Способы борьбы с коррозией алюминия. Оксидная пленка алюминия

Оксидная пленка алюминия | Всё о красках

Когда только что изготовленная поверхность алюминия входит в контакт с атмосферой, она моментально покрывается тонкой оксидной пленкой, которая имеет свойство восстанавливаться после повреждения. Важной и весьма ценной особенностью данной оксидной пленки является то, что ее молекулярный объем в 1.5 раза стехиометрически превышает это же значение для используемого металла. Это в свою очередь означает, что пленка находится под действием сжимающего усилия и, хотя ее покрытие и не является сплошным, однако оно вполне способно не разрушаться вплоть до достижения определенной степени повреждения подложки. Собственно этой защитной поверхности алюминиевая промышленность и обязана своим существованием.

Существует множество различных отчетов, касающихся структуры этой пленки, формируемой при низкой температуре с помощью воздуха, однако в большинстве случаев она признается аморфной, а ее внешняя поверхность - это гидроксид алюминия. При более высоких температурах (более 450ºC) происходит формирование кристаллического Al2O3.

Кинетика выращивания плёнки оксида на чистом алюминии является довольно сложной. Механизм, который на настоящее время считается наиболее соответствующим истине был описан Вефером не так давно. При температуре окружающей среды в течении дня может быть получена пленка толщиной от 2 до 3 мм. Процесс термического окисления контролируется диффузией алюминия и ионами кислорода при температуре до ~ 400°C, а в данном температурном диапазоне действуют асимптотические законы интенсивности разложения.

Надо, однако, заметить, что при превышении температуры 450°C, экспоненциальная скорость окисления изменяется до линейной зависимости прироста массы от временем. Подобное изменение механизма происходит вследствие кристаллизации с образованием ¡-Al2O3, что в свою очередь приводит к нарушению непрерывности пленки. Существуют отчеты, свидетельствующие о том, что при температурах, превышающих 500°C, подготовка листа, т.е. его металлургические свойства, а так же шероховатость поверхности могут оказывать влияние на кинетику окисления.

Толщина оксидного покрытия алюминия.

Естественная оксидная пленка на чистом сплаве Al или Al-Mg (формируемая при температуре ниже 300°C)	1-3 нм
Естественная оксидная пленка на чистом алюминии (формируемая при температуре выше 300°C)	До 30 нм
Естественная оксидная пленка на сплаве Al-Mg (формируемая при температуре выше 300°C)	До 3000 нм (3 µм) ( зависит от температуры и общего содержания Mg)
Нормальное химическое оксидное покрытие ( например, M.V.V., Алрок и т.д.)	2.5 – 5 µм (2.500 - 5.000 нм)
Нормальное анодирование барьерного слоя	0.25-0.75 µм (250-750 нм)
Нормальное защитное анодное покрытие (например, анодирование с помощью серной кислоты)	5-30 µм (5,000-30,000 мм)
Твердые анодные покрытия (например, для инженерных целей)	25-150µм (25,000-150,000 нм)

Основным легирующим элементом для оксидной пленки является магний. При температурах более 340°C магний диффундирует из общей массы сплава, и даже при уровнях менее 50 промилей (мкм) магния происходит конкурирующая реакция окисления между диффузией магния наружу и диффузией кислорода внутрь. При более высоких уровнях магния (до 4%) происходит формирование двухслойной пленки оксида алюминия вблизи металла, а так же наружного слоя MgO. Утолщение этих оксидных пленок происходит вплоть до полного истощения слоя магния. Типичные кривые прироста по массе для Al-4.2%Mg сравнимы с этим же фактором для сверхчистого алюминия. Итог современному пониманию процесса окисления сплавов алюминия и магния в своих работах подвели ученые Вефер и Филд и др.

В таблице приведены значения толщины типичных оксидных пленок естественного происхождения в сравнении с химическими и анодными оксидными покрытиями.Разрыв оксидной пленки может произойти в результате механического повреждения или химической атаки анионами, типа ионов хлора. В большинстве случаев восстановление происходит моментально, и, в зависимости от содержания влаги в окружающей среде, может сопровождаться реакцией восстановления кислорода или реакцией выделения водорода.

