알루미늄 양극산화막의 구조, 특성 및 응용

알루미늄 또는 알루미늄 합금 제품을 양극으로 사용하여 전해액에 넣어 전원처리를 하는데, 전해효과를 이용하여 표면에 알루미늄 산화피막을 형성시키는 공정을 알루미늄 및 알루미늄 합금의 양극산화처리라고 한다.

양극산화막의 구조

양극 산화막은 두 층으로 구성되어 있으며, 외층은 다공성층으로 두껍고 느슨한 다공성이며 저항이 낮습니다. 내층은 장벽층(활성층이라고도 함)으로 얇고 밀도가 높으며 저항이 높습니다. 다공성 외층은 유전 특성을 가진 밀도 높은 내층 위로 성장합니다. 일반적으로 양극 산화막은 육각형 원통 배열로, 각 원통에는 용액으로 채워진 별 모양의 구멍이 있으며, 벌집 구조입니다. 구멍 벽의 두께는 기공 직경의 두 배입니다.

(1) 배리어층 배리어층은 무수 Al2O3로 구성되어 얇고 치밀하며 경도가 높고 전류의 통과를 방지하는 효과가 있다.

(2) 산화피막의 다공성 외층 다공성 외층은 주로 비정질 A12O3와 소량의 r-A12O3로 구성되어 있다.H2O에는 전해질의 음이온도 포함되어 있다.

산화막의 기공 크기는 100nm에서 200nm 사이이고, 산화막 두께는 약 10마이크론이며, 기공률은 약 20%이고, 구멍 간격은 300nm에서 500nm 사이입니다. 산화막의 단면을 보면 산화막 구멍은 기본적으로 관형 구조이며, 산화막의 용해 반응은 기본적으로 구멍 바닥에서 일어납니다. 일반적인 황산 DC 양극 산화막 구멍은 약 20nm인데, 12마이크론 산화막이라면 얇은 관형 구조가 얼마나 깊은지 아! 직경 1m의 우물이라고 가정하면 깊이는 600m가 됩니다.

내식성, 내마모성, 흡착성, 절연성 등 산화 피막의 우수한 특성 대부분은 다공성 외층의 두께와 기공률에 의해 결정되지만, 이 둘은 양극 산화 조건과 밀접한 관련이 있으므로 양극 산화 조건을 변경하여 피막 사용에 대한 다양한 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

피막 두께는 양극 산화 제품의 매우 중요한 성능 지표이며, 그 값은 피막의 내식성, 내마모성, 절연성 및 화학적 착색 능력에 직접적인 영향을 미칩니다. 기존의 양극 산화 공정에서는 시간이 지남에 따라 피막이 두꺼워집니다. 최대 두께에 도달한 후에는 처리 시간이 길어짐에 따라 점차 얇아지며, Al-Mg 및 Al-MG-Zn 합금과 같은 일부 합금에서 특히 두드러집니다. 따라서 산화 시간은 일반적으로 최대 피막 두께 시간 내에서 제어됩니다.

양극산화피막의 특성 및 응용분야

양극산화피막은 높은 경도와 내마모성, 강력한 접착력, 뛰어난 흡착력, 우수한 내식성, 전기 절연성, 높은 단열성을 가지고 있습니다. 이러한 특수한 특성으로 인해 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

주요 용도는 다음과 같습니다.

(1) 부품의 내마모성, 내식성, 내후성 등을 향상시킨다.

(2) 산화에 의해 생성된 투명막은 다양한 컬러막으로 착색이 가능하다.

(3) 커패시터 유전체 필름으로 사용.

(4) 유기코팅으로 결합력을 향상시킵니다. 코팅기재로 사용.

(5) 전기도금 및 에나멜을 위한 바닥층.

(6) 태양열 흡수 패널, 초고경도 필름, 건식 윤활 필름, 촉매 필름, 나노와이어, 다공성 필름에 자기 합금을 증착하여 메모리 소자로 사용하는 등 기타 응용 분야가 개발되고 있습니다.