Get Adobe Flash player

Кислоты, используемые при анодировании

Помимо стандартных кислот, используемых при анодировании, разработчики, после проведения широкомасштабных исследований, попытались найти альтернативные методы, главным образом,  из экономических, а не технических соображений. В бинарные или более сложные смеси входят следующие кислоты:

-       Сульфосалициловая кислота

-       Малеиновая кислота

-       Сульфофталевая кислота

-       Янтарная кислота

-       Замененные янтарные кислоты

-       Сульфорезорцин

-       Нафталиновые дисульфокислоты

-       Хромотропная кислота

-       Сульфаиновая кислота

-       Лимонная кислота

-       Лигносульфоновая кислота

-       Муравьиная кислота

-       Крезолсульфоновая кислота

-       Проприоновая кислота

-       Сульфоантраниловая кислота

-       Винная кислота

-       Сульфомалеиновая кислота

 

Никто, пожалуй, не внес такой большой вклад, в исследования менее известных кислот, как г-н Дж. М. Кейп. В 1961 году он выдвинул предположение, что все кислоты, подходящие для анодирования, являются двухосновными, с константой диссоциации примерно 10-4 ко второму иону водорода. К тому же, их растворяющая способность должна быть достаточно высокой для обеспечения низкого электрическом напряжении, иначе возможно проявление точечной коррозии. Одноосновные кислоты, содержащие группу –СООН или –SO3H, обычно провоцируют появление точечной коррозии, даже если в них анодируется сверхчистый металл.

В более поздних исследованиях Кейп изучил ряд кислот, обладающих, по крайней мере, 1 % растворяющей способностью в воде при температуре 20°С и содержащих две группы –СООН или –SO3H, или одну из них. Эти кислоты образуют следующие группы:

  1. Двухосновные насыщенные кислоты
  2. Двухосновные ненасыщенные кислоты
  3. Двухосновные оксикислоты или многоосновные кислоты
  4. Производные щавелевой кислоты
  5. Ароматические карбоновые кислоты
  6. Ароматические сульфоновые кислоты

Кейп сделал вывод, что анодная поляризация алюминия может наблюдаться в большинстве дикарбоновых и трикарбоновых кислотах. Если показатель уровня рН электролита намного ниже значения 2,0, то появляется точечная коррозия. Также точечная коррозия имеет место, если первая константа диссоциации (–logK1) превышает 3,0. С помощью щавелевой, малоновой и глиоксиловой кислот можно получить плотное оксидное покрытие, если в данных условиях не произойдёт химическое разложение оксида при высоких показателях (действительно, такие условия чрезвычайно важно обеспечить при использовании многих методах анодирования). Точечная коррозия также появляется, если проводимость 5 % раствора резко падает до 3200 мСм.

Кейп выдвинул идею, что простое измерение проводимости в  смешанных кислотах может помочь выяснить, есть ли тенденция появления точечной коррозии при анодировании, и наоборот, используемые системы можно разделить, руководствуясь соответствующими характеристиками электролита. Данная теория была продемонстрирована при смешивании щавелевой кислоты в разном количестве с другими кислотами, у которых наблюдалась тенденция к образованию точечной коррозии или барьерного слоя, когда их использовали самостоятельно до тех пор, пока покрытие могло достичь толщины 25-35 микрон. Таким образом, он мог определить методы анодирования, с помощью которых можно было получить плотное покрытие хорошего качества.

Результаты анодирования в электролитах на основе водных растворов двухосновных насыщенных органических кислот.

Кислота Концентрация (%) Диапазон напряжений Температура (ºС) Примечание
Адипиновая Насыщенная 30-40 20 Точечная корозия, образования пленки нет.
Малоновая

(pH 1.7)

1 155-168 20 Темное бронзово-серое покрытие. Сильное профилирование
  2,5 142-160 20 Темное бронзово-серое покрытие. Менее профилированное
  5,0 138-150 20 Темное бронзовое, достаточно гладкое покрытие.
  7,5 130-146 20 Темное бронзовое, гладкое покрытие
  10,0 120-140 20 Темное бронзовое, гладкое покрытие
  10,0 110-130 40 Бронзово-желтое
  10,0 104-115 40 Желто-коричневое
  10,0 95-102 50 Желто-коричневое
  10,0 84-92 60 Желтая охра
Глутаровая