Все больше появляется свидетельств того, что в оксидных пленках существуют потоки, которые могут использоваться как центры кристаллизации при разрыве пленки. Данная информация основана на результатах электрохимических исследований и на данных микроскопического исследования проходящих электронов. В связи с этим было выдвинуто предположение, что в растворах дефекты развиваются и репассивируются непрерывно, а присутствие агрессивных ионов тормозит стадию репассивации, при этом ямки служат в качестве центров кристаллизации. Прямым доказательством тому является наличие электрохимических шумов, формируемых до инициации ямки. Можно утверждать, что даже при существовании дефектов агрессивные ионы все равно будут проникать сквозь их основания. Это может реализовываться путем формирования нестойких сложных ионов или путем развития островков соли, например AlCl3.6h3 O, за чем следует обесточенное растворение. Или же локальное значение рН в дефекте может стать слишком малым для эффективного уничтожения основания дефекта и таким образом оставить поверхность алюминия без защиты. В настоящее время все больше ученых склоняются к последнему варианту. В результате повреждения пленки происходит ее коррозия, которая более подробно рассматривается в следующем разделе

vseokraskah.net

12.1.2.Оксидные покрытия на алюминии

В атмосферных условиях поверхность алюминия покрыта тонкой окисной пленкой, которая сообщает ему некоторую пассивность. Но эта пленка вследствие малой толщины, большой пористости и низкой механической прочности не в состоянии защитить металл от разрушительного действия коррозии. При эксплуатации изделий во влажной атмосфере на поверхности алюминия образуется белый рыхлый налет гидратов металла, что не только ухудшает внешний вид, но и приводит к снижению механической прочности и других важных эксплуатационных характеристик изделий.

Наиболее простым и надежным способом защиты алюминия и его сплавов от коррозии является химическое и электрохимическое оксидирование. Сформированная в результате анодного окисления металла оксидная пленка состоит, в основном, из кристаллической модификации окиси алюминия Аl2Оз. Это соединение устойчиво против действия влаги, ряда органических реактивов, некоторых минеральных солей, но активно растворяется в щелочных растворах. Чем меньше примесей в металле, тем однороднее получается оксидная пленка и тем выше ее химическая стойкость.

Химическое оксидирование алюминия

Оксидные покрытия на алюминии могут быть получены в щелочных хроматных растворах следующих составов (г/л) (табл. 12.3):

Таблица 12.3 Составы растворов для оксидирования

1.	Углекислый натрий Na2CO3	40-50
	Хромовокислый натрий Na2Cr04	10-15
	Едкий натр NaOH	2-2.5
2.	Хромовый ангидрид СгОз	3-2.5
	Кремнефтористый натрий Na2SiF6	3-3.5

В растворе 1 обработку ведут в течение 3-20 мин при 80-100°С, в растворе 2 - при температуре 20-30°С в течение 8-10 мин. По мере выработки раствора 2 его температуру повышают до 90-100°С и увеличивают продолжительность обработки до 15-20 мин.

При отсутствии Na2Cr04 он может быть получен из хромового ангидрида или калиевого хромпика. Для этого к раствору, содержащему 25 т/л СrОз или 12 г/л К2Сг2О7 добавляют в первом случае 7.4 г, а во втором - 3.7 г NaOH. По окончании реакции раствор будет содержать 15г/л Na2Cr04.

Нарушение оптимального состава раствора или режима работы приводит к ухудшению качества получаемых оксидных пленок. При чрезмерно большой концентрации щелочи или высокой температуре образуются рыхлые пленки. Значительное увеличение продолжительности оксидирования может привести к растравливанию металла. При малой концентрации щелочи или низкой температуре формируются тонкие пленки, окрашенные в цвета побежалости.

После оксидирования детали промывают сначала в проточной, а затем в теплой воде и сушат в термостате или сжатым воздухом. Температуру промывной воды и воздушной среды поддерживают в пределах 50-60 °С. При более высокой температуре ухудшается качество пленок и может произойти их разрушение.

