铝合金的物质结构是什么

金属与它所处的环境介质之间发生化学、电化学或物理作用，引起金属的变质和变坏。

从热力学的观点出发，除了极少数贵金属(Au、Pt等)外,一般金属发生腐蚀都是一个自发过程。

针对金属腐蚀的原因采取适当的方法防止金属腐蚀，常用的方法有：

1、结构改变法

例如制造各种耐腐蚀的合金，如在普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢。

2、保护层法

在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，从而防止腐蚀。如：

（1）在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。

（2）用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻挡水和空气等对钢铁的腐蚀。

（3）用化学方法使钢铁表面生成一层细密稳定的氧化膜。如在机器零件、枪炮等钢铁制件表面形成一层细密的黑色四氧化三铁薄膜等。

3、电化学保护法

利用原电池原理对金属进行保护，设法消除引起电化腐蚀的原电池反应。电化学保护法分为阳极保护和阴极保护两大类，应用较多的是阴极保护法。

扩展资料

铝合金的物理特性：

铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。

一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。硬铝合金属AI—Cu—Mg系，一般含有少量的Mn，可热处理强化．其特点是硬度大，但塑性较差。

超硬铝属Al一Cu—Mg—Zn系，可热处理强化，是室温下强度最高的铝合金，但耐腐蚀性差，高温软化快。锻铝合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金，虽然加入元素种类多，但是含量少，因而具有优良的热塑性，适宜锻造，故又称锻造铝合金。

参考资料来源：百度百科-防腐

参考资料来源：百度百科-铝合金

6030是铝合金牌号，是美国标准。

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。

铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。

一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。硬铝合金属AI—Cu—Mg系，一般含有少量的Mn，可热处理强化．其特点是硬度大，但塑性较差。

扩展资料:

铝和铝合金可以用各种不同的方法熔炼。常使用的是无芯感应炉和槽式感应炉、坩埚炉和反射式平炉（使用天然气或燃料油燃烧）以及电阻炉和电热辐射炉。

炉料种类广泛，从高质量的预合金化铸锭一直到专门由低等级废料构成的炉料都可以使用。然而，即使在最适宜熔炼浇注的条件下，熔化的铝也易受三种类型的不良影响：

1、在高温条件下，随着时间的推移，氢气的吸附导致溶解在熔液中氢气的增加。

2、在高温条件下，随着时间的推移，熔液发生氧化。

3、合金元素的丧失。

氢气是很容易被熔化的铝吸附的。不幸的是，在熔化的铝合金中，氢气的溶解度基本上大于其在固体铝中的溶解度。当铝合金凝固时，氢气从熔液中排出，收缩孔隙度扩大并放大，同时伴随着力学性能的丧失。

氢气一般源自湿炉料和潮湿的熔化工具，但主要的氢气源是环境中的湿气。因为熔炼时几乎难以防止氢气的吸附，所以浇注前必须从熔液中除去氢气。最常使用的方法是向熔液中鼓入干燥的氮气或氩气泡。使用氯气除去氢气是格外有效的。然而，由于环境和安全原因常排除它在生产中使用。

参考资料：百度百科-铝合金

铝合金电力电缆是以AA-8000 系列铝合金材料为导体，采用特殊紧压工艺和退火处理等先进技术发明创造的新型材料电力电缆。合金电力电缆弥补了以往纯铝电缆的不足，提高了电缆的导电性能、弯曲性能、抗蠕变性能和耐腐蚀性能等，能够保证电缆在长时间过载和过热时保持连续性能稳定，采用AA-8000 系列铝合金导体，可以大大提高铝合金电缆的导电率、耐高温性，同时解决了纯铝导体电化学腐蚀、蠕变等问题。铝合金的导电率是最常用基准材料铜IACS的61.5%，载流量是铜的79%，优于纯铝标准。但在同样体积下，铝合金的实际重量大约是铜的三分之一。按照该计算，在满足相同导电性能的前提下，相同重量铝合金电缆的长度是铜电缆的两倍。因此，相同载流量时铝合金电缆的重量大约是铜缆的一半。采用铝合金电缆取代铜缆，可以减轻电缆重量，降低安装成本，减少设备和电缆的磨损，使安装工作更轻松。

