铝及铝合金的化学氧化膜形成原理是什么

铝合金时效强化原理

铝合金的时效硬化是一个相当复杂的过程，它不仅决定于合金的组成、时效工艺，还取决于合金在生产过程中缩造成的缺陷，特别是空位、位错的数量和分布等。目前普遍认为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。铝合金在淬火加热时，合金中形成了空位，在淬火时，由于冷却快，这些空位来不及移出，便被“固定”在晶体内。这些在过饱和铝合金固溶炉体内的空位大多与溶质原子结合在一起。由于过饱和固溶体处于不稳定状态，必然向平衡状态转变，空位的存在，加速了溶质原子的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏聚。硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。淬火温度越高，空位浓度越大，硬化区的数量也就越多，硬化区的尺寸减小。淬火冷却速度越大，固溶体内所固定的空位越多，有利于增加硬化区的数量，减小硬化区的尺寸。沉淀硬化合金系的一个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度，即随温度增加固溶度增加，大多数可热处理强化的的铝合金都符合这一条件。影响时效的因素1.从淬火到人工时效之间停留时间的影响研究发现，某些铝合金如Al－Mg－Si系合金在室温停留后再进行人工时效，合金的强度指标达不到最大值，而塑性有所上升。如ZL101铸造铝合金，淬火后在室温下停留一天后再进行人工时效，强度极限较淬火后立即时效的要低10～20Mpa，但塑性要比立刻进行时效的铝合金有所提高。2.合金化学成分的影响一种合金能否通过时效强化，首先取决于组成合金的元素能否溶解于固溶体以及固溶度随温度变化的程度。如硅、锰在铝中的固溶度比较小，铝合金固熔炉且随温度变化不大，而镁、锌虽然在铝基固溶体中有较大的固溶度，但它们与铝形成的化合物的结构与基体差异不大，强化效果甚微。因此，二元铝－硅、铝－锰、铝－镁、铝－锌通常都不采用时效强化处理。而有些二元合金，如铝－铜合金，及三元合金或多元合金，如铝－镁－硅、铝－铜－镁－硅合金等，它们在热处理过程中有溶解度和固态相变，则可通过热处理进行强化。

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二楼说的对，铝材氧化一般在表面氧化成致密的氧化物（Al2O3）薄膜，这层薄膜可以阻止铝材的进一步氧化。铝属于活泼金属因此在空气中容易被氧化。24l+3O2=2Al2O3

因为氧化铝质密因此可以防止内部的铝继续氧化！！这就是铝有时用于金属防腐的原因。

铝被氧化可能因为1自然氧化2环境潮湿3有可以同铝反应的物质

铝金属表面会氧化形成一层致密的氧化薄膜。而采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能，如表面着色，提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等。

某些外观件的铝合金为了保持美观阳极氧化通过有机溶剂做为介质，扩大应用范围，延长使用寿命，而阳极氧化技术是目前应用最广且最成功的，表面处理技术成为铝合金使用中不可缺少的一环。

另外一个方面，采用尖端放电，在产品表面生成保护膜，类似於陶瓷层。 铝合金 为了克服铝合金表面硬度、耐磨损性等方面的缺陷。

扩展资料：

铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。当电流通过时, 将发生以下的反应：

在阴极上, 按下列反应放出H2：。

在阳极上：，析出的氧不仅是分子态的氧， 还包括原子氧，以及离子氧， 通常在反应中以分子氧表示。

阳极氧化的种类阳极氧化早就在工业上得到广泛应用。冠以不同名称的方法繁多, 归纳起来有以下几种分类方法：

按电流型式分有：直流电阳极氧化、交流电阳极氧化、以及可缩短达到要求厚度的生产时间，膜层既厚又均匀致密, 且抗蚀性显着提高的脉冲电流阳极氧化。

按电解液分有：硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以有机磺酸溶液的自然着色阳极氧化。

按膜层性质分有：普通膜、硬质膜(厚膜)、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。

参考资料：百度百科-阳极氧化

参考资料：百度百科-铝阳极氧化

以原子百分数计：12－18的铝，0.

1－10的铬，0.

1－2的铌，0.

1－2的硅，0.

1－5...

这种合金以抗热冲击性高而著称，在800℃时仍有相当好的机械性能。

所谓铝的阳极氧化是一种电解氧化过程，在该过程中，铝和铝合金的表面通常转化为一层氧化膜，这层氧化膜具有保护性、装饰性以及一些其他的功能特性。从这个定义出发的铝的阳极氧化，只包括生成阳极氧化膜这一部分工艺过程。

阳极氧化（anodic oxidation），金属或合金的电化学氧化。铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下，由于外加电流的作用下，在铝制品（阳极）上形成一层氧化膜的过程。阳极氧化如果没有特别指明，通常是指硫酸阳极氧化。