Для повышения стойкости оксидированных деталей против коррозии их непосредственно после промывки подвергают пассивированию, погружая на 20-30 с в раствор, содержащий 18-20 г/л СгОз при комнатной температуре.

Электрохимическое оксидирование алюминия и его сплавов

В процессе электрохимического оксидирования алюминия и его сплавов применяют различные электролиты : сернокислый, хромовокислый, щавелевокислый, сульфосалицилатный.

Анодное оксидирование алюминия и его сплавов ведут в электролите, содержащем 170-200 г/л h3S04. Повышение концентрации кислоты по сравнению с оптимальной приводит к снижению скорости формирования пленки, вследствие более активного ее растворения и увеличения прироста. Режим электролиза выбирают с учетом состава обрабатываемого сплава. Алюминий анодируют при плотности тока 1-2 А/дм2 и напряжении на ванне 10-15 В, дюралюминий и силумин - при 0.5-1.0 А/дм2 и 12-20 В. Температура электролита во всех случаях 15-23°С. При оксидировании с последующим уплотнением пленки хроматами продолжительность электролиза составляет 30-50 мин, в случае адсорбционного окрашивания пленки органическими красителями длительность электролиза увеличивают до 60-80 мин.

Оксидирование алюминия в хромовокислом электролите более трудоемко и менее экономично, чем в сернокислом электролите. Процесс идет при повышенном напряжении и требует особенно точного соблюдения электрического и теплового режимов. Поэтому хромовокислый электролит используют только в тех случаях, когда без него трудно обойтись. К таким случаям относится обработка литейных кремнистых сплавов типа АЛ2 и АЛ9, а также обработка деталей, имеющих сварные и клепанные соединения. Сплавы, содержащие более 50% меди или тяжелых металлов, не следует обрабатывать в хромовокислом электролите.

По сравнению с оксидными покрытиями, полученными в сернокислом и щавелевокислом электролитах, покрытие из хромовокислого электролита характеризуется меньшей твердостью и износостойкостью, что исключает их применение для деталей, работающих на износ и под механической нагрузкой.

Для оксидирования применяют разбавленные или концентрированные электролиты. Первые из них содержат 30-35 или 50-55 г/л СгОз, вторые - 90-100 г/л СгОз. Содержание примесей в растворе не должно превышать 0.5 г/л S04 и 0.02 г/л С1.

Обработку алюминия и его гомогенных сплавов в концентрированном хромовокислом электролите ведут при 36±2°С и анодной плотности тока 0.3-0.5 А/дм2, гетерогенных сплавов - при 32±2°C и плотности тока 0.4-2.5 А/дм2. В течение первых 5-10 мин электролиза напряжение на ванне постепенно повышают до 40 В и поддерживают на этом уровне 40-50 мин. Скорость повышения напряжения должна быть такой, чтобы плотность тока при этом не превысила 2.0-2.5 А/дм2. В дальнейшем плотность тока самопроизвольно понижается.

Способ получения оксидных покрытий в щавелевокислом электролите как по стоимости расходуемых материалов, так и по затратам электроэнергии менее экономичен, чем сернокислотный. В этом электролите можно обрабатывать алюминий и его сплавы, содержащие до 5% меди или 4% кремния.

Оксидирование постоянным током ведут в 3-5% растворе щавелевой кислоты при 20-25° С, анодной плотности тока 1-2 А/дм в течение 30-40 мин. По мере увеличения омического сопротивления в результате роста оксидной пленки, плотность тока понижается и для ее поддержания на постоянном уровне необходимо увеличить напряжение, достигающее к концу электролиза 60-70 В.

Цвет получаемых пленок зависит от состава обрабатываемого металла, режима электролиза и толщины покрытия. С увеличением толщины пленки на алюминии от 5 до 100 мкм ее цвет меняется от серовато-белого до коричневого. Пленки, получаемые при комнатной температуре, имеют серебристую окраску, с повышением температуры раствора и плотности тока они приобретают желтый, а затем коричневый цвет, напоминающий бронзу. Светлый пленки хорошо окрашиваются органическим красителем в черный цвет.