在满足同等电气性能的前提下，使用铝合金电缆的重量是铜芯电缆的一半，其截面是传统铜芯电缆的1.1~1.25倍，价格比传统的铜芯电缆低30%~55%

参见百科http://baike.baidu.com/view/4319171.htm

主要是对信号的屏蔽，因为通过卫星天线反射后的波束，要集中在高频头的馈源腔内，再利用探针转换为电信号，经过内部电路降频放大，输出中频信号给后面的接收机用，铝制的腔体，信号不容易溢出，当然其他屏蔽性好的如铜质，银质，会更好，不过考虑到造价的因素，铝制也就普及了，希望能帮到你

普通的木质音箱会比较好点。因为本身铝合金属于金属类，就好比它属于音乐类型一样，本身就是金属乐，所以这样一来是双重金属乐。木质音箱的优点就在于密度高和回放效果好，箱体材料影响音箱的性能，音箱外壳的材料密度越大，发出声音时箱体所产生的振动就越小，特别是带大功率放大器的有源音箱更是如此，这样声音可以更加真实的得到还原。

摘 要：报道一种在铝合金元件上实施化学镀镍的工艺方法。该方法包括在改进的锌酸盐溶液中经二次浸锌处理后，以碱性化学镀镍作底层，然后进行酸性化学镀镍，能在铝合金(LY12cz、LD31等)表面获得光亮的、具有优异附着力和良好的防腐蚀性能及其综合物理、化学特性的化学镀镍(Ni-P)层。

关键词：铝合金；二次浸锌；化学镀镍；附着力

众所周知，铝上电镀(或化学镀)存在许多困难，由于铝化学性质活泼，电化学电位很负(E＝-1.66V)，对氧有高度亲和力、极易氧化；铝的线膨胀系数比一般金属大(24×10-6/℃)；它又是两性金属，在酸碱中均不稳定，化学反应复杂；镀层有内应力，因而铝上电镀(或化学镀)能否成功，关键是要解决附着力问题。

铝表面的氧化膜经酸碱腐蚀去除后，在空气或水溶液中能迅速重新生成。为此，铝上电镀必须进行特殊前处理，其目的在于去除这些氧化膜，使其不能重新形成，并迅速赋予一层薄而均匀的金属镀层作为进一步按正常工艺电镀的底层。可见，能否置取这样一层理想的金属层乃是获得铝上电镀(化学镀)层附着力良好的工艺关键，习惯置取该金属薄层的工艺方法有浸锌酸盐法、浸锡酸盐法、电镀锌法、磷酸阳氧化法等。浸锌酸盐法由于Zn在强碱溶液中呈络离子存在，它的电位变得比简单盐中的Fe或Ni负得多，与Al十分接近，因而当Al浸入锌酸盐溶液中能得到较薄的均匀Zn层，有助于与铝基体牢固结合，这正是目前应用较普遍的主要原因。

两次浸锌处理比一次浸锌处理而言，它能降低Zn含量，使Zn层结晶更细致。有作者经扫描电镜(SEM)观察证明，第一次浸Zn后能看到晶粒之间仍有未变化的铝表面区域，其锌酸盐膜结构呈网状、不连续分布，尺寸为0.2～1.0μm范围。而两次浸Zn膜比第一次浸Zn膜致密得多，晶粒度分布均匀，大致相同(150～300mm)，看不到未镀覆铝表面，原因在于除去第一层Zn膜后，重新形成的氧化膜比原先的氧化膜更均匀，故随后第二次浸渍Zn层易于均匀复盖上全部铝表面。为此，我们选择配方(1)、(2)和改进配方(3)、(4)进行比较试验，见表1。并测定了在4种不同锌酸盐溶液中所形成的锌层重量，见表2。