为了克服铝合金表面硬度、耐磨损性等方面的缺陷，扩大应用范围，延长使用寿命，表面处理技术成为铝合金使用中不可缺少的一环，而阳极氧化技术是目前应用最广且最成功的。

1钝化原理：

ZY-WG 无铬钝化剂使镀锌层在含有络合剂的条件下，生成稳定的化合物，并以其成膜的稳定性，形成牢固致密耐蚀的钝化膜。

2．产品性能：

经该产品钝化膜，无色、光亮、耐蚀性强。与传统的含铬钝化比较，其显著特点是无毒、无刺激味，工作液稳定，符合环保要求。

3.用途：

适用于各种镀锌产品的钝化处理，有效的防止镀锌产品表面腐蚀氧化，提高金属表面的抗腐能力，使镀锌件长久保持光亮。

4.钝化方法：

生产过程中，可采用喷淋加气吹，浸渍加控干或风吹，也可辊涂涂抹等多种方法钝化。

铝合金钝化液能使铝材表面及时形成一层保护性能较强的均匀的钝化膜，可适用于铝合金及铝压铸件的防腐蚀处理，在表面形成一层透明、淡彩的涂层；也可以用于喷涂、粉末喷涂及上胶处理的前处理；本品不含六价铬、环保、安全无毒、操作、废水处理简单，使用单位成本低。

5、成相膜理论认为，当铝合金等金属溶解时，处在钝化条件下，在表面生成紧密的、复盖性良好的固态物质，这种物质形成独立的相，称为钝化膜或称成相膜，此膜将金属表面和溶液机械地隔离开，使金属的溶解速度大大降低，而呈钝态。

6、吸附理论认为，金属表面并不需要形成固态产物膜才钝化，而只要表面或部分表面形成一层氧或含氧粒子的吸附层也就足以引起钝化。

7.这吸附层虽只有单分子层厚薄，但由于氧在金属表面上的吸附，改变了金属与溶液的界面结构，使电极反应的活化能升高，金属表面反应能力下降而钝化。此理论主要实验依据是测量界面电容和使某些金属钝化所需电量。

以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中, 利用电解作用, 使其表面形成氧化铝薄膜的过程, 称为铝及铝合金的阳极氧化处理。铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。当电流通过时, 将发生以下的反应： 在阴极上, 按下列反应放出 H2：2H + +2e → H2 在阳极上, 4OH �0�3 4e→ 2H2O + O2, 析出的氧不仅是分子态的氧 (O2), 还包括原子氧(O), 以及离子氧(O-2), 通常在反应中以分子氧表示。作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化, 形成无水的12O3膜： 4A1 + 3O2 = 2A12O3 + 3351J 应指出, 生成的氧并不是全部与铝作用, 一部分以气态的形式析出。阳极氧化的种类阳极氧化早就在工业上得到广泛应用。冠以不同名称的方法繁多, 归纳起来有以下几种分类方 法： 按电流型式分有：直流电阳极氧化；交流电阳极氧化；以及可缩短达到要求厚度的生产时间，膜层既厚又均匀致密, 且抗蚀性显着提高的脉冲电流阳极氧化。按电解液分有：硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。按膜层性质分有：普通膜、硬质膜(厚膜)、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍, 这是因为它具有适用于铝及大部分铝合金的阳极氧化处理；膜层较厚、硬而耐磨、封孔后可获得更好的抗蚀性；膜层无色透明、吸附能力强极易着色；处理电压较低,耗电少；处理过程不必改变电压周期,有利于连续生产和实践操作自动化；硫酸对人身的危害较铬酸小, 货源广, 价格低等优点。近十年来,我国的建筑业逐步使用铝门窗及其它装饰铝材, 它们的表面处理生产线都是采用这种方法。 阳极氧化膜结构、性质与应用 1. 阳极氧化膜的结构 阳极氧化膜由两层组成, 多孔的厚的外层是在具有介电性质的致密的内层上成长起来的, 后者称为阻挡层(亦称活性层)。 (1) 阻挡层 阻挡层是由无水的A12O3所组成, 薄而致密, 具有高的硬度和阻止电流通过的作用。 (2) 多孔的外层 氧化膜多孔的外层主要是由非晶型的A12O3及少量的r-A12O3.H2O还含有电解液的阴离子。氧化膜的绝大部分优良特性,如抗蚀、耐磨、吸附、绝缘等性能都是由多孔外层的厚度及孔隙率所决定的,然而这两者却与阳极氧化条件密切相关, 因此可通过改变阳极化条件来获得满足不同使用要求的膜层。膜厚是阳极氧化制品一个很主要的性能指针,其值的大小直接影响着膜层耐蚀、耐磨、绝缘及化学着色能力。在常规的阳极氧化过程中, 膜层随着时间的增加而增厚。在逹到最大厚度之后,则随着处理时间的延长而逐渐变薄, 有些合金如A1-Mg、A1-Mg-Zn合金表现得特别明显。因此,氧化的时间一般控制在逹最大膜厚时间之内。 2.阳极氧化膜的性质与应用 阳极氧化膜具有较高的硬度和耐磨性、极强的附着能力、较强的吸附能力、良好的抗蚀性和电绝缘性及高的热绝缘性。由于这些特异的性能,使之在各方面都获得了广泛的应用。以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中, 利用电解作用, 使其表面形成氧化铝薄膜的过程,称为铝及铝合金的阳极氧化处理。铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。当电流通过时, 将发生以下的反应：在阴极上, 按下列反应放出H2：2H ++2e → H2 在阳极上, 4OH �0�3 4e→ 2H2O + O2,析出的氧不仅是分子态的氧 (O2),还包括原子氧(O), 以及离子氧(O-2), 通常在反应中以分子氧表示。作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化, 形成无水的A12O3膜： 4A1 + 3O2 = 2A12O3 + 3351J 应指出, 生成的氧并不是全部与铝作用, 一部分以气态的形式析出。 阳极氧化的种类阳极氧化早就在工业上得到广泛应用。冠以不同名称的方法繁多, 归纳起来有以下几种分类方法： 按电流型式分有：直流电阳极氧化；交流电阳极氧化；以及可缩短达到要求厚度的生产时间，膜层既厚又均匀致密,且抗蚀性显着提高的脉冲电流阳极氧化。 按电解液分有：硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。 按膜层性质分有：普通膜、硬质膜(厚膜)、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。 直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍, 这是因为它具有适用于铝及大部分铝合金的阳极氧化处理；膜层较厚、硬而耐磨、封孔后可获得更好的抗蚀性；膜层无色透明、吸附能力强极易着色；处理电压较低,耗电少；处理过程不必改变电压周期, 有利于连续生产和实践操作自动化；硫酸对人身的危害较铬酸小, 货源广, 价格低等优点。近十年来,我国的建筑业逐步使用铝门窗及其它装饰铝材, 它们的表面处理生产线都是采用这种方法。 阳极氧化膜结构、性质与应用 1. 阳极氧化膜的结构 阳极氧化膜由两层组成, 多孔的厚的外层是在具有介电性质的致密的内层上成长起来的, 后者称为阻挡层(亦称活性层)。 (1) 阻挡层 阻挡层是由无水的A12O3所组成, 薄而致密, 具有高的硬度和阻止电流通过的作用。氧化铝材的一般原理Ka m K i u A l u m i n i u m G r o u p