В растворах сульфосалициловой кислоты формируются плотные, но тонкие пленки, что связано с малой растворимостью окиси алюминия в электролите.

В производственных условиях могут быть использованы двухкомпонентный сульфосалицилатный электролит, содержащий добавку h3S04 и трехкомпонентный электролит, содержащий добавки серной и щавелевой кислот. В состав двухкомпонентного электролита входит 100г/л сульфосалициловой кислоты и 5 г/л серной кислоты. Оксидирование ведут при анодной плотности тока 1-3 А/дм2 и температуре 20-40° С. Электролит перемешивают сжатым воздухом.

Трехкомпонентный электролит содержит 100 г/л сульфосалициловой кислоты, 30 г/л щавелевой кислоты, 3 г/л серной кислоты.

Оксидирование ведут при режиме, аналогичном рекомендуемому для двухкомпонентного электролита. Для получения пленок толщиной около 100 мкм с высокими электроизоляционными свойствами поддерживают температуру электролита 30-40° С, а плотность тока 3-4 А/дм2.

studfiles.net

Естественная оксидная пленка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Естественная оксидная пленка

Cтраница 1

Естественные оксидные пленки с титана к его сплавов удаляют в растворах соляной, азотной и фтористоводородной кислот. [1]

Естественная оксидная пленка тем однороднее и плотнее, чем чище алюминий. На чистом алюминии естественная пленка имеет толщину 0 1 мк, что служит гарантией от развития коррозии в легких условиях эксплуатации. Так как чистый листовой алюминий является слишком мягким, чтобы применять его для шасси или корпусов, то применяют листовой жесткий алюминиевый сплав - дюралюминий, плакированный с обеих сторон фольгой чистого алюминия. Такой трехслойный лист обладает хорошими антикоррозионными характеристиками. [2]

Естественная оксидная пленка, всегда имеющаяся на поверхности алюминия, перед формовкой удаляется путем специальной технологической обработки травлением. Но в промежутке между операциями при хранении травленого материала на воздухе образуется снова тонкая пленка, оказывающая дополнительное сопротивление протеканию тока - Величина характеризует электрическое сопротивление этой пленки. Константа Ь, не влияющая на распределение тока, зависит лишь от электрода сравнения при измерении разности потенциалов. Первое слагаемое определяется сопротивлением, создаваемым растущей оксидной пленкой. [3]

Образование естественной оксидной пленки на алюминии происходит при простом соприкосновении свежей поверхности этого металла с кислородом воздуха. При комнатной температуре толщина этой пленки составляет обычно около 0 01 мкм. [4]

Однако в тяжелых условиях эксплуатации естественная оксидная пленка для защиты от коррозии недостаточна. [5]

По данным [10], толщина естественной оксидной пленки на алюминии при нормальной температуре не превышает 0 01 мк. Даже при нагреве, близком к температуре плавления металла, она не может достигнуть толщины более 0 2 мк. [6]

После образования на металле или полупроводнике естественной оксидной пленки дальнейший ее рост может происходить только при активации процесса окисления каким-либо внешним фактором, например нагревом или электрическим полем. [7]

В результате имеющаяся уже на поверхности алюминия естественная оксидная пленка искусственно утолщается; такая пленка хорошо предохраняет остальной металл от окисления. [8]

Чаще всего для изготовления зеркал применяют алюминий, который легко испаряется в вакууме, обладает хорошим сцеплением со стеклом, пластмассами и не тускнеет на воздухе, так как естественная оксидная пленка, образующаяся на поверхности алюминия, защищает покрытие от дальнейшего окисления и механических повреждений. Такая пленка надежно защищает алюминиевый слой от воздействия морской воды, щелочей и высоких температур. [9]

Алюминий вследствие самопроизвольного образования на его поверхности стабильной пассивирующей защитной пленки относится к наиболее устойчивым к атмосферной коррозии металлам. Естественная оксидная пленка на его поверхности имеет толщину 0 01 - f - - т - 0 02 мкм. Сплавы алюминия с маннием и марганцем отличаются высокой коррозионной стойкостью даже в морской атмосфере, содержащей хлориды. [10]

