉。由于水化反應的速度和產物的穩定性與溫度有關,所以低溫封閉法的原理就不僅是水化作用的結果。一般來說,它是下面三種作用的綜合結果。

      1.1 水化作用

      低溫封孔(也稱常溫封孔)采用水溶液,是利用其水化作用。由于溫度低,水化反應速度很慢, 同時水化產物具有可逆性,因而不穩定,所以低溫封閉劑中需要添加促進水化反應的物質,如Ni2+、Cr3+、Co2+、Li+等金屬離子

      1.2 形成鋁的化學轉化膜作用

      利用封閉劑中某些物質與鋁氧化膜的化學作用,在其表面生成穩定的化學轉化膜,例如使用鉻酸鹽生成鈍化膜、磷酸鹽生成沉淀膜、赤備鹽等絡合劑(詞條“絡合劑”由行業大百科提供)生成表面鉻化物等。

      1.3 生成金屬(詞條“金屬”由行業大百科提供)的氫氧化物,將膜孔堵塞

      封閉劑中的某些金屬離子擴散至膜孔中后在一定的pH值下發生水解,以氫氧化物形式沉淀于膜孔中,或封閉劑中某些活性粒子與鋁氧化膜作用產生OH-,然后與擴散至膜孔中的金屬離子作用生成氫氧化物沉淀,將膜孔堵塞。

      因組成封閉劑的物質不同。上述三種作用的大小就不同,但總是三種作用的綜合效果。

      2.鎳氟體系低溫封孔

      低溫封孔是建筑鋁型材陽極氧化工藝的最終處理工序。目前,國內采用的基本都是日本80年代初發明的金屬氟化物-極性溶劑封孔方法,其主要成分由鎳鹽和氟離子組成。

      鎳氟體系低溫封孔的機理是:(1)氟離子促進氧化膜的水化反應;(2)氟離子與無定形氧化鋁反應生成絡合物,同時放出氫氧根離子,使膜孔內pH值升高;(3)氧化膜內的鎳離子水解,生成氫氧化物沉淀析出。其主要化學反應如下:

      Al2O3+12 F-+3H2O →2 AlF6 3-+6OH-

      AlF6 3-+ Al2O3+3H2O →Al3(OH)3F6+3OH-

      Ni2++2 OH-→Ni(OH)2

      以上這些溶解和沉積反應,其反應物(填塞物質)主要是水合Ni(OH)2、Al(OH)3、AlF3混合物,另外還有AlOOH(Al2O3)(它是F-與氧化膜反應生成的Al3+產生水合Al (H2O)63+,當其離子濃度達到一定值時,離子間發生締和、水解和濃縮,最后轉化為穩定相的AlOOH(Al2O3)物質。可見,F-對低溫封孔起了很重要的促進作用。陽極氧化低溫封孔后,封孔物質主要集中在氧化膜的外層5~8?m的區域。【完】

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