Химическое оксидирование алюминия: ХИМИЧЕСКОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ

Содержание

ХИМИЧЕСКОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ

ХИМИЧЕСКОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ.

И.И. Денкер, И.Д. Кулешова

Метод химического оксидирования алюминия и алюминиевых сплавов в хроматных растворах (хроматирование) нашел весьма широкое применение. Оксидные пленки, образующиеся на поверхности металла, способствуют значительному повышению адгезии лакокрасочных покрытий. В этом отношении они являются более универсальными, чем пленки, полученные анодным оксидированием, особенно для покрытий на основе синтетических смол и, в частности, эпоксидных.
Основными достоинствами способа химического оксидирования являются его простота, экономичность и быстрота. Для химического оксидирования не требуется электрическая энергия, не нужно сложное оборудование, трудоемкость его намного меньше, чем при анодировании. Но по защитным свойствам и стойкости к износу оксидные пленки значительно уступают пленкам, полученным путем анодного окисления. Пленки, получаемые химическим оксидированием, могут быть использованы не только как подслой под лакокрасочные покрытия, но и для временной защиты деталей, например при хранении их в течение длительного времени в условиях цеха или отапливаемого склада. Технологический процесс подготовки и химического оксидирования деталей из деформированных и литейных алюминиевых сплавов включает следующие операции: расконсервацию; монтаж деталей на подвесках; химическое обезжиривание; промывку в теплой и затем в холодной проточной воде; травление в растворе едкого натра; промывку в теплой и затем в холодной проточной воде; осветление в азотной кислоте; промывку в холодной проточной воде; химическое оксидирование; промывку в холодной, затем в теплой воде; сушку покрытия и демонтаж деталей с подвесок; контроль качества покрытий. Травление в растворе едкого натра и промывку после него, а также осветление в азотной кислоте применяют в тех случаях, когда необходимо методом окунания получить равномерную оксидную пленку. В качестве подвесных приспособлений могут быть использованы проволока, крючки и корзины из алюминиевых сплавов; не допускается применение таких металлов, как олово, цинк и медь. Подвески должны обеспечивать свободный доступ электролита к поверхности деталей и беспрепятственное удаление газообразных продуктов. Для химического оксидирования применяют растворы следующего состава (г/л):

  №1 №2 №3 №4
№5
№6
Бихромат натрия 3–3,5
Хромовый ангидрид 3–3,5 3,5–4 4–6 5,8–7
8–10
7–8
Гидрофторид аммония 1,5
Фторид натрия или калия 0,8 2 0,7–2,1 4–5
Фтористоводородная
кислота (40%–ная)
4–5 мл
Ортофосфорная кислота 40–50 50–60
Гексацианоферрат (III) калия 0,5–1 1–1,7
Фторсиликат натрия 3–3,5

Оксидирование в растворах № 1, 5 и 6, наиболее широко, применяемых в нашей стране, производится в течение 10–oo 20 мин при 15–25 °С, а в растворах № 2, 3 и 4 – в течение 1–5 мин при 18–26 °С. Продолжительность оксидирования определяется для каждого сплава опытным путем. Для промывки после оксидирования в холодной проточной воде требу–ется не менее 25 л воды на 1 м2 поверхности деталей; затем детали промывают в проточной воде при температуре не ниже 20 °С из расчета 15 л на 1 м2. По окончании промывки детали сушат в сушильном шкафу при температуре не выше 60 °С. При более высокой температуре верхние слои оксидной пленки могут разрушиться. Сушить можно также теплым чистым воздухом. После удаления воды из пленки повышение температуры для нее не опасно. С оксидированными деталями нужно обращаться осторожно, так как оксидная пленка легко повреждается при механическом воздействии. Недоброкачественные оксидно–фосфатные пленки можно удалить обработкой деталей в течение 5–10 мин при 90–95 °С в растворе, содержащем 150– 180 г/л хромового ангидрида. В последние годы в СССР разработан [8, с. 42–44] ряд новых составов для хроматирования алюминия и алюминиевых сплавов типа алькон. С их помощью можно получить желтые хроматные пленки за 7–10 с при обработке поверхности методом распыления из пистолета, а обработкой составом алькон–2 можно получить бесцветный хроматный слой даже на полированной поверхности алюминия методами окунания и распыления за 10–20 с. Для хроматирования поверхности собранных изделий рекомендуется применять алькон–3, который наносят кистью или распылением в течение 30–120 с. За рубежом для химического оксидирования широко используют составы алодин (США) и алохром (Англия) [4, с. 113]. Некоторые из них приведены ниже (г/л):

  №1 №2 №3 №4 №5 №6
Фосфорная кислота (75 %–ная) 64 12 24
Монофосфат натрия
Nah3PO4xh3O
31,8 66,5 31,8
Фторид натрия 5 3,1
5
5
Фторид алюминия 5
Гидрофторид натрия NaHF2 4,2
Хромовый ангидрид СгО3 10 3,6 6,8
Бихромат калия К2Сг2О7 10,6 14,7 10,6
Серная кислота 4,8
Соляная кислота 4,8 4,6