表1 锌酸盐溶液

ρ/(g．L-1) 配方1 配方2 配方3 配方4

NaOH 500 120 200 240

ZnO 100 20

ZnSO4 100 120

NiSO4 60 60

KNaC4H4O6 50 45 100 120

FeCl3 2 1

NaNO3 1 1

添加剂 10～30 10～30

表2 不同浸锌工艺的锌层质量

处理

规范 浸锌

时间 配方1

mg/dm2 配方2

mg/dm2 配方3

mg/dm2 配方4

mg/dm2

一次浸锌 1min 4.61 4.33 5.89 4.28

再次浸锌 各1min 2.50 1.82 0.80 0.40

再次浸锌 各2min 0.75 1.03

再次浸锌 各3min 0.84 0.86

表2数据证明，两次浸锌得到的锌层比一次浸锌薄，配方2与配方1均是典型的浓溶液与稀溶液，锌层呈光亮，深蓝灰色，配方(1)碱浓度太高，粘度大，工件不易清洗干净，配方(2)碱浓度低，含锌量太少故需经常校正，溶液稳定性差，而改进配方(3)与(4)碱浓度适中，特别是含有镍盐，NaOH对Zn2＋的摩尔浓度比值由10提高到13～14，将酒石酸钾钠含量升高到100～120g/L，又引进添加剂，使镍离子呈更稳定络离子形式存在，从而能使镍离子与锌离子一起缓慢而均匀地置换沉积在铝表面，得到的锌镍合金层比配方(1)、(2)更薄更均匀。

有文献报导浸Zn层质量大致应在1.6～1.7mg/dm2范围(最佳＜3.1mg/dm2)，通过试验，我们发现控制Zn-Ni层质量在1～2mg/dm2范围的浸锌工艺能充分保证铝上镀层附着力良好。特别是含镍的锌层为随后的化学预镀镍沉积初期提供了充足的催化核心，这是提高随后镍镀层附着力的一个重要因素。

2 碱性化学镀镍预镀

实践证明，两次浸锌工艺是铝合金获得附着力优异的化学镀镍层的前提条件，但是这层薄而致密的锌层在随后的化学镀镍溶液中会发生化学溶解作用，常规化学镀镍使用酸性溶液(pH＝4～5)，工作温度高(90℃)，显而易见如果铝合金浸锌后直接在酸性镀液中化学镀镍，锌层很快溶解掉，而且溶解的锌会污染镀液，为了减缓锌层的溶解作用，提高化学镀镍层对基体铝合金的结合力，延长化学镀镍溶液的使用寿命，必须采用碱性化学镀镍预镀工艺，这也是铝合金化学镀镍成功与否的关键所在。

有人研究了化学镀镍反应初期基体铝上镍镀层的化学成分，发现大部分锌层溶解在化学镀镍溶液中，这种溶解作用的强弱取决于下列五种因素，化学镀镍液的温度、pH值、镍离子浓度、络合配位体种类和络合物浓度。为此，碱性化学镀镍作为预镀底层必须综合考虑镀液pH值、温度、沉积速度、络合剂种类和浓度之间的平衡关系，作者选择了4种代表性配方进行比较。见表3。

表3 碱性化学镀镍溶液

ρ/(g．L-1) 配方1 配方2 配方3 配方4

NaCl2．6H2O 21 21

NiSO4．6H2O 25 25

NaH2PO2．2H2O 12 20 25 25

(NH4)C6H5O7 45 45

络合剂 10 45

NH4Cl 30 30 30 30

NH4OH 50 50

为保证镀液稳定、沉积速度适中，经过试验改变还原剂和络合剂的浓度，确认配方(4)呈强碱性(pH＝8.5～9)，工作温度低(35～45℃)，由于采用复合络合剂，进一步降低镍离子有效浓度，氧化还原反应速度变得缓慢使结晶更细致均匀，从而能有效减弱浸锌层的溶解，而且在锌层被置换的同时即发生镍的自催化沉积，所以最终能在铝表面直接得到一层结晶细小、均匀、结合良好的薄镍层，而几乎不参杂有氧化物或锌层。

通过近两年的生产实践，证明该配方与国外引进的ENPLATEAL-100化学闪镀镍具有相似的功能，经过预镀能在铝表面得到一层薄而均匀、活泼的镍层，是随后酸性化学镀镍的理想底层。