(pH 3.1)

0,1 220-280 20 Барьерный слой, радужный
  1,0 150-280 20 Радужное покрытие, точечная коррозия
Сукциниловая

(pH 2.9)

1 210-285 20 Радужное покрытие, точечная коррозия
  3 160-280 20 Радужное покрытие, точечная коррозия
  10 135-280 20 Радужное покрытие, точечная коррозия
Дигликолевая

(pH 1.5)

5 120-180 20 Радужное, серая пленка толщиной 7.5 микрон
  5 130-250 30 Радужное, серая пленка толщиной 7.5 микрон
  5 156-220 40 Радужное, серая пленка толщиной 7.5 микрон
  5 172-275 50 Радужное, серая пленка толщиной 7.5 микрон
  5 170-270 60 Радужное, серая пленка толщиной 7.5 микрон
Бутилмалоновая

(pH 4.5)

1 50 20 Обожженное, точечная коррозия.
  5 50 20 Обожженное, точечная коррозия
  10 45 20 Обожженное, точечная коррозия

 

В Японии Фукусима и др. также провели исследования монокарбоновых кислот, которые, по существу, менее пригодны для анодирования. Используя 99,99 % алюминиевую пластинку, подвергшуюся анодированию при плотности тока 1,87 А/дм2, они проводили эксперименты при температуре от 20°С до точки кипения водяных растворов кислот, которые различались по концентрации от 0,01 моль/л до предела насыщенности. Они обнаружили, что муравьиная кислота отличалась от остальных кислот тем, что в ней происходит образование равномерного пористого плотного анодного покрытия при относительно высокой температуре и концентрации. При низкой температуре и концентрации на аноде образовалась точечная коррозия. Те же результаты были получены и  Кейпом. Равномерное покрытие, образованное при помощи муравьиной кислоты, обладало пористой структурой, схожей с покрытием, образованным в серной кислоте, и было вполне пригодным для нанесения на него органических красителей. В случае с другими кислотами, такими как уксусная, пропионовая, масляная, валериановая и бензойная, образование однородного покрытия оказалось не возможным при этом постоянно регистрировались случаи возникновения коррозии. Те же авторы исследовали затем дикарбоновые кислоты. Они пришли к выводу, что равномерное покрытие можно получить в растворах  янтарной, фумаровой, глутаровой, адипиновой, пимериновой, пробковой, азелаиновой, себациновой и фталовой кислот, а плотное покрытие можно получить при относительно высокой концентрации и температуре малоновой и малеиновой кислот.

Результаты анодирования в электролитах на основе растворов двухосновных и трёхосновных ненасыщенных органических кислот.

Кислота Концентрация (%) Диапазон напряжений Температура (ºС) Примечание
Аконитовая (техническая) H2SO4 2,0 45 20 Точечная коррозия. Трудно поддерживать постоянный ток.
  4,0 30 20 Толстое темное покрытие на изолированных точках. Напоминает анодирование в очень разбавленной H2SO4.
  6,0 30-55 20 Толстое темное покрытие на изолированных точках. Напоминает анодирование в очень разбавленной H2SO4.
Малеиновая (рН 1.4) 2,5 150-300+ 20 Тонкое сероватое покрытие
  2,5 более 200 40-50 микрон в толщину, серое грубое покрытие
  5,0 95-160 20 Радужное серое покрытие (2.5 микрон)
  5,0 78-116 30 Радужное серое покрытие, трудно поддерживать постоянный ток
  5,0 78+ 40-60 Радужное серое покрытие, трудно поддерживать постоянный ток
Цитраконовая 5,0 83-235 20 Радужное покрытие. Тонкий слой отложений коричневатого материала.
    145-220 50 Радужное покрытие. Раствор разлагается на желтый состав.
Итаконовая (рН 2.2) 5,0 110-125 20 Радужное покрытие, точечная коррозия.
  5,0 130-140 50 Радужное покрытие, точечная коррозия.
  10,0 105-100 20 Точечная коррозия, очень слабое формирование пленки.
  10,0 100-140 50 Точечная коррозия, очень слабое формирование пленки
Ацетиллендикарбоновая кислота 1,0 80 20 Коричневое покрытие
  5,0 70 20 Желтое покрытие щавелевокислого типа
  10,0   20  

Результаты анодирования в электролитах на основе водных растворов двухосновных и трёхосновных органических оксикислот.