Пленки, полученные с помощью этих составов, имеют толщину около 2 мкм. Продолжительность процесса 5 мин при 18–19 °С и 1,5 мин при 50 °С. После оксидирования детали промывают в холодной проточной воде в течение 10–15 с, затем в 0,05 %–ном растворе хромового ангидрида или фосфорной кислоты при 35–50 °С в течение 10–15 с, после чего сушат при 38–66 °С. В случае плохого обезжиривания деталей, более высокой концентрации компонентов, более высокой температуры раствора и большей продолжительности оксидирования, а также сушки при температуре выше 60 °С покрытия могут получиться порошкообразными и легко осыпаются. Для приготовления составов для химического оксидирования расчетное количество компонентов растворяют при перемешивании в подогретой умягченной воде. Применение жесткой водопроводной воды нежелательно, так как содержащиеся в ней соли кальция адсорбируются оксидной пленкой, что приводит к возникновению белых пятен, ухудшающих защитные свойства оксидной пленки. Для получения качественной пленки необходимо строго соблюдать технологические режимы подготовительных операций и самого оксидирования. Ванны химического оксидирования периодически проверяют на содержание компонентов, входящих в их состав. В 1 л свежего раствора, содержащего фтор–силикат натрия (раствор 1), можно обрабатывать примерно 30 дм2 поверхности деталей без корректировки ванны. Ванну корректируют по мере образования слабоокрашенной пленки небольшими добавками хромового ангидрида (0,5–1,0 г/л) и фторсиликата натрия (0,1–0,25 г/л). При накоплении хромового ангидрида более 25 г/л и фторсиликата натрия более 6– 8 г/л ванну сменяют. В 1 л свежего раствора, содержащего фосфорную кислоту (растворы № 2 и № 3), можно обработать 50 дм2 поверхности деталей без корректировки ванны. По мере истощения ванны (это видно по образованию слабоокрашенной пленки) производят корректировку, добавляя небольшие количества компонентов, входящих в состав ванны (0,5 г/л фторида натрия или 1 мл/л фтористоводородной кислоты). Во избежание сползания пленки количество фторида натрия и фтористоводородной кислоты не должно превышать указанного в составе. Хромовый ангидрид и фосфорную кислоту добавляют, если их содержание в ванне соответственно менее 5 и 25 г/л. Возможные дефекты химического оксидирования в основном сводятся к образованию рыхлой пленки, легко стирающейся при протирке после высушивания, либо пленки с бледной окраской или со светлыми пятнами. Эти дефекты возникают главным образом при оксидировании в свежеприготовленном электролите вследствие большой его активности. После проработки ванны с бракованными деталями в течение 4–5 ч дефекты обычно устраняются. Дефекты могут также появиться при нарушении состава ванны, режима оксидирования, особенно температурного, продолжительности выдержки, истощения ванны, накопления в ней растворенного алюминия. Качество пленки проверяют по внешнему виду: она должна покрывать всю поверхность и прочно удерживаться на металле. При протирке салфеткой пленка не должна стираться. Цвет пленки, полученной в растворе, содержащем фторсиликат натрия, – от желто–золотистого до коричнево–золотистого. Цвет пленки, полученной в растворе, содержащем фосфорную кислоту, на деталях из алюминия и малолегированных сплавов – светло–зеленый, на легированных сплавах – более темный. По мере истощения раствора цвет пленки становится серо–зеленым. Светлые пятна на поверхности указывают на отсутствие пленки в этих местах. Детали с такими дефектами следует оксидировать заново.

…….ДРУГИЕ СПОСОБЫ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ.

На практике при защите алюминиевых сплавов не всегда представляется возможным применить для подготовки поверхности химическое оксидирование или анодное окисление. В таких случаях можно использовать и некоторые другие способы, нашедшие применение в промышленности. К ним относятся травление в различных кислотах и механическая обработка поверхности.

Травление в растворе фосфорной кислоты. При травлении поверхности алюминия и его сплавов в фосфорной кислоте происходит удаление с металла естественной оксидной пленки и образуются фосфатные покрытия, способствующие повышению адгезии лакокрасочных покрытий. Удовлетворительные результаты получаются после травления в растворе фосфорной кислоты с концентрацией 200–300 г/л при 40 °С в течение 5 мин [9]. Добавки хромового ангидрида, бихромата калия, фторси–ликата натрия, а также винной, щавелевой и лимонной кислот к раствору фосфорной кислоты способствуют повышению адгезии. Механизм влияния органических добавок на адгезию, по–видимому, заключается в снижении разрушающего действия фосфорной кислоты на алюминий, что способствует образованию на поверхности алюминия фосфатных пленок кристаллической структуры, отличающихся большой пористостью. Лучшие результаты получаются после обработки в растворах следующего состава [% (масс.)]:

Раствор 1
Фосфорная кислота 10
Фторсиликат натрия 0,5
Вода 89,5
Раствор 2
Фосфорная кислота 12
Лимонная кислота 16
Метилэтилкетон 12
ОП–7 8
Вода 52

Продолжительность обработки при 20 °С в первом растворе – 5 мин, во втором – 20 мин.
Травление в растворах серной, азотной и других кислот.
Адгезия лакокрасочных покрытий к алюминиевым сплавам повышается после обработки их в растворе серной кислоты с добавками бихромата натрия или калия, в частности в растворе следующего состава [% (масс.)]:

Серная кислота (конц.) 22,5
Бихромат натрия (калия) 7,5
Вода 70

Температура раствора 60.–65 «С, продолжительность обработки 20–30 мин. При применении этого способа подготовки, называемого пиклинг–процессом, достигается высокая адгезия грунтовок к поверхности алюминиевых сплавов. В ряде случаев применяется ускоренный пиклинг–процесс, заключающийся в предварительной подготовке поверхности деталей из алюминиевых сплавов в растворе следующего состава [%(масс.)]:

Фторид натрия (калия или аммония) или фтористоводородная кислота 1
Азотная кислота (конц.) 15
Вода 84

Поверхность обрабатывают этим раствором при комнатной температуре в течение 1 мин, а затем в растворе, применяемом для основного пиклинг–процесса, в течение 1 мин при 60–65 °С.

глава из книги И.И. Денкер, И.Д. Кулешова «Зашита изделий из аллюминия и его сплавов лакокрасочными покрытиями», Москва, Химия, 1985, стр. 23-27.

Химическое оксидирование алюминия — Справочник химика 21

    В табл 119 приведены составы растворов для химического оксидирования алюминия и его сплавов и режимы их работы. [c.228]

    Химическое оксидирование алюминия [c.185]

    Химическое оксидирование алюминия обычно проводят в слабощелочных растворах, содержащих в качестве окислителя хромат натрия На2Сг04. Толщина окисных [c.145]

    Химический оксидированный алюминий и его сплавы пассивируют в растворе, содержащем 15—25 г/л хромового ангидрида при 15 —30°С в течение 0,1—0,3 мин. Качество окисных и фосфатных покрытий обеспечивается при строгом соблюдении технологии обработки. [c.220]


    Химическое оксидирование алюминия. В тех случаях, когда оксидирование производят для защиты от коррозии или Б качестве грунта под окраску, целесообразно использовать химическое оксидирование, более дешевое и не требующее электрооборудования. Так, для защитно-декоративного оксидирования применяется следующий состав раствора (в г/л) 40—50 ортофосфорной кислоты 3—5 кислого фтористого калия 5—7 хромового ангидрида. Рабочая температура 15—25° С, выдержка 5—7 мин. [c.180]

    Процесс химического оксидирования алюминия и его сплавов включает в себя основные операции а) химическое обезжиривание в растворе, содержащем трифосфат натрия (50 г/л), едкий [c.217]

    Химическое оксидирование алюминия и его сплавов проводят с целью защиты изделий от коррозии илн в качестве грунта под окраску. Толщина оксидных пленок при этом составляет 0.5—4,0 мкм [c.227]

    Неполадки ванны химического оксидирования алюминия [c.179]

    Химическое оксидирование алюминия. В тех случаях, когда оксидирование производят в целях защиты от коррозии или в качестве грунта под окраску, целесообразно применять химическое оксидирование, более дешевое и не требующее электрооборудования. Так, из числа нескольких составов для защитно-декоративного оксидирования рекомендуется следующий состав, г/л  [c.235]