3 酸性化学镀镍

选择3种酸性化学镀镍配方进行工艺比较见表4。首先观察镀层外观，从配方(1)得到的镍层呈半光亮黄白色，而配方(2)得到镍层色暗，不适用于铝合金，随后比较配方(1)和配方(3)，配方(3)是商品ENPLATE Ni418，其镍离子与次亚磷酸根离子的摩尔浓度比值大约在0.3～0.4，从而能保证沉积速度适中(16～20μm/h)，由于含有适当的缓冲剂和稳定剂因而镀液十分稳定。镀液温度保持在85～90℃，温度变化严格控制在±1℃范围，一般随着温度升高，沉积速度加快，含磷量下降，温度波动大时，磷含量变化太大，会生成片状镀层影响结合力和抗腐蚀性。一般随着pH值增大，沉积速度提高，含磷量下降，本工艺控制pH在4.9±0.1范围。生产过程镍离子和次亚磷酸根离子浓度及pH值逐渐减小，镀层含P量升高。

表4 酸性化学镀镍溶液

ρ/(g．L-1) 配方1 配方2 配方3

NiSO4．6H2O 23 25

NaH2PO4．H2O 24 24

C3II6O3 27

C4H6O4 20

C2H5ONa 15

Na3C6H5O7 15

ENPLATE Ni-418(mL/L) 60

ENPLATE Ni-418(mL/L) 90

本所化学镀镍生产线配置了美国WALCHEM化学镀镍自动分析(添加)仪，实现了镀液自动控温、连续过滤、压缩空气搅拌、镀液在线自动分析与补充。整个化学镀过程工艺条件始终在最佳范围，因而从配方(3)得到的镍层含磷量能稳定在80%左右，镀液稳定。其外观色泽呈光亮黄白色，接近进口的放大器铝腔体，满足了本课题防护、装饰性能的外观要求。

4 镀后热处理

化学镀镍层和铝基体界面产生的作用力称为应力，一般中磷(5%～9%)镀层的拉应力典型值为56～176MPa，高磷(10%～12%)镀层的压应力＜28MPa，低磷(2%～4%)镀层略有压应力，如果应力足够高而结合力不好则会造成镀层起泡或分离，或者在高、低温环境使用时，由于铝和镍的膨胀系数不同而产生的应力叠加到内应力上，也将导致化学镀镍层起泡。铝合金化学镀镍后进行热处理可能消除镍—磷合金中残留的原子氢，使内应力得到缓慢释放，最大限度减少内应力绝对值，同时促使沉积层和基体间发生微量扩散，进一步提高镀层与基体附着力，而不降低耐腐蚀性。热处理应在化学镀后立即进行，在有空气循环的烘箱中缓慢升温，效果较好。

根据MIL-C-26074E、AMS2404D、ISO 4527-1987等化学镀镍标准规定，推荐铝合金提高附着力的热处理规范如下：

(a)可热处理强化铝合金，在120～140℃下烘烤1～1.5h；

(b)非热处理强化铝合金，在150～180℃下烘烤1～1.5h。

5 镀液稳定性与寿命

本工艺体系的碱性镀镍液和酸性镀镍液本身均十分稳定，经补充镍盐与还原剂，溶液可以连续使用，商品ENPLATE 418的镍离子更新累计质量可达37～50g/L。镀液煮沸也不会分解。但是任何镀液的寿命都是有限的，为了在生产过程延长镀液使用寿命，关键在于严格的管理和维护。

首先要根据生产负荷，定期或不定期分析镍离子和还原剂浓度，少量或经常补充消耗的镀液成分，使镀液始终工作在最佳工艺范围，与此同时生产过程要严格控制温度和pH值在工艺范围，这是保持镀液稳定，延长寿命的基本要求。必须防止镀液成分过分偏低，一次性大量补充试剂，造成溶液不平衡，影响工作寿命。

