Get Adobe Flash player

Отражательная способность после анодирования.

После гальванической обработки и химической обработке на поверхности остается тонкий слой материала из твердых частиц, который называется «сажа». Состав его может варьироваться в зависимости от сплава и используемого для обработки раствора. Обычно он состоит из оксидов металлов, входящих в состав сплава, в частности из оксида алюминия. «Сажу» можно удалить с помощью хроматированных кислотных растворов, однако это не очень хорошо с экологической точки зрения.  Шульц и Аскин разработали раствор без хромата на основе 15-95% азотной кислоты, 1-80% уксусной кислоты, 1-40 % общего количества воды и 35 г/л фторида, или   предпочтительней 135 г/л бифторида аммония. Для удаления более стойких типов сажи рекомендуется добавка 5-20% фосфорной кислоты. Очистка подобного рода выполняется на протяжении 0.5-2 минут при комнатной температуре.

Помимо уменьшения зеркальной отражательной способности, которая происходит из-за наличия включений посторонних металлов в анодное оксидное покрытие, шероховатость поверхности может увеличиваться под действием самого процесса анодирования сплавов алюминия, содержащих тяжелые металлы. Это видно из таблицы

Отражательная способность анодированного алюминия с различной степенью чистоты

99.99% 99.8% 99.5%
Толщина пленки Зеркальная отражательная способность Общая Зеркальная отражательная способность Общая Зеркальная отражательная способность Общая
мил микрон B A O T B A O T B A O T
0.08 2 90 87 88 90 88 68 83 89 75 50 70 86
0.2 5 90 87 88 90 88 63 85 88 75 36 64 84
0.4 10 90 86 88 89 88 58 85 87 75 26 61 81
0.6 15 90 85 88 88 88 53 85 86 75 21 57 77
0.8 20 90 84 80 88 88 57 85 84 75 15 53 73

Все образцы подверглись анодированию в 7% (объем) серной кислоте при 20-22ºС и 10 амперах/фут2 (1 А/дм2). Значения отражательной способности до и после анодирования приведены в столбцах В и А соответственно, а в столбце О приводятся значения отражательной способности после очистки анодного покрытия в растворе на основании хромовой и фосфорной кислоты, которые говорят об уменьшении отражательной способности  в результате самого действия анодирования, которое увеличивает шероховатость поверхности. Очевидно, что для сверхчистого металла и 99.8% алюминия эффект огрубления не играет сколько-нибудь значительной роли, однако для алюминия, имеющего чистоту 99.5% это может привести к определенной потере отражательной способности (разница между В и О). Еще более выраженное отрицательное влияние на отражательную способность оказывает присутствие примесей в самой пленке (разница между А и О).

Существуют свидетельства, что наиболее сильное влияние на зеркальную отражательную способность оказывают частицы примесей, имеющие от 0.3 до 0.5 микрон в диаметре. Более мелкие частицы оказываются слишком маленькими относительно длины световой волны и не оказывают поэтому никакого видимого воздействия, а более крупные частицы встречаются достаточно редко.

Даже сами условия осуществления анодирования могут оказывать значительное влияние на зеркальную отражательную способность поверхности. Влияние плотности тока и температуры ванны для анодирования, а так же концентрации кислоты приведены в следующей таблице.

Отсюда так же видно, что наибольшие значения отражательной способности получаются при повышенной температуре, пониженной плотности тока и высокой концентрации кислоты. К сожалению получаемое при этих условиях покрытие является мягким и обладает малой стойкостью к истиранию. Поэтому в конечном итоге для получения покрытий, обладающих и стойкостью  к истиранию и хорошей отражательной способностью приходится идти на определенные компромиссы. Причины ухудшения качеств глянцевого покрытия в процессе анодирования изучались ученым Куке, который доказал, что это может быть связано с используемым напряжением. Он предположил, что инертные составляющие, типа составов Al-Fe-Si, кремния или MnAl6, обладают лучшей проводимостью, чем матрица вокруг них, что в свою очередь приводит к локальной концентрации тока. Это выражается в формировании под ними так называемой «конической неровности».

Влияние температуры, концентрации и плотности тока на зеркальную отражательную способность анодированного сплава 99.7%Al-1%Mg

Концентрация серной кислоты (объем/объем) 5% 20%
Плотность тока (ампер/фут2)
10
15 10 15
(А/дм2) 1 1.5 1 1.5
Температура (ºС)

Отражательная способность (%)

10 21 14 37 25
15 31 19 44 34
20 43 27 50 43
25 51 40 53 50
30 56 52 56 55

Она может вырасти до размера, во много раз превышающего размер оригинальной частицы, т. е. до такого уровня, при котором на стыке алюминия и оксида алюминия возникает шероховатость. Степень шероховатости зависит от используемого напряжения анодирования, причем шероховатость увеличивается по мере увеличения напряжения. Таким образом, для получения улучшенного качества глянцевой поверхности рекомендуется использование большей концентрации кислоты и  более высокой температуры в комбинации с низкой плотностью тока.

Джэксон и Томас так же изучали подобные эффекты, причем особенно подчеркивали практическое значение условий анодирования для отражательной способности, особенно это касается смесей сплавов, присутствующих в загрузке. Они так же рассматривали влияние сплавов, содержащих различное количество магния и рекомендовали максимальную плотность тока анодирования равную 1.1 A/дм2 (10 A/фут2). Вследствие того, что для получения данной плотности тока для сплава Al-2%Mg требуется гораздо меньшее напряжение, чем для сплава A1-0.5%Mg (разница - около 2-х вольт), рекомендуется их сегрегация в процессе анодирования. Если использования подобной смеси материалов избежать невозможно, то рекомендуется проводить анодирование всей загрузки при относительной плотности тока, равной скажем 0.75 A/дм2(8 A/фут2).

Для получения оптимальных результатов при проведении анодирования может понадобиться удаление оксида, который образуется в результате некоторых процессов гальванической обработки. Для этой цели используется короткое погружение в очень разбавленный раствор едкого натра или фосфорно-хромовой кислоты. Наилучшие результаты были получены для сульфамовой кислоты

Поделитесь с друзьями!

Опубликовать в своем блоге livejournal.com

Добавить комментарий

Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.