陽極氧化鋁

陽極氧化鋁是指在鋁及鋁合金表面鍍一層致密氧化鋁為了防止進(jìn)一步氧化，其化學(xué)性質(zhì)與氧化鋁相同。但是與一般的氧化膜不同，陽極氧化鋁可以用電解著色加以染色。
　　制備原理
　　陽極氧化鋁的制備原理是陽極效應(yīng)（又名陽極化處理）。
　　反應(yīng)機(jī)理
　　陽極效應(yīng)是熔鹽電解特有的現(xiàn)象，而以電解鋁生產(chǎn)表現(xiàn)猶為明顯。生產(chǎn)中當(dāng)陽極效應(yīng)發(fā)生時(shí)，電解槽電壓急劇升高，達(dá)到20～50V，有時(shí)甚至更高。它的發(fā)生對(duì)整個(gè)電解系列產(chǎn)生很大影響，使電流效率降低，影響電解的各技術(shù)指標(biāo)，且使鋁的產(chǎn)量和質(zhì)量降低，破壞了整個(gè)電解系列的平穩(wěn)供電。在處理的方法上，不外乎有兩種：用效應(yīng)棒（木棒）熄滅，或降低陽極，增加氧化鋁的下料量，以達(dá)到熄滅陽極效應(yīng)的目的。到目前還未發(fā)現(xiàn)有更好的處理方法。
　　陽極效應(yīng)的發(fā)生是由于隨著電解過程的進(jìn)行，電解質(zhì)中含氧離子逐漸減少，當(dāng)達(dá)到一定程度后，則有氟析出且與陽極炭作用生成炭的氟化物，炭的氟化物在分解時(shí)又析出細(xì)微的炭粒，這些炭粒附在陽極表面上，阻止了電解質(zhì)與陽極的接觸，使電解質(zhì)不能很好地濕潤陽極，就像水不能濕潤涂油的表面一樣，使電解質(zhì)-陽極間形成一層導(dǎo)電不良的氣膜，陽極過電壓增大，引起陽極效應(yīng)。當(dāng)加入新的氧化鋁后，在陽極上又析出氧，氧與炭粉反應(yīng)，逐漸使陽極表面清靜，電阻減小，電解過程又趨于正常。
　　危害
　　在生產(chǎn)方面當(dāng)陽極效應(yīng)發(fā)生時(shí)，電解質(zhì)的溫度急劇升高，由正常值的940℃～955℃急速升高到980℃～990℃，爐幫熔化變薄，增加了側(cè)部炭塊被侵蝕的可能性。電壓的急劇升高，使系列電流波動(dòng)，影響電解槽的產(chǎn)量。電耗增加。生產(chǎn)中陽極效應(yīng)的熄滅方法是：將效應(yīng)棒即（大約2～3米直徑2～4cm的樹枝）插入鋁液中使木棒燃燒排除陽極底掌的氣體薄膜，清潔陽極底部，實(shí)際是在燃燒鋁液，整個(gè)過程大約持續(xù)3～5分鐘，而此時(shí)電解的電化學(xué)過程是停止的，這也就是電解職工常說的"效應(yīng)時(shí)間不產(chǎn)鋁，而且還要跑電耗的"原因所在。因此造成鋁液的嚴(yán)重?fù)p失。以300KA中間下料預(yù)焙槽為例：效應(yīng)系數(shù)0.3次/槽日，效應(yīng)時(shí)間5min,電流效率93%，一個(gè)陽極效應(yīng)少產(chǎn)原鋁：300×0.3355×5÷60=8.4kg，噸鋁電耗增加158kwh。 這種能量在生產(chǎn)中大多轉(zhuǎn)化為熱能，使電解槽極距間溫度急劇升高，進(jìn)而向陽極四周傳導(dǎo)，使的電解槽溫度升高，引起電解質(zhì)中氟化鋁的大量揮發(fā)。因此傳統(tǒng)的陽極效應(yīng)法已不能適應(yīng)當(dāng)今現(xiàn)代電解槽生產(chǎn)。
　　在環(huán)境方面鋁電解生產(chǎn)中，陽極效應(yīng)還伴隨著對(duì)大氣臭氧層有破壞性的PFCs(CF4·C2F6)氣體的產(chǎn)生。當(dāng)今西方發(fā)達(dá)國家對(duì)鋁電解的環(huán)保要求極為嚴(yán)格。
　　車間生產(chǎn)工藝
　　1. 機(jī)械拋光；
　　2. 化學(xué)處理去掉某些合金表面的銅成分；
　　3. 清洗去油(對(duì)于已經(jīng)陽極化的零件，若需要重新陽極化，氏用堿或者專用藥劑去掉原來的陽極化表層)；
　　4. 放入稀硫酸中作為陽極進(jìn)行通電，生成表面氧化層(是多孔性的，為白色半透明薄膜)；
　　5. 染色；
　　6. 固定（加熱或者用鉻酸鹽溶液使表面氧化層的孔封閉）。