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铝合金型材阳极氧化膜冷封孔剂的研制与应用

艾普斯   丨  2017.09.04   丨  2010

铝合金阳极氧化膜冷封孔剂的研制与应用


常温封闭剂的主盐为氟化镍,在不加任何助剂的情况下,单纯的氟化镍也能作为封闭剂使用,但时间一长,即会出现粉霜,氯离子消耗增大、PH值上升过快等缺陷。有哪一种化合物既能抑制F﹣的消耗速度而又可控制PH值保持在工艺条件范围之内呢?本节就评述缓冲剂在常温封闭剂中的重要作用。

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常温封闭机理浅述


常温封闭的本质是Ni2﹢填充。多孔氧化膜在水中表面呈正电性,它对溶液中的Ni2﹢呈排斥状态,但是该氧化膜在水溶液中仍然可以进行微弱的水合反应。如果溶液中有F﹣存在,水合反应应加速进行。当氧化过的铝合金型材浸于封孔液中后中,Ni2﹢和F﹣很快渗透到氧化膜的微孔之内,这时F﹣与孔壁发生如下反应:

      Al?O? +12F﹣ +3H?O    →   2AlF63﹣+6OH﹣    
      AlF63﹣+ Al?O?+3H?O   →   Al?(OH)?F6+3OH﹣
     XAlF63+?yAl?O?+3xH?O   →  Al(x+y)(OH)?xFy+3XOH﹣ 

反应产生的OH﹣使膜孔内pH值局部升高,从而使扩散过来的Ni2﹢水解成沉淀,堵塞微孔达到封孔的目的。由以上反应过程可以看出(1)F﹣是镍年轻在氧化膜微孔内水解反应的引发剂,促进了镍盐的水解;F﹣也能中和掉氧化膜上的正电荷,从而促进镍盐等成分对氧化膜的渗透;F﹣还与氧化膜一起发生水合反应,引起辅助封闭的作用;F﹣易与水中的钙、镁离子形成难溶的氟化物,增加了F﹣的消耗,使生产过程中的镍、氟消耗不成比例,往往镍消耗不多时,氟就需要补加,使铝合金型材封闭质量得不到保证。虽采取单独补加氟化钠或氟化铵的方法,但往往会加剧氟的贫化。(2)上述三个反应式都有OH﹣产生,只要有氟离子参与反应,pH值就升高,当pH值上升到6.5以上时,Ni2﹢就有沉淀的可能,从而造成槽液浑浊及封闭质量不合格。

从上述反应机理得到:没有缓冲剂来缓冲F﹣和pH值,封闭槽液就很难稳定,经过筛选,氟硼酸或氟硅酸盐具有优良的缓冲性能。