Struttura, proprietà e applicazione del film anodizzato in alluminio

Prodotti in alluminio o lega di alluminio come anodo, inseriti nella soluzione elettrolitica per il trattamento di potenza, sfruttano l'effetto elettrolitico per formare una pellicola di ossido di alluminio sulla superficie del processo, noto come trattamento di anodizzazione dell'alluminio e della lega di alluminio.

Struttura del film di ossido anodico

Il film di ossido anodico è costituito da due strati: lo strato esterno, detto strato poroso, è più spesso, poroso e a bassa resistenza. Lo strato interno, detto strato barriera (noto anche come strato attivo), è sottile, denso e presenta un'elevata resistenza. Lo strato esterno poroso si sviluppa sopra uno strato interno denso con proprietà dielettriche. In generale, il film di ossido anodico è costituito da una serie di cilindri esagonali, ognuno dei quali presenta un foro a forma di stella riempito di soluzione, una struttura a nido d'ape e lo spessore della parete del foro è il doppio del diametro del poro.

(1) Strato barriera Lo strato barriera è composto da A12O3 anidro, sottile e denso, con elevata durezza e l'effetto di impedire il passaggio della corrente.

(2) Lo strato esterno poroso del film di ossido Lo strato esterno poroso è composto principalmente da A12O3 amorfo e una piccola quantità di r-A12O3.H2O contiene anche anioni dell'elettrolita.

La dimensione dei pori del film di ossido è compresa tra 100 nm e 200 nm, lo spessore del film di ossido è di circa 10 micron, la porosità è di circa il 20% e la distanza tra i fori è compresa tra 300 e 500 nm. La sezione trasversale del film di ossido mostra che il foro del film di ossido ha una struttura essenzialmente tubolare e la reazione di dissoluzione del film di ossido avviene sostanzialmente sul fondo del foro. L'apertura generale del film di ossido anodico in corrente continua con acido solforico è di circa 20 nm; se si tratta di un film di ossido da 12 micron, quanto è profonda la sottile struttura tubolare? Ah! Supponendo che si tratti di un pozzo di 1 m di diametro, la sua profondità sarà di 600 m.

La maggior parte delle eccellenti caratteristiche della pellicola di ossido, come la resistenza alla corrosione, la resistenza all'usura, l'adsorbimento, l'isolamento e altre proprietà, sono determinate dallo spessore e dalla porosità dello strato esterno poroso, ma i due sono strettamente correlati alle condizioni di anodizzazione, che possono quindi essere modificate per soddisfare i diversi requisiti di utilizzo della pellicola.

Lo spessore del film è un indicatore di prestazione molto importante dei prodotti anodizzati e il suo valore influenza direttamente la resistenza alla corrosione, la resistenza all'usura, l'isolamento e la capacità di colorazione chimica del film. In un processo di anodizzazione convenzionale, il film si ispessisce nel tempo. Dopo aver raggiunto lo spessore massimo, si assottiglia gradualmente con il prolungarsi del tempo di lavorazione, e in alcune leghe come le leghe A1-Mg e A1-MG-Zn lo spessore è particolarmente evidente. Pertanto, il tempo di ossidazione è generalmente controllato entro il tempo di raggiungimento dello spessore massimo del film.

Proprietà e applicazioni dei film di ossido anodico

Il film di ossido anodico presenta elevata durezza e resistenza all'usura, forte capacità di adesione, elevata capacità di assorbimento, buona resistenza alla corrosione, elevato isolamento elettrico e isolamento termico. Grazie a queste proprietà speciali, è stato ampiamente utilizzato in vari ambiti.

Gli usi principali sono:

(1) Migliorare la resistenza all'usura, alla corrosione e alla corrosione atmosferica delle parti.

(2) La pellicola trasparente generata dall'ossidazione può essere colorata in una varietà di pellicole colorate.

(3) Come un film dielettrico del condensatore.

(4) Migliorare la forza legante con rivestimento organico. Come base di rivestimento.

(5) Lo strato inferiore per galvanica e smalto.

(6) Altre applicazioni in fase di sviluppo, come pannelli di assorbimento solare, pellicole ad altissima durezza, pellicole di lubrificazione a secco, pellicole catalitiche, nanofili e deposizione di leghe magnetiche in pellicole porose come elementi di memoria.