Кислота Концентрация (%) Диапазон напряжений Температура (ºС) Примечание
Яблочная (рН 2.2) 5 205-130 20 Серое радужное покрытие, 2.5 микрона в толщину. Четкие коррозийные язвы (одно большое отверстие)
  5 230-280 50 Твердое бронзово-серое покрытие, толщина 10 микрон. Профилированное
  10 200-230 50 Твердое бронзово-серое покрытие, толщина 10 микрон. Профилированное
  10 224-230 20 Сероватое покрытие, толщина 10 микрон. Сквозное отверстие.
Меркаптоянтарная (рН 2.5) 2,5 105-170 20 Желтоватое покрытие узорного типа. Очень неправильное. Мелкие коррозийные язвы.
Слизевая кислота (рН 2.6) 1 130-290 20 Радужное покрытие, коррозийные язвы.
  1 30+ 50 Радужное покрытие, без коррозийных язв.
Винная кислота (рН 1.8) 5 180-267 20 Сероватое покрытие, 2.5 микрон в толщину.
  5 192-241 30 Сероватое покрытие, 2.5 микрон в толщину.
  5 282-215 50 Сероватое покрытие, 2.5 микрон в толщину.
  5 195-215 60 Сероватое покрытие, 2.5 микрон в толщину.
  10 более 100 20 Радужное покрытие, барьерный слой.
Лимонная 2,5 200-300 20 Тонкие радужное покрытие.
  5,0 220-280 20 Тонкие радужное покрытие.
  5,0 230-280 30 Сероватое, радужное покрытие, макс. 2.5 микрон.
  5,0 230-280 40 Сероватое, радужное покрытие, макс. 2.5 микрон
  5,0 150-240 50 Сероватое, радужное покрытие, макс. 2.5 микрон
  5,0 198-240 60 Чистое радужное покрытие.
  10,0 200-250 20 Серое покрытие. Очень тонкое.
  10,0 200+ 55 Серое покрытие. Местами толстое желтое.
  10,0 200+ 90 Серое покрытие. Местами толстое желтое.

Результаты анодирования в электролитах на основе производных щавелевой кислоты.

Кислота Концентрация (%) Диапазон напряжений Температура (ºС) Примечание
Глиоксилоавя (рН 1.7) 2,5 160-185 20 Слабая точечная коррозия. Серо-бронзовая пленка (около 25 микрон)
  5,0 160-170 20 Серо-бронзовая пленка (около 25 микрон). Слабая точечная коррозия.
  10,0 130-150 20 Серо-коричневое покрытие (около 25 микрон).
  15,0 130-145 20 Бронзовое покрытие, достаточно гладкое
  25,0 130-140 20 Бронзовое покрытие, гладкое
  35,0 125-130 20 Бронзовое покрытие, гладкое
Глиоксаль (40% раствор) 2,5 22-40 20 Тонкое чистое покрытие. Большое количество мелких коррозийных язв.
  5,0 30-35 20 Тонкое чистое покрытие. Большое количество мелких коррозийных язв.
  10,0 25 20 Тонкое чистое покрытие. Большое количество мелких коррозийных язв.
  40,0 21-23 20 Тонкое чистое покрытие. Большое количество мелких коррозийных язв.
Оксаминовая кислота (рН 1.9) Насыщенная (<1%) 10-20 20 Неконтролируемый ток. Значительная коррозия.

Результаты анодирования в электролитах на основе водных растворов производных ароматических карбоновых кислот.

Кислота Концентрация (%) Диапазон напряжений Температура (ºС) Примечание
Фталевая (рН 2.4) Насыщенная 150-252 20 Радужное (барьерный слой) (рН 2.4)
  (<1%) 175-225 50 Радужное покрытие, менее 2.5 микрон
Тримеллитовая Более 1% 90-190 20 Очень тонкое радужное покрытие
Пиромеллитовая 1.5 70-180 20 Очень тонкое радужное покрытие

Поделитесь с друзьями!

Опубликовать в своем блоге livejournal.com

Добавить комментарий

Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.