保持镀液尽量干净是延长化学镀镍液寿命的重要措施之一，配制镀液要用去离子水和分析纯试剂。任何金属杂质的引入都会对化学镀镍溶液产生不利影响，如果试剂纯度不够，金属杂质含量高，镀液中杂质微粒会发生自催化反应而析出金属镍，导致镀液混浊。另外，尽管采用聚丙烯塑料镀槽，理论上镍不会沉积在镀槽壁上，然而由于空气尘埃会带入颗粒状物质，同样会成为自催化核心，所以在局部过热的加热管壁和槽底，在生产一定周期后仍会堆积少量镍，如果不及时清除将会严重影响镀液稳定性。每班工作结束要及时抽出化学镀镍液，使其迅速冷却到60℃以下，以减少镍的自发析出。要经常检查加热管壁、滤芯、槽底、槽壁有无镍析出，定期用稀硝酸浸泡、清洗，但是必须将残存的酸迹清洗干净，因为硝酸是降低镀液寿命的有害杂质。

严格控制装载量也是延长化学镀镍溶液寿命的一个重要因素。装载量过大会使反应过分剧烈，次亚磷酸钠可能分解为亚磷酸钠，析出的镍会脱落，溶液易浑浊甚至分解，同样在空载和压缩空气强烈搅拌下也会加速次亚磷酸钠氧化成亚磷酸钠，影响镀液稳定性。为延长镀液寿命，生产中应该将装载量控制在最佳范围0.5～1.0dm2/L，应当尽可能将足够量的工件集中一起施镀，有效利用槽液的负载能力，避免过载和空载。

6 典型工艺体系

铝件→有机溶剂去油→碱性除油(碱腐蚀)→硝酸浸蚀→浸锌→去膜→第二次浸锌→碱性化学镀镍→酸性化学镀镍→去离子水漂洗→热处理。

7 镀层物理化学特性

7.1 镀层化学成分及结晶形态

用电子显微镜及X射线能谱分析铝上化学镀镍层成分与形态见表5。

表5 不同化学镀镍工艺镀层成分与组织形态

酸性镀镍

(配方3) 酸性镀镍

(配方1) 碱性镀镍(0)

化学镀

镍层成分 Ni89.95%

P10.05% Ni86.82%

P13.18% Ni93.79 %

P6.21%

结晶形态 镀层光亮、连续

厚度均匀，有少

量孔隙，晶粒大

小为亚微米 镀层发暗，呈粒

状不连续，厚度

不均匀晶粒大

小为4μm 镀层半光亮，基

本连续有孔隙

区，晶粒大小

为亚微米

从表5的镀层外观及结晶形态看出，酸性镀镍(配方3)最好，碱性镀镍0组较好，酸性镀镍(配方1)较差。

据报道，含磷量＜8%的化学镍镀层为晶态结构，有磁性，但比电镀镍小，但随着含磷量增加，从晶态向非晶态转变，含磷量＞8%时呈亚晶态结构，呈弱磁性，经热处理能显著提高磁性。含磷量在10%～12%时为非晶态镍—磷(Ni-P)合金，完全无磁性，不存在晶界、位错等晶体缺陷。因而，化学镀镍层耐腐蚀性随着含磷量增加而提高，通过X射线能谱分析证实从配方(3)得到的化学镀镍层含P量为8%～10%，属于中磷化学镀镍层。

7.2 镀层附着力

按标准ISO 4527-1987(附录B)规定，采用热震试验方法，将铝合金LY12CZ化学镀镍试样及零件放在电热烘箱中加热至250℃，保温1h，经冷水骤冷，未见鼓泡与起皮。

7.3 高低温冲击试验

铝腔体10个(化学镀镍15μm)，按标准GJB 150.5-86规定，经高温125℃，低温-55℃，进行6个循环冲击，未见鼓泡与起皮。

7.4 湿热试验

铝试样(LY12CZ)100mm×50mm×1mm三件及铝腔体2个(化学镀镍15μm)，按标准GJB150.10-86规定，进行恒定湿热试验168h(温度40℃、相对湿度95%)，镀层表面没有变化。