Естественная оксидная пленка, всегда имеющаяся на поверхности алюминия, перед формовкой удаляется путем специальной технологической обработки травлением. Но в промежутке между операциями при хранении травленого материала на воздухе образуется снова тонкая пленка, оказывающая дополнительное сопротивление протеканию тока. Величина К2 характеризует электрическое сопротивление этой пленки. Константа 6, не влияющая на распределение тока, зависит лишь от электрода сравнения при измерении разности потенциалов. [11]

Естественную оксидную пленку с алюминия целесообразно удалять травлением с последующим осветлением в растворах азотной кислоты или ее смеси с фтористоводородной кислотой. [12]

Это возрастание приводит к увеличению удельного сопротивления рд и, следовательно, к увеличению внутреннего сопротивления контакта тш. Кроме этого, электролитический процесс удаления естественной оксидной пленки не остается бесследным и заканчивается созданием другого, нового химического наслоения на металле, по составу и структуре иногда и более сложного, чем удаленная оксидная пленка. Однако все химические травители и все операции травления таковы, что получаемая пленка на металле остается электрически прозрачной, равномерно распределенной и практически в течение определенного срока сколько-нибудь заметно не увеличивает внутреннего сопротивления контакта. [13]

Оксидные покрытия получаются в результате химического или электрохимического образования слоя оксидов на поверхности металла. Эти пленки, как правило, толще естественных оксидных пленок, их можно окрашивать или покрывать лаком для повышения защитных свойств. [14]

Полупроводниковые слои на металлах, полученные электрохимическим оксидированием, превышают естественную пленку по толщине на 2 - 3 порядка. Эти пленки состоят из аморфной и кристаллической фаз, причем первая превалирует. Естественная оксидная пленка на металлах обычно весьма тонка - всего 5 - 50 нм, а иногда и менее. [15]

Страницы: 1 2

www.ngpedia.ru

Сварка алюминия и оксидная пленка

Алюминий и его сплавы отличаются такими прекрасными качествами, как малая масса, сравнительно высокая прочность, отличная обрабатываемость и способность к легкому деформированию и обработке. Данные сплавы имеют важное значение для промышленности и развития отраслей хозяйства. Устойчивость к коррозии, электропроводность и высокая теплопроводность делают металлы трудно заменимыми. Для многих сварочных конструкций используются сплавы из алюминия разного назначения, которые применяются для каждого отдельного случая и имеют множество своих преимуществ и оттенков свойств.

Взаимодействуя с кислородом и содержащимися в нем газами, в результате реакции получается окись алюминия. К примеру, при температуре 1000 по Цельсию реакция окисления металла будет происходить даже в условиях полного вакуума и изоляции от воздуха и кислорода. Также возможно образование окиси в результате сваривания с аргоном, потому что кислород в нем также присутствует, хоть и в тысячных долях процента.

Окись алюминия, которая появляется при сваривании, образовывает прочную и плотную тугоплавкую пленку, которая называется оксидной пленкой. Полностью оксидная пленка формируется на 7 – 14 день после сваривания в случае, если алюминий находился под воздействием температуры 20 градусов по Цельсию, тогда пленка будет достигать в толщину 5 – 10 нм.

Такое поведение пленки может объясняться отличными защитными свойствами защитной пленки. Это можно подтвердить правилом, согласно которому пленка с защитными свойствами будет образовываться в случае, если соотношение объема окиси к объему металла, который подвергся окислению, больше единицы. Для алюминия такое число составляет 1,24, а для магния 0,79. Благодаря плохим защитным свойствам оксидной пленки магния, толщина пленки со временем только увеличивается и продолжает расти с каждым днем.

Важной характеристикой оксидной пленки алюминия является ее способность адсорбировать газы, особенно водяной пар. Пленка способна удерживать водяной пар до тех пор, пока не будет подвержена температуре плавления. Также пленка отличается значительной механической прочностью, а также она легко может удерживаться на поверхности жидкого металла благодаря силам поверхностного натяжения.

Стоит отметить, что коэффициент температурного напряжения почти в 3 раза ниже коэффициента расширения алюминия и по этой причине при нагревании металла в оксидной пленке образуются трещины.