人们在日常中，无论到哪里都可以看到门窗，每栋高楼、每套房子，甚至每间小卧室都有门窗。其中人们常用的是铝合金门窗，但是近几年来，断桥铝合金门窗逐渐走进人们的眼中，人们在使用过断桥铝合金门窗后也更青睐它，那么老木工鲁班门窗说一下断桥铝门窗是什么原理及特点！

其中断桥铝合金门窗隔热原理是在铝型材中加入了隔热条，所以被称为“断桥”。隔热条在铝型材中隔断了热量在铝型材中传递，大大降低了铝合金门窗的热传导性。它的技术特点是使用特殊的工艺将铝合金与隔热条组合，形成断桥铝型材。采用中空玻璃，用密封条和毛条组成多层密封结构。

断桥铝合金门窗性能优势和特点

自定义铝材颜色，铝型材的表面可通过电泳涂装以及氧化等工艺处理，喷涂上用户自己喜欢的颜色。

隔音降噪，断桥铝合金门窗一般采用的都是中空玻璃，中空玻璃可以大大降低噪音，可以让用户拥有一个安静的卧室。

保温隔热，节能省电，断桥铝型材的门窗框本身可以大大降低了热量的传递，再加上中空玻璃的隔热性，提升了门窗的隔热性，从而降低了空调的能耗。

水密性，密封胶和毛条的多层密封，可以有效调高断桥铝门窗的水密性。

铝合金的热处理不同于碳钢，其熔点低，易过热过烧，加热温度的偏差范围小，对温度仪的精度要求高。若加热保温过于偏差，则可能达不到强化的目的。因此，对于锻铝合金的加热炉温度的控制是整个热处理过程的关键。

根据试验结果分析：人工时效温度的高低与时间的长短有很大关系。较高的时效温度，可以缩短保温时间：较低的时效温度则需要延长保温的时间。用前者方法处理，同一炉试件检出的硬度数据，离散性较大，批量生产难以把握产品的质量，而后者受试件的合格率较高，能够保证强化工艺的质量要求，但工艺成本显著增加。

在这两者之间，必然有一个比较合理的可行区间。经多次反复试验，我们找到如下的加热温度和时间的关系，这对锻铝试件的强化处理较为适合。

铝合金产品特色

以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金，是轻金属材料之一。铝合金除具有铝的一般特性外，由于添加合金化元素的种类和数量的不同又具有一些合金的具体特性。铝合金的密度为2.63～2.85g/cm，有较高的强度（σb为110～650MPa)。

比强度接近高合金钢，比刚度超过钢，有良好的铸造性能和塑性加工性能，良好的导电、导热性能，良好的耐蚀性和可焊性，可作结构材料使用，在航天、航空、交通运输、建筑、机电、轻化和日用品中有着广泛的应用。