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)中當陽極效應(yīng)發(fā)生時，電解槽電壓急劇升高，達到20～50V，有時甚至更高。它的發(fā)生對整個電解系列產(chǎn)生很大影響，使電流效率降低，影響電解的各技術(shù)指標，且使鋁的產(chǎn)量和質(zhì)量降低，破壞了整個電解系列的平穩(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行，電解質(zhì)中含氧離子逐漸減少，當達到一定程度后，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又析出細微的炭粒，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)方面當陽極效應(yīng)發(fā)生時，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，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，實際是在燃燒鋁液，整個過程大約持續(xù)3～5分鐘，而此時電解的電化學(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。因此造成鋁液的嚴重損失。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)時間5min,電流效率93%，一個陽極效應(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)還伴隨著對大氣臭氧層有破壞性的PFCs(CF4·C2F6)氣體的產(chǎn)生。當今西方發(fā)達國家對鋁電解的環(huán)保要求極為嚴格。
　　車間生產(chǎn)工藝
　　1. 機械拋光；
　　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）。