Если в алюминии есть примеси щелочноземельных и щелочных элементов, то оксидная пленка будет обогащаться их оксидами. Подобная сложная оксидная пленка более рыхлая, вследствие чего хуже защищает металл от воздействия газов. Однако, чем меньше толщина оксидной пленки, тем быстрее и проще производить сваривание металла.

3g-svarka.ru

Коррозия алюминия и способы борьбы с ней (+22 фото)

Алюминий – широко распространенный в промышленности и быту металл. Окисление алюминия на воздухе не происходит. Его инертность обусловлена тонкой оксидной пленкой, защищающей его. Однако под влиянием определенных факторов из окружающей среды этот метал все же подвергается разрушительным процессам, и коррозия алюминия — не такое уж и редкое явление.

Виды коррозии

Окисляется алюминий в атмосфере быстро, но на небольшую глубину. Этому препятствует защитная окисная пленка. Окисление ускоряется выше температуры плавления алюминия. Если нарушается целостность оксидной пленки, алюминий начинает корродировать. Причинами истончения его защитного слоя могут стать различные факторы, начиная с воздействия кислот, щелочей и заканчивая механическим повреждением.

Коррозия алюминия – саморазрушение металла под воздействием окружающей среды. По механизму протекания выделяют:

Химическую коррозию – происходит в газовой среде без участия воды.

Электрохимическую коррозию – протекает во влажных средах.

Газовое разрушение – но сопровождает нагрев и горячую обработку алюминия. В результате взаимодействия кислорода с металлами возникает плотная окисная пленка. Вот почему алюминий не ржавеет, как и все цветные металлы.

На видео: электрохимическая коррозия металлов и способы защиты.

Причины коррозии алюминия

Коррозионная стойкость алюминия зависит от нескольких факторов:

чистоты – наличия примесей в металле;
воздействующей среды – алюминий может одинаково подвергаться разрушению и на чистом сельском воздухе и в промышленно загрязненных районах;
температуры.

Во многих случаях малоконцентрированные кислоты могут растворить алюминий. От возникновения коррозии не защищает естественная окисная пленка.

Мощные разрушители – фтор, калий, натрий. Алюминий и его сплавы корродируют при воздействии химических соединений брома и хлора, растворов извести и цемента.

Коррозия алюминия и его сплавов происходит в воде, воздухе, оксидах углерода и серы, растворах солей. Морская вода приводит к ускоренному разрушению. Алюминий считается активным металлом, но при этом отличается хорошими коррозионными свойствами.

Выделяют два основных фактора, которые влияют на интенсивность коррозийного процесса:

степень агрессивности воздействующей окружающей среды – влажность, загрязненность, задымленность;
химическая структура.

Алюминий не подвергается коррозии в чистой воде. Не влияют на защитную оксидную пленку нагревание и пар.

Проявление коррозии алюминия

Выделяют следующие виды коррозии алюминия и его сплавов:

Поверхностная – наиболее распространенная, приносит наименьший вред, легко заметна и быстро поддается устранению.
Локальная – разрушения наблюдаются в виде углублений и пятен. Опасный вид коррозии в силу своей незаметности. Встречается в труднодоступных частях и узлах металлических конструкций.
Нитеподобная, филигрань – наблюдается под покрытиями из органики, на ослабленных местах поверхности.

Любой из видов коррозии конструкций из алюминия является причиной разрушения.

Это сокращает срок эксплуатации изделий. В гальванической паре алюминий может корродировать, при этом он защищает другой металл.

Естественных антикоррозийных свойств алюминия и его сплавов недостаточно. Поэтому механизмы, агрегаты, конструкции и изделия из металла нуждаются в дополнительной защите.

Способы борьбы с коррозией

Защита от коррозии производится несколькими способами:

Механическое лакокрасочное защитное покрытие.
Электрохимическая защита – покрытие более активными металлами;
Покрытие алюминия порошковыми составами, так называемый процесс аллюминирования;
Высоковольтное анодирование;
Химическое оксидирование;
Применение ингибиторов коррозии.

Механическое покрытие

Как защитить алюминий от коррозии? Чаще всего применяют механический способ – нанесение слоя краски.

Покройте краской изделие и вы убедитесь в действенности этого способа. Окрашивание бывает мокрым и сухим, или порошковым. Эти технологии усовершенствуются. При мокром окрашивании лакокрасочные слои наносят после защиты алюминия составом, содержащим соединения цинка и стронция. Металлическую основу тщательно подготавливают: защищают, шлифуют, сушат. Грунт наносят поэтапно.

Когда растворитель из грунтовочной смеси полностью исчезнет, поверхность можно покрывать изолирующим составом: масляным или глифталиевым лаком.

Специальные составы помогают остановить коррозию и защищают алюминиевые конструкции от химикатов, бензина, различного вида масел. Выбор покрытия зависит от условий последующей эксплуатации металлического изделия:

молотковые – применяют для получения конструкций различных цветовых оттенков, используемых в декоре;
бакелитовые – наносят под высоким давлением, заполняя микротрещины и поры.

Порошковое окрашивание требует тщательной очистки поверхности от жира и различных отложений. Это достигается погружением в щелочные или кислотные растворы с добавлением смачивателей. Далее на алюминиевые конструкции наносится слой хроматных, фосфатных, циркониевых или титановых соединений. После этого он не будет окисляться.

После просушки материала на окислившийся участок наносят защитный полимер. Чаще всего используются полиэфиры, стойкие к механическому, химическому и термическому воздействию. Применяют полимеризованный уретан, эпоксидные и акриловые порошки.

Оксидирование алюминия

Оксидирование алюминия протекает при постоянном токе под напряжением 250 В. Наращивание защитной пленки происходит при комнатной температуре с водяным охлаждением. Не требуется импульсного источника. Пленки получаются плотными и прочными в течение 45-60 минут.

На плотность и цвет оксидного покрытия влияет температура электролита:

пониженная температура образует плотную пленку яркого цвета;
повышенная – формирует рыхлую пленку, требующую дальнейшей окраски.

Образовать защиту алюминия от коррозии можно электрохимической реакцией. Процесс разделен на несколько этапов:

1. На стадии подготовки алюминиевое изделие обезжиривают, погружая его в раствор щавелевой кислоты.

2. После промывания водой опускают в щелочной раствор, чтобы удалить неравномерно образовавшийся оксидный слой.

3. Для дополнительной окраски алюминиевые изделия погружают в соответствующие растворы солей. Чтобы заполнить образовавшиеся поры, металлический материал обрабатывают паром.

4. Затем изделие подвергают сушке. Анодное оксидирование может проводиться с применением переменного тока.

Для защиты от коррозии применяют химическое оксидирование – менее затратное, не требующее специального электрического оборудования и квалификации исполнителей. Используется несложный химический состав.

В процессе алюминирования полученная оксидная пленка толщиной в 3 мкм имеет салатный цвет, обладает высокими электроизоляционными свойствами, не пориста, не окрашивается.

Коррозия алюминия возникает вследствие находящихся рядом металлов, которые окислились. Предотвращению этот процесса способствует изоляция. Это могут быть прокладки из резины, битума, паронита. При покрытии ржавчиной применяются лак и другие изолирующие материалы. Других способов избавиться от этой проблемы пока нет.

Три способа удалить окисную плёнку с поверхности алюминия (1 видео)

Материалы для обработки алюминия (22 фото)

gidpokraske.ru

12.1.2.Оксидные покрытия на алюминии

Химическое оксидирование алюминия

Таблица 12.3 Составы растворов для оксидирования

1.	Углекислый натрий Na2CO3	40-50
	Хромовокислый натрий Na2Cr04	10-15
	Едкий натр NaOH	2-2.5
2.	Хромовый ангидрид СгОз	3-2.5
	Кремнефтористый натрий Na2SiF6	3-3.5

Электрохимическое оксидирование алюминия и его сплавов

В процессе электрохимического оксидирования алюминия и его сплавов применяют различные электролиты: сернокислый, хромовокислый, щавелевокислый, сульфосалицилатный.

studfiles.net

Образование окисных пленок на алюминии

из "Электронографические исследования окисных и гидрооксидных плёнок на металлах"

В последнее время окисные пленки па алюминии широко применяются в различных отраслях промышленности. Они используются в простых и дешевых выпрямителях, чрезвычайно компактных конденсаторах, огнестойких фотопленках и в качестве покрытий, служаш их для защиты металла от коррозии. Естественная окисная пленка, возникающая на алюминии при его соприкосновении с воздухом, также обладает эффективными защитными свойствами. [c.58] Многочисленные исследования по практическому применению окисных пленок на алюминии затронули весьма существенные вопросы теории, из которых общий интерес имеют вопросы структуры и механизма образования пленок. [c.58] О структуре и механизме образования различных окисных пленок на алюминии имеются различные мнения однако общие черты строения и явлений, сопровождающих возникновение и развитие окисных слоев, позволяют рассмотреть их с некоторой единой точки зрения. [c.58] При образовании окисных пленок на алюминии исходным материалом всегда является поверхность поликристаллического металла . Это определенным образом сказывается и на ходе пров1есса окисления и на структуре возникающей окиси. [c.58] Таким образом, реакция молекулярного кислорода с алюминием приводит к образованию слоев окиси сравнительно небольшой толщины. Это указывает на сплошность покрывающей металл нленки отсутствие пор и трещин, через которые мог бы проникать кислород для взаимодействия с металлом, препятствует дальнейшему ее утолщению, так как единственный остающийся путь для контакта металла с кислородом — это диффузия кислорода и алюминия навстречу друг другу через слой образовавшейся окиси. А этот путь при низких температурах труден и даже непреодолим после достижения пленкой определенной, предельной толщины. [c.59] Толщина пленки при данной температуре несколько возрастает, если металл подвергается обработке в средах более активных, чем молекулярный кислород. Этим пользуются для увеличения химической стойкости алюминия. Так, например, распространен метод обработки алюминия растворами солей хромовой кислоты с добавками. Образующаяся при этом пленка обладает большой прочностью и сравнительно высокими защитными свойствами. [c.59] Более широкий диапазон толщин окисной пленки получается при применении метода электролитического окисления алюминия. В этом случае алюминий вводится в водный раствор электролита (например, серной или борной кислоты) в качестве анода под воздействием электрического тока на нем сравнительно быстро образуется пленка толщиной от долей микрона до нескольких микрон. При этом окись обнаруживает весьма прочное сцепление с поверхностью металла и хорошо выраженные защитные свойства. [c.59] Окисные слои на алюминии обладают униполярной проводимостью для электронов и поэтому находят применение в качестве выпрямителей электрического тока, а также в качестве конденсаторов. Однако в этих случаях используются окисные пленки, толщина которых не превышает одного микрона, а пористость сведена к минимуму. Повидимому, возникновение пористости сопутствует возрастанию хрупкости окисных плепок, что является недостатком в случае использования их как защитных или в качестве носителя для светочувствительного слоя (в случае огнестойких фотопленок). [c.59] Кроме указанных процессов, ведущих к образованию окиси на поверхности алюминия, следует отметить окисление активированного ртутью металла, которое развивается чрезвычайно интенсивно. Достаточно свежую поверхность алюминия привести в контакт с ртутью или с раствором ее соли, как взаимодействие алюминия с воздухом приводит к образованию длинных волокон окиси. Уже через несколько минут длина волокна может достигнуть сантиметра и больше. Совершенно ясно, что о какой-либо сплошности такой окиси говорить не приходится. В лабораторной практике взаимодействие активированного ртутью алюминия с водой используется для. сравнительно быстрого получения порошка, применяемого для тонкой полировки металлов. [c.60] Рассмотренными случаями, повидимому, не ограничивается разнообразие процессов возникновения окислов алюминия. Они могут образовываться, например, еще и путем реакций разложения, замещения или обмена химических соединений алюминия. [c.60] Обсуждение этих процессов, так же как и структур возникающих при этом окисей, не входит в нашу задачу, хотя в целях сопоставления на них придется кратко остановиться. [c.60]

Вернуться к основной статье

chem21.info