7.5 中性盐雾腐蚀试验

标准：GJB 150.11～86(委托电子部5所测试)

试样：100mm×50mm×1mm(LY12CZ)

浓度：5%NaCl，35℃，连续喷雾48h，结果见表6。

表6 中性盐雾试验(48h)结果

编号 镀覆工艺 数量 试验结果 耐腐蚀等级

A H．Ni25 3 一块有1个白锈

点，余两块无变化 9.5

C H．Ni10 3 三块各有2～3

个白锈点 9

D H．Ni20 3 一块各有1～2个

白锈点，一块无变化

E H．Ni16 3 三块各有1～2

个白锈点 9

从表6中可看出，由于酸性化学镀镍(配方3)层含磷为8%～10%，属中磷镀镍层，耐蚀性属良好，等级(9.5级)，若要进一步提高抗蚀性，需采用高磷(含磷10%～12%)镀镍层。以下四组试样中耐蚀能力强弱顺序是A-D-E-C，与镀镍层厚度成正比，说明随着镍层厚度增加，镀层孔隙率下降，从而提高了耐盐雾腐蚀能力。另外，铝试样表面状态也影响耐蚀性。因为表面粗糙度愈高，获得无孔隙率的镀层厚度越大。建议在海上或恶劣环境使用的铝合金零件化学镀镍厚度应大于25.4μm。

7.6 硬度

用HX-1型显微硬度计测量，镍层厚度≥25μm)负荷100g，试验结果见表7。

表7 化学镀镍层硬度

编号 涂覆工艺 后处理 硬度(HV)

1 H．Ni45 520～572

2 H．Ni45 300℃×3h 824～897

表7说明，热处理以进一步提高化学镀镍层的硬度，这是由于热处理镀层由非晶形组织转变为晶形组织。温度达到230℃，开始有磷化镍(Ni3P)析出，温度愈高析出量愈大。据报道400℃热处理可达最大硬度值(HV＞1000)，与镀硬铬相当，但是耐腐蚀性和延展性均有所下降。

7.7 沉积速度

采用称重法测定了铝上化学镀镍测沉积速度，

碱性镀镍(表3，配方2) 沉积速度：10μm/h

碱性镀镍(表4，配方3) 沉积速度：16.7μm/h

7.8 可焊性(焊接浸润试验)

用焊接进行浸润性试验，化学镀镍试样分三组，厚度分别为10μm、16μm、20μm。每组二片，分别与镀金层，铝合金和铝电镀镍层进行定性比较，试验结果表明，铝上化学镀镊层焊接性能良好。镀层厚度不同焊接性能区别不大，浸润能力与电镀镍相当。比镀金层稍差，但比未镀覆的铝合金好得多，能满足本所微波元件焊接要求。如果仅为了改善铝上焊接性能而采用化学镀镍则推荐厚度为10μm。

8 结论

采用含镍盐及添加剂的改进锌酸盐配方，经二次浸锌处理和碱性化学镀镍预镀再进行酸性化学镀镍的工艺方法，通过小型生产线的应用，证明该工艺体系稳定可靠，能够在几何形状复杂、含深孔、盲孔、尺寸精度要求高的铝合金元件表面获得厚度均匀、附着力优异、耐腐蚀性良好，并且具有理想的物理、化学特性(电磁屏蔽、焊接性、耐磨等)的光亮化学镀镍层。它可以取代电子设备的微波、天线元件铝镀银工艺，并能提高电子设备微组件三防性能和电性能可靠性。

铝合金相框相对来说比较耐用，因为铝合金的金属质地防潮防锈，坚固耐用，可长久保存。

并且金属相框很有质感，放在家里十分高档，这种相框适合放大，摆放在客厅或者走廊，十分美观。

而实木相框最常见的木材料是松木、桐木、杉木等。但是相对应金属的铝合金来说，木质相框的保存期就没有那么长了。木质相框会散发出淡淡的木料的清香，放在家里面会给人一种很温馨的感觉。实木相框也有不同的颜色，新人可以根据家里面的装修风格、照片的风格和自己的喜好来选择不同的颜色。