    В мен фтористоводородной кислоты при химическом оксидировании алюминия [c.42]

    ХИМИЧЕСКОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ [c.254]

    Химическое оксидирование алюминия…….. [c.222]

    Химическое оксидирование имеет сравнительно ограниченное применение, так как получаемая окисная пленка по своим защитным свойствам уступает пленке, полученной электрохимически. Лишь для изделий сложной конфигурации, оксидирование которых электрохимически затрудняется вследствие ряда причин (недостаточная рассеивающая способность ванны и др.), применяют химический способ оксидирования. Химическое оксидирование алюминия и его сплавов осуществляют в растворах, содержащих хроматы, в которых растворение алюминии протекает весьма медленно. [c.217]

    Неполадки в работе ванны для химического оксидирования алюминия приведены в табл. 135. [c.223]

    Неполадки в работе ванны для химического оксидирования алюминия [c.223]

    Химического оксидирования алюминия Хими- ческий Углекислый натрий Хромовокислый натрий Едкий натр 5 1.5 0.3 80 10—20 1.0 [c.521]

    Химическое оксидирование алюминия 85—100 2500 2000 1500 0,7—1,0 [c.297]

    Пленки, полученные при химическом оксидировании, имеют незначительную толщину (2—3 мк) и значительно уступают по защитным свойствам оксидным пленкам, получаемым электрохимическим методом. По этой причине химическое оксидирование алюминия и его сплавов имеет ограниченное применение. [c.366]


    Метод химического оксидирования алюминия и алюминиевых сплавов нашел широкое применение. Окисные покрытия, образуюш,иеся на поверхности металла, способствуют значительному повышению адгезии лакокрасочных покрытий. В этом отношении они являются более универсальными, чем покрытия, полученные анодным окислением, особенно для покрытий на основе синтетических смол, и в частности эпоксидных. [c.31]

    Химическое оксидирование алюминия в слабощелочной среде не дает заметных преимуществ, так как при этом скорость растворения пленки близка к скорости ее роста [20]. [c.74]

    Химическое оксидирование алюминия. ……….. 90 8-11 35-40 40-45 45-50 55-60 [c.64]

    Число различных методов, предлагаемых для химического оксидирования алюминия, очень велико. Многие из них требуют сложных растворов, другие не пригодны вследствие значительной продолжительности обработки. Здесь подробно описываются только те методы, которые имеют промышленное значение. [c.87]

    Для химического оксидирования алюминия применяется много методов. Однако большинство из них не находит широкого применения в промышленности. Здесь будут рассматриваться только те методы, которые нашли промышленное применение. [c.116]

    Химическое оксидирование алюминия и его сплавов осуществляют в щелочных хромистых растворах состава (г/л) Na2 r04 — 15 NaOH — 2,5 и Ка2СОз — 50 при температуре 90-95 °С в течение 5-10 мин. Образуются пленки толщиной 3-4 мкм с невысокими механическими и диэлектрическими свойствами. Процесс простой, быстрый и не требует специального оборудования. [c.266]

    Химическое оксидирование алюминия и его сплавов осуществляют путем погружения деталей на 5—10 мин при температуре 90—95° С в щелочные хроматные растворы, содержащие, г/л 50 Na2 03 2,5 NaOH 15 Na2 r04. Этот способ по сравнению с электрохимическим оксидированием проще, но имеет ограниченное применение из-за малой толщины образующейся пленки (3—4 мкм) и ее невысоких механических и диэлектрических свойств. [c.166]

    Процесс химического оксидирования алюминия и его сплавов включает в себя основные операции а) химическое обезжиривание в растворе, содержащем 50 г/л трифосфата натрия, 5— 10 г/л едкого натра и 10—30 г/л жидкого стекла температура 50—60° С, продолжительность 3—5 мин. б) оксидирование в растворе 17—20 г/л ЫагСг04, 57—60 г /л ЫагСОз, 1—1,5 г/л жидкого стекла, температура 85° С, продолжительность 8—10 мин.  [c.213]

    Химическое оксидирование применяют для защиты алюминиевых изделий сложной конфигурации, так как при электрохимическом оксидировании таких деталей встречаются трудности. Процесс химического оксидирования алюминия и его сплавов включает в себя следующие основные операции а) химическое обезжиривание в растворе, содержащем 50 г1дм трифосфата натрия, 5—10 г/дм едкого натра и 10—30 дм жидкого стекла температура 50—60° С, продолжительность 3—5 мин б) оксидирование в растворе 17 20 г дм КагСг04, 57—60 Na2 03, [c.329]


Химическое оксидирование алюминия — Энциклопедия по машиностроению XXL

Оксидирование алюминия и его сплавов. Химическое оксидирование алюминия и его сплавов применяется для повышения коррозионной стойкости изделий сложной конфигурации, электромеханическое оксидирование которых невозможно или затруднительно, а также для подготовки поверхностей под лакокрасочные покрытия.  [c.941]

Пленка, получаемая при химическом оксидировании алюминия, состоит из гидроокиси и хроматов алюминия. Толщина ее 1- -2 мк. Она имеет желтоватую окраску и несколько разрыхленную поверхность и по своей устойчивости против коррозии уступает пленкам, получаемым при анодном оксидировании алюминия.  [c.6]


ХИМИЧЕСКОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЯ Области применения покрытия  [c.57]

Химическое оксидирование алюминия применяют главным образом в тех случаях, когда конфигурация деталей затрудняет прохождение линий тока (трубопроводы изогнутой формы),, а также при массовом оксидировании мелких малоответственных деталей. За рубежом химическое оксидирование используют для покрытия внутренних поверхностей консервных банок, тюбиков- фольги и. резервуаров, в которых транспортируются дистиллированная вода, спирт, молоко, пиво.  [c.57]

Перед изложением состава растворов и условий для химического оксидирования алюминия уместно рассмотреть некоторые особенности механизма образования окисных и других пленок на металлах.  [c.75]

Химическое оксидирование алюминия в органических растворах, Экспресс-информация ВИНИТИ (серия Коррозия и защита металлов ), 1962, №2, реф. 9, стр. 25—30.  [c.252]

Поверхность алюминия покрыта естественной пленкой, однако искусственная пленка отличается большей прочностью и стойкостью. Различают электрохимическое и химическое оксидирование алюминия.  [c.22]

Химическое оксидирование алюминия производится в тех слу-  [c.22]

Бифторид калия КР-НР — бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде Применяется взамен фтористоводородной кислоты при химическом оксидировании алюминия Вредных примесей не содержит. Зарядку производить в резиновых перчатках. Тара — стеклянные банки. ВТУ МХП 4066-53  [c.41]

Химическое оксидирование алюминия  [c.202]

Химическое оксидирование — простой и дешевый способ обработки алюминия. В тех случаях, когда оксидирование проводят для получения грунта под лакокрасочные покрытия, целесообразно применять химическое оксидирование, не требующее электрооборудования. Состав раствора химического оксидирования алюминия (г/л) и режим оксидирования  [c.116]

Пленки, полученные при химическом оксидировании, имеют незначительную толщину (2—3 мкм) и уступают по защитным и механическим свойствам оксидным пленкам, полученным электрохимическим методом. Поэтому химическое оксидирование алюминия имеет ограниченное применение.  [c.116]

В мен фтористоводородной кислоты при химическом оксидировании алюминия  [c.42]

Химическое оксидирование алюминия. В тех случаях, когда оксидирование производят для защиты от коррозии или Б качестве грунта под окраску, целесообразно использовать химическое оксидирование, более дешевое и не требующее электрооборудования. Так, для защитно-декоративного оксидирования применяется следующий состав раствора (в г л) 40—50 ортофосфорной кислоты 3—5 кислого фтористого калия 5—7 хромового ангидрида. Рабочая температура 15—25° С, выдержка 5—7 мин.  [c.180]


Химическое оксидирование имеет сравнительно ограниченное применение, так как получаемая окисная пленка по своим защитным свойствам уступает пленке, полученной электрохимически. Лишь для изделий сложной конфигурации, оксидирование которых электрохимически затрудняется вследствие ряда причин (недостаточная рассеивающая способность ванны и др.), применяют химический способ оксидирования. Химическое оксидирование алюминия и его сплавов осуществляют в растворах, содержащих хроматы, в которых растворение алюминии протекает весьма медленно.  [c.217]

Неполадки в работе ванны для химического оксидирования алюминия приведены в табл. 135.  [c.223]

Неполадки в работе ванны для химического оксидирования алюминия  [c.223]

Химическое оксидирование алюминия 85—100 2500 2000 1500 0,7—1,0  [c.297]

ХИМИЧЕСКОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ  [c.254]

То же, в растворах, содержащих хромовую кислоту в концентрации 30 — 100 г/л, при электрической нагрузке на ванну / анодирование алюминия, магниевых сплавов и др.)  [c.132]

Химическое оксидирование алюминия в слабощелочной среде не дает заметных преимуществ, так как при этом скорость растворения пленки близка к скорости ее роста [20].  [c.74]

Химическое оксидирование алюминия. ……….. 90 8-11 35-40 40-45 45-50 55-60  [c.64]

То же, при концентрации 30- 100 г/л и / 500 А, (химическое оксидирование алюминия и магния) Химическая обработка стали в растворах хромовой кислоты и ее солей при > 50°С (пассивирование, травление, наполнение в хромпике и др).  [c.176]

В литературе приводится большое количество составов для химического оксидирования алюминия, однако до последнего времени в промышленности прочно укоренились лишь хромат-но-содовые [9, 10].  [c.233]

Химическое оксидирование стали и алюминия позволяет получать сплошные слои с малой пористостью и хорошей адгезией, которые имеют защитные свойства в атмосфере с низкой степенью коррозионной агрессивности. Сталь подвергают, например, так называемому воронению, которое в сочетании с консервирующими средствами обеспечивает удовлетворительную защиту стальных изделий от сухой атмосферной коррозии. Окисные слои на алюминии, полученные химическим оксидированием, существенно повышают стойкость не только самого алюминия, но и лакокрасочных систем, нанесенных на окисный слой.  [c.74]

Из цветных металлов химическому оксидированию чаще всего подвергают алюминий, магний, медь, цинк и их сплавы. В качестве окислителей применяют хромовую кислоту и ее соли, нитриты и персульфаты щелочных металлов. Оксидирование проводят в кислой или щелочной среде продолжительность оксидирования при 15—20 °С составляет 10—20 мин. После оксидирования детали промывают в холодной, затем в теплой воде, после чего сушат при температуре не выше 60 °С или обдувают теплым воздухом.  [c.216]

Химическая стойкость алюминия может быть повышена путем образования искусственной оксидной пленки методом анодного оксидирования, которое используют для придания изделиям из алюминия декоративного вида.  [c.316]

При химическом оксидировании пленка имеет толщину 0,5— 1 мк. Анодирование позволяет получить толщину пленки 3—12 мк и более. Она состоит из гидратов окиси хрома и алюминия, так как оксидирование производится в растворе хромистых солей.  [c.39]

Различают два вида оксидирования алюминия химическое и анодное.  [c.6]

Установлено, что рост оксидной пленки при повышенных влажности и температуре происходит быстрее, чем в условиях абсолютно сухой и холодной среды. Поэтому в основу химического оксидирования положено взаимодействие алюминия с водой по реакции  [c.6]

Химическое оксидирование применяют для защиты алюминиевых изделий сложной конфигурации, так как П[)и электрохимическом оксидировании таких деталей встречаются трудности. Процесс химического оксидирования алюминия и его сплавов включает в себя следующие основные операции а) химическое обезжиривание в растворе, содержащем 50 трнфосфата на-  [c.329]

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов осуществляют в щелочных хромистых растворах состава (г/л) Na2 r04 — 15 NaOH — 2,5 и Ка2СОз — 50 при температуре 90-95 °С в течение 5-10 мин. Образуются пленки толщиной 3-4 мкм с невысокими механическими и диэлектрическими свойствами. Процесс простой, быстрый и не требует специального оборудования.  [c.266]


После обезжиривания, хроматирования, травления легких сплавов, снятия шлама, анодного окисления, перед и после химического оксидирования черных металлов промывная вода должна иметь температуру 40—50°С, перед сушкой деталей (кроме хроматиро-ванных по цинковому и кадмиевому покрытию, химически оксидированного алюминия) —температуру 70—90 °С.  [c.118]

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов осуществляют путем погружения деталей на 5—10 мин при температуре 90—95° С в щелочные хроматные растворы, содержащие, г/л 50 Na2 03 2,5 NaOH 15 Na2 r04. Этот способ по сравнению с электрохимическим оксидированием проще, но имеет ограниченное применение из-за малой толщины образующейся пленки (3—4 мкм) и ее невысоких механических и диэлектрических свойств.  [c.166]

Процесс химического оксидирования алюминия и его сплавов включает в себя основные операции а) химическое обезжиривание в растворе, содержащем 50 г/л трифосфата натрия, 5— 10 г/л едкого натра и 10—30 г/л жидкого стекла температура 50—60° С, продолжительность 3—5 мин. б) оксидирование в растворе 17—20 г/л ЫагСг04, 57—60 г /л ЫагСОз, 1—1,5 г/л жидкого стекла, температура 85° С, продолжительность 8—10 мин.  [c.213]

Процесс химического оксидирования алюминия и его сплавов включает в себя основные операции а) химическое обезжиривание в растворе, содержащем трифосфат натрия (50 г/л), едкий  [c.217]

Химического оксидирования алюминия Хими- ческий Углекислый натрий Хромовокислый натрий Едкий натр 5 1.5 0.3 80 10—20 1.0  [c.521]

Наиболее вероятно при химическом оксидировании алюминия дбразование пленки в результате взаимодействия ионов алюминия с гидроксильными ионами  [c.233]

Оксидирование алюминия осуществляют химическим и главным эбразом электрохимическим способом. Окненая пленка легко в(вникает па иоверхности алюминия в атмосфере или в растворах, содержащих кислород или другие окислители. В обычных атмосферных условиях толщина возникающей иа алюмишпг пленки не превышает 0,005—0,02 мкм.  [c.329]

Для выращивания па алюминии толстых окнсных пленок применяют методы химического оксидирования в слабо щелочных растворах и электрохимического оксидирования (анодирования) в слабых растворах кислот при  [c.72]

Одноступенчатые (негативные) реплики приготовляют путем конденсации из паров углерода, кварца, титана и других веществ непосредственно на поверхность исследуемого образца, а двухступенчатые (позитивные) — на предварительно изготовленный оттиск (обычно из полистирола) исходного рельефа образца. Конденсацию (напыление) проводят в вакууме. В качестве реплики для ряда исследуемых материалов (меди, алюминия и др.) можно использовать окисную пленку, которая образуется при электролитическом или химическом оксидировании поверхности образца. Неплохие результаты дает применение лаковых реплик, получаемых путем нанесения на поверхность шлифа тонкого слоя лака (4 %-ного раствора коллодия в амилацетате).  [c.50]

Перед выполнением работы необходимо ознакомиться 1) с защитой окисными пленками 2) со способами, применяемыми для химического и электрохимического оксидирования алюминия и его спл авов 3) с механизмом анодного оксидирования алюминия в ра1Створе серной кислоты 4) со способами, применяемымп для повышения защитных свойств окисной пленки на алюминии и его сплавах 5) с применением оксидирования алюм1иния и его сплавов в технике защиты от коррозии.  [c.172]

При химическом оксидировании на поверхности алюминия появляется окисная пленка в результате воздействия раствора, в который погрулоют оксидируемое изделие.  [c.6]


Химическое оксидирование алюминия — НПП СЭМ.М. Гальванические технологии. Блескообразующие добавки

Композиция ЦКН-80 

для химического оксидирования алюминия и его сплавов 

  

 

Композиция ЦКН-80 предназначена для химического оксидирования деформируемых алюминиевых сплавов. В процессе обработки на поверхности деталей формируется коррозионностойкая защитная пленка, состоящая в основном из нерастворимых хроматных и фосфатных соединений. 

Применение композиции ЦКН-80 позволяет заменить известные процессы оксидирования алюминия в горячих высококонцентрированных щелочных растворах. 

Защитная пленка, полученная из раствора ЦКН-80, может служить хорошим грунтом под ЛКП. 

 

 

СОСТАВ РАСТВОРА 

Компонент

Концентрация

Ортофосфорная кислота 

45-55 г/л

Композиция ЦКН-80

90-110 мл/л

 

  

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ 

Температура раствора, ОС

18-30

Время погружения, мин

7-20

Температура сушки, ОС

50-60

Время сушки, мин

не менее 20

                                                           Для повышения коррозионной стойкости рекомендуется обработка покрытий 

                                                           в растворе композиции ЦКН-26-1. 

 

  

ПРИГОТОВЛЕНИЕ И КОРРЕКТИРОВКА РАСТВОРА 

1. Ванну заполнить на 3/4 объема водой, небольшими порциями при постоянном перемешивании ввести расчетное количество композиции ЦКН-80. 

2. Ввести расчетное количество ортофосфорной кислоты (Н3РО4). Довести объем ванны водой. 

3. Корректировка раствора осуществляется по мере уноса. 

Расчетный норматив расхода композиции 30-50 мл/м2.

  

  

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 

Композиция ЦКН-80 в соответствии с Гигиеническими нормами ГН 2.2.5.686-98 и ГОСТ 12.1.007 относится к 1 классу опасности по степени воздействия на организм. Токсичность обусловлена присутствием соединений шестивалентного хрома. При эксплуатации растворов композиции ЦКН-80 необходимо соблюдать требования ГОСТ 12.3.008 и заводских инструкций по технике безопасности.

 

 

 ТРАНСПОРТИРОВКА И ХРАНЕНИЕ 

Транспортирование композиций ЦКН-80 допускается всеми видами транспорта в таре из полиэтилена. 

Композиции ЦКН должны храниться в закрытых складских помещениях вдали от нагревательных приборов при температуре от +5 до +35ОС. 

Срок хранения композиции ЦКН-80 — 12 месяцев с момента изготовления. 

 

 

 

По вопросам поставок и приобретения Технологической документации обращайтесь в НПП «СЭМ.М»

 

Телефон/факс  (495) 978-94-42

 

 

Химическое оксидирование — алюминий — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Химическое оксидирование — алюминий

Cтраница 1

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов проводят с целью защиты изделий от коррозии или в качестве грунта под окраску.  [1]

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов осуществляют в растворах, содержащих 17 — 20 кг / м3 Na2CrO4, 57 — 60 кг / м3 Na2CO3, 1 — 1 5 кг / м3 Na2O — SiO2 при 85 — 90 С в течение 8 — 10 мин.  [2]

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов ведут в растворах, содержащих щелочь и хроматы щелочных металлов. Предварительно обезжиренные в щелочном растворе изделия оксидируют в течение 10 — 15 мин в стальной ванне при 85 — 100 С в водном растворе 50 г / л кальцинированной соды и 15 г / л хромовокислого натрия. Полученную пленку закрепляют обработкой в растворе хромового ангидрида.  [3]

Химическое оксидирование алюминия и алюминиевых сплавов производится в растворах, содержащих щелочь и хроматы щелочных металлов. Предварительно обезжиренные в щелочном растворе изделия оксидируются в течение 10 — 15 мин.  [4]

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов осуществляют в щелочных хромистых растворах состава ( г / л): Na2CrO4 — 15; NaOH — 2 5 и Na2CO3 — 50 при температуре 90 — 95 С в течение 5 — 10 мин. Образуются пленки толщиной 3 1 мкм с невысокими механическими и диэлектрическими свойствами. Процесс простой, быстрый и не требует специального оборудования.  [5]

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов осуществляют в щелочных хромистых растворах состава ( г / л): Na2CrO4 — 15; NaOH — 2 5 и Na2COs — 50 при температуре 90 — 95 С в течение 5 — 10 мин. Образуются пленки толщиной 3 — 4 мкм с невысокими механическими и диэлектрическими свойствами. Процесс простой, быстрый и не требует специального оборудования.  [6]

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов осуществляют в щелочных хромистых растворах состава ( г / л): Na2CrC4 — 15; NaOH — 2 5 и Na2COa — 50 при температуре 90 — 95 С в течение 5 — 10 мин. Образуются пленки толщиной 3 — 4 мкм с невысокими механическими и диэлектрическими свойствами. Процесс простой, быстрый и не требует специального оборудования.  [7]

Процесс химического оксидирования алюминия и его сплавов включает в себя основные операции: а) химическое обезжиривание в растворе, содержащем 50 г / л трифосфата натрия, 5 — 10 г / л едкого натра и 10 — 30 г / л жидкого стекла; температура 50 — 60 С, продолжительность 3 — 5 мин. Механизм процесса анодного оксидирования трактуется исследователями различно. Считают, что алюминий, растворяясь на аноде, образует гидрат окиси алюминия, который затем дегидратируется и твердеет с образованием окислов алюминия. Такое объяснение образования плотной окисной пленки не разделяется многими исследователями.  [8]

Пленка, получаемая при химическом оксидировании алюминия, состоит из гидроокиси и хроматов алюминия. Она имеет желтоватую окраску и несколько разрыхленную поверхность и по своей устойчивости против коррозии уступает пленкам, получаемым при анодном оксидировании алюминия.  [9]

В табл 119 приведены составы растворов для химического оксидирования алюминия и его сплавов и режимы их работы.  [10]

Перед изложением состава растворов и условий для химического оксидирования алюминия уместно рассмотреть некоторые особенности механизма образования окисных и других пленок на металлах.  [11]

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов применяется для повышения коррозионной стойкости изделий сложной конфигурации, электромеханическое оксидирование которых невозможно или затруднительно, а также для подготовки поверхностей под лакокрасочные покрытия.  [12]

Пленки, полученные при химическом оксидировании, имеют незначительную толщину ( 2 — 3 мкм) и уступают по защитным и механическим свойствам оксидным пленкам, полученным электрохимическим методом. Поэтому химическое оксидирование алюминия имеет ограниченное применение.  [13]

Поверхность алюминия покрыта естественной пленкой, однако искусственная пленка отличается большей прочностью и стойкостью. Различают электрохимическое и химическое оксидирование алюминия.  [14]

Пленки, полученные при химическом оксидировании, имеют незначительную толщину ( 2 — 3 мк) и значительно уступают по защитным свойствам оксидным пленкам, получаемым электрохимическим методом. По этой причине химическое оксидирование алюминия и его сплавов имеет ограниченное применение.  [15]

Страницы:      1    2

25 Химическое оксидирование алюминия и его спла

25 Химическое оксидирование алюминия и его сплавов

Оксидирование алюминия является весьма эф­фективным методом защиты алюминия от коррозии, Кроме того, оксидирование проводят с целью при­дания его поверхности новых, весьма ценных свойств. По технологии получения защитных пленок оксидирование может быть электрохимическим (ано­дирование) и химическим, а, следовательно, и сами свойства оксидных пленок будут существенно раз­личаться.

При оксидировании алюминия и его сплавов, вы­полняемом химическим или электролитическим спосо­бом, на поверхности металла образуется защитный слой окисла со стекловидной структурой, который за­щищает металл от дальнейшего окисления и подготав­ливает поверхность для дальнейшей обработки (окра­шивания, склеивания и т.д.).

Анодирование позволяет создать оксидные пленки с высокой твердостью и износостойкостью, с отличны­ми электроизоляционными свойствами и с красивой декоративной поверхностью, в то время как химиче­ское оксидирование в основном применяется для по­лучения хорошего грунта под окраску. Анодирование может производиться с применением постоянного или переменного электрического тока, а по составу элект­ролитов и режиму оксидирования в настоящее время имеется множество вариантов.

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов

В тех случаях, когда оксидирование производят в целях защиты от коррозии или в качестве грунта под окраску, целесообразно применять химическое окси­дирование, более дешевое и не требующее электро­оборудования.

Химическое оксидирование производится простым погружением деталей из алюминия и его сплавов в раствор.

Приведем несколько составов растворов для защитно-декоративного оксидирования.

Раствор 1: 40-50 г/л ортофосфорной кислоты, 3-5 г/л кислого фтористого калия, 5-7 г/л хромового ангидрида.

Процесс ведут при температуре 15-20 °С в тече­ние 5-7 мин. Этот раствор пригоден для оксидирова­ния алюминия и всех его сплавов. Полученная защит­ная пленка имеет оксидно-фосфатный состав, толщи­ну около 3 мкм, красивый салатно-зеленый цвет и об­ладает электроизоляционными свойствами, но не по­риста и не окрашивается красителями.

Раствор 2: 4 г/л хромового ангидрида, 3,8 г/л фторосиликата натрия.

Раствор используют при нормальной температуре. На чистом алюминии оксидирующий слой образуется приблизительно через 10 мин, на его сплавах — при­близительно через 20 мин.

Раствор 3: 60 г/л углекислого натрия (соды), 20 г/л хромовокислого натрия.

Раствор используют при температуре 90-100 °С. Для оксидирования необходимо 5-10 мин.

Раствор 4: 68 г/л углекислого натрия, 26 г/л хро­мовокислого натрия, 3,2 г/л ортофосфата натрия.

Рабочая температура 90-100 °С, оксидирование длится 5-10 мин.

Раствор 5: 62 г/л фосфорной кислоты, 8 г/л хро­мового ангидрида, 4 г/л фтористого натрия.

Раствор используют при нормальной температу­ре. Время оксидирования около 10 мин.

Раствор 6 для оксидирования дюралюминия: 10 г/л хромового ангидрида, 6 г/л фторсиликата натрия.

Раствор используется при комнатной температуре. Оксидный слой образуется за 20 мин.

При химическом оксидировании в любом из ука­занных выше растворов рекомендуется во время об­работки перемешивать раствор. С извлеченных де­талей дать раствору полностью стечь, детали хоро­шо промыть в холодной воде и, если поверхность не будет далее обрабатываться (например, упрочнять­ся), произвести пассивирование (например, хрома- тирование). Деталь погружается в раствор с тем­пературой 40-50 °С на 10-15 с. Полученный в ра­створах № 2-6.оксидный слой довольно порист и хорошо окрашивается красителями. Если окрашива­ние не будет производиться, то для защиты металла поры в оксидной пленке необходимо закрыть. Это достигается сушкой деталей, вынутых из оксиди­рующего раствора без промывки при температуре 140- 180 °С в течение 3-4 мин.

Химическое оксидирование стальных деталей с промасливанием и без промасливания. Анодное оксидирование алюминия

Главная » Поставщики и производители » Предприятия, принимающие заказы на нанесение покрытий » МЗ «Синергия»

Завод предлагает услуги по нанесению покрытий с максимальными габаритами обрабатываемых изделий:

1. Цинкование крепежных деталей (болты, гайки, шайбы, винты, шурупы, гвозди и т.д.) и мелких стальных изделий (сантехнических узлов, строительных закладных частей и т.д.).

Габариты изделий: до 2980х1300х700 мм.

2. Химическое оксидирование стальных деталей с промасливанием и без промасливания — (Горячее химическое оксидирование)

Габариты изделий: до 1400х1000х550 мм.

3. Анодное оксидирование алюминия

Габариты изделий: до 2000х1500х550 мм.

4. Анодное оксидирование алюминия с окрашиванием (цветное анодирование).

Габариты изделий: до 2000х1500х550 мм.

5. Никелирование

Габариты изделий: до 1500х1000х500 мм.

6. Меднение (никель – медь)

Габариты изделий: до 1500х1000х500 мм.

7. Многослойное покрытие (никель – медь – никель – хром).

Габариты изделий: до 1500х1000х500 мм.

8. Хромирование (твёрдое, размерное).

Габариты изделий: до 1500х1000х600 мм.

 

Завод стал крупнейшим в Северо-Западном регионе металлообрабатывающим предприятием по обработке листового и сортового металлопроката. Предприятие выполняет работы от дизайн проекта изделия, до изготовления опытных образцов, и их серийного производства. Обладая всеми необходимыми ресурсами завод способен изготовить изделия любой сложности от отдельных деталей до узлов состоящих из множества компонентов.

Заводу принадлежит технопарк общей площадью около 2 га. На данной территории расположены здания производственного, складского и офисного назначения общей площадью 10000 м2, часть из которых сдается в аренду предприятиям партнерам.

Виды финишной обработки

Вид обработкиОбозначениеТолщина, мкмОбласть примененияВнешний вид, цветМетод нанесения, свойства 
Горячее цинкованиеГор Ц40-200Защита готовых металлоконструкций из стали от атмосферной, водной и почвенной коррозииблестящее металлическоеПогружением подготовленных изделий в ванну с расплавом цинка при температуре 445-460оС,
покрытие электропроводное
Гальваническое цинкованиеЦ4-15Защита изделий и металлоконструкций из стали от атмосферной и почвенной коррозии, от воздействия пресной и морской воды, позволяет производить сварку изделийсветло-сероеВ гальванической ванне методом восстановления цинка из электролита.
Покрытие более твердое, чем при горячем цинковании, обладает электропроводностью, обеспечивает свинчиваемость резьбовых деталей.
Цинкование с хроматированиемЦ9 Хр4-15Усиленная защита изделий и металлоконструкций из стали от атмосферной и почвенной коррозии, от воздействия пресной и морской воды, позволяет проводить последующую окраскубесцветное, зеленовато-желтое, радужноеОкунанием в ванну при температуре 55-85оС. Покрытие неэлектропроводное
 
Холодное цинкованиеЦНК35-60Замена горячего цинкования на крупногабаритных конструкциях
Наносится электростатическим напылением на подготовленную поверхность металла с последующей полимеризацией 
серыйМатовая
АнодизацияАн Окс0,3-15Защита поверхности алюминиевых деталей от атмосферных воздействий с приданием декоративных свойствбледно-сероеЭлектолитический процесс создания развитой пассивной поверхности.
Окрашивается анилиновыми красителями в любой цвет, является основой для окраски эмалями.
Химическое оксидированиеХим Окс_Пассивация металлической поверхности черных и цветных металлов для защиты от коррозии изделий, используемых в неагрессивных условияхчерное для стали и медиТравление в кислотных или щелочных растворах или расплавах.
 

Другие предприятия в регионе: Санкт-Петербург

ЭФА медика

Производство печатных плат – от однослойных до многослойных.


Эрго-Люкс

НПП Эрго-Люкс — представляет собой научно-производственный технологический комплекс, включающий опытно-конструкторские и производственные подразделения.


Энергопром, ЗАО

Основным направлением деятельности ЗАО «Энергопром» является поставка промышленного оборудования — насосов, электродвигателей и вентиляторов, а также запчастей.


Элхим, Производственное предприятие

Цинкование, Олово-Висмут, Оловянирование, Никелирование матовое, Никелирование блестящее, Меднение, Химическое никелирование, Анодирование, Эматалирование, Фосфатирование, Химическое оксидирование, Пассивация,


ЭЛМА Санкт-Петербургский центр, ООО

ООО Санкт-Петербургский центр ЭЛМА (Электроникс Менеджмент) — это российская научная и технологическая компания, разрабатывающая, изготавливающая и поставляющая технологические процессы, концентраты химических растворов, химическое и гальваническое оборудование для производства печатных плат.


Электротяга, ОАО

Производитель аварийно-резервных и циклируемых свинцово-кислотных аккумуляторов для подводных лодок


ЭкоАрхитектура

Компания «ЭкоАрхитектура» предлагает услуги по сбору, хранению, транспортировке, обезвреживанию отходов гальванических производств.


Эквосорб

Kомпания Ecvosorb предоставляет решения для нефтегазовой индустрии гальванического производства, металлургии и металлообработки, по сорбентам. Сорбенты и сорбирующие изделия под торговыми марками Ecvosorb предназначены для предотвращения и ликвидации протечек нефтепродуктов, очистка сточных вод, очистка ливневых стоков городов и населённых пунктов.


ЭДМ-К1, ООО

Золочение, Серебрение, Родирование, Палладирование, Покрытия не драгоценными металлами. Компания осуществляет работы по гальваническому осаждению благородных металлов на изделия и конструкции.


ЦНИИ Электрон

никелирование, полирование: химическое, электрохимическое


Центр упрочняющих технологи

Центр упрочняющих технологий специализируется на упрочнении всех марок сталей, а также титана, бронзы, алюминия с помощью передовых защитных покрытий.


Центр Технологий XXI Века группа компаний

Проектирование, монтаж, пуско-наладка и сервисное обслуживание комплексов водоподготовки для гальванических производств (I, II, III категории), установок каскадного фильтрования, очистных сооружений для гальванических производств.


ХимПромСтрой ООО

Производитель и поставщик химостойкого оборудования из PP, PE, PVC, PVDF (трубопровод, газоход, арматура, вентиляция, ёмкости от 1 м3 до 70 м3)


ФТК РОСТР

Производство и продажа высококачественного листового пластика ПП, ПНД и ABS. Проектирование и производство станций водоподготовки, систем очистки сточных вод, оборудования для сбора и транспортировки сточных вод.


Феррополис

хромированные, матовое и блестящее никелирование, бесцветное, радужное, черное, голубое цинкование, анодирование


Почему алюминий не ржавеет: 5/00

11.05.00

Марка Шварц, служба новостей (650) 723-9296; электронная почта: [email protected]

Научное открытие: почему алюминий не ржавчина

Вы когда-нибудь задумывались, почему самолеты никогда не кажутся ржаветь, несмотря на их постоянное воздействие дождя, слякоть и снег?

Быстрый ответ: большинство самолетов сделан из алюминия — химического элемента, который кажется противостоять коррозии даже при воздействии воздуха и воды.

Но дело в том, что чистый алюминий так легко реагирует с водой, что, согласно законы химии, алюминиевый корпус самолет должен фактически раствориться в дожде.

К счастью для авиационной отрасли, когда металлический алюминий помещают в атмосферу, тонкий слой, известный как оксид алюминия, образуется на поверхности металла и действует как защитный, антикоррозийный щит.

Ученым давно известно, что оксид алюминия не подвержены быстрой коррозии в воде, но имеют не смог полностью объяснить, почему.

Теперь исследователи впервые показано, что жидкость H 2 O имеет удивительно мощный эффект, когда он приходит контакт с поверхностью оксида металла, вывод, который имеет промышленные и экологические подразумеваемое.

«Вода действительно изменяет структуру твердой поверхности», — говорит Гордон Браун-младший. Доррелл Уильям Кирби, профессор Земли наук.

Статья в номере журнала Science от 12 мая, Браун, аспирант Томас П. Трейнор и сотрудники из Чикагского университета и Национальная лаборатория Лоуренса Беркли представляет первый модель атомного уровня того, что происходит, когда вода и оксид алюминия встречается.

Сдвигающиеся атомы

Оксид алюминия состоит из атомов алюминия и кислород связаны между собой.

Но Браун и Трейнор обнаружили, что, когда молекулы воды вступают в контакт с алюминием оксид, атомы алюминия и кислорода на поверхности раздвигаются — в некоторых случаях разделяясь на более чем на 50 процентов по сравнению с их нормальным молекулярные позиции.

В результате, когда внешний слой алюминия оксид гидратируется или намокает, его

структура изменяется ровно настолько, чтобы стать химически инертен и, следовательно, не может быстро реагировать с дополнительными молекулами воды или атмосферными кислород. Это изменение молекулярной структуры является причиной металлический оксид алюминия устойчив к коррозии.

Браун отмечает, что эти выводы широко распространенные приложения для многомиллиардный катализ и полупроводник отрасли, которые озабочены последствиями атмосферной воды на оксиды металлов, используемые в химические катализаторы и кремниевые чипы.

Однако, добавляет он, настоящая движущая сила это исследование играет важную роль в том, что гидратированный поверхности оксидов металлов в почвах и отложениях играют в удалении токсичных металлов, таких как свинец, ртуть, хром, мышьяк и селен из загрязненных грунтовые воды.

«Понимание молекулярной структуры поверхности частиц, с которыми эти металлы реагировать важно для определения того, как фактически они удаляются из окружающей среды и, следовательно, насколько они доступны для организмов, в том числе человека.

«Теперь впервые у нас есть картинка молекулярной структуры одного из этих поверхности и лучшее представление о том, что контролирует его реакция с загрязнителями окружающей среды», — заключает Браун.

Для проведения анализа поверхности гидратированный оксид алюминия, исследователи использовали самый мощный синхротронный источник рентгеновского излучения в У.S. — Усовершенствованный источник фотонов, расположенный в Аргоннская национальная лаборатория в Иллинойсе.

«Нашим исследованиям требовались самые умные Доступен источник синхротронного рентгеновского излучения», — говорится в сообщении. Коричневый. «Самый большой сюрприз в том, что мы вообще мог бы это сделать.»

Другие соавторы статьи Science от 12 мая Питер Дж. Энг, Мэтью Ньювилл, Стивен Р. Саттон и Марк Л.Риверс с Университетом Чикагский консорциум по усовершенствованному излучению Источники; и Гленн А. Вейчунас из Лоуренса Национальная лаборатория Беркли.

-30-

Марк Шварц

Активация алюминия в качестве эффективного восстановителя точечной коррозией для мокрого химического синтеза

Механизмы: роль точечной коррозии

Спектры УФ-видимой области на рис. можно уменьшить добавлением алюминиевой фольги с конверсией > 95% при комнатной температуре в течение 5  мин.Осажденные частицы были подтверждены рентгенограммой как металлический палладий (правая вставка на рис. 1). Эти результаты подразумевают, что барьер плотной пленки оксида алюминия на алюминиевой фольге преодолевается и ионы Pd восстанавливаются без какой-либо помощи или специальных условий, таких как ультразвук, механическая сила, pH, температура, атмосфера и т. д.

Рисунок 1

УФ — Видимые спектры, фотографии и рентгенограмма.

Спектры УФ-видимой области при 0 мин были получены для водных растворов Na 2 PdCl 4 (10  мМ, 0.1 мМ) без добавления алюминиевой фольги. УФ-видимые спектры при 2 и 5 мин были получены для супернатантов путем центрифугирования 10 мМ водных растворов Na 2 PdCl 4 после добавления алюминиевой фольги в течение 2 и 5 мин. Левая вставка представляет собой изображения супернатантов после реакции в течение 2 и 5 минут, а правая вставка представляет собой рентгенограмму осажденных частиц после реакции в течение 5 минут.

Механизм [PdCl 4 ] 2− для преодоления плотной оксидной пленки на алюминиевой фольге может заключаться в точечной коррозии через Cl .На вставке к рисунку 2 показано, что рН деионизированной воды резко снижается примерно с 6 до < 4 при добавлении небольшого количества Na 2 PdCl 4 . Это предполагает, что комплекс [PdCl 4 ] 2− высвобождает свободный Cl путем замены лигандов Cl на OH из воды с образованием [PdCl x (OH) y ] 2− , что приводит к увеличению концентрации H + в растворе. Это также подтверждается смещением положения пика спин-запрещенного перехода Pd d–d в сторону более низкого значения в спектрах UV-Vis на рис. 2 по мере уменьшения концентрации Na 2 PdCl 4 19 .

Рисунок 2

УФ-видимые спектры и измерение pH водных растворов Na 2 PdCl 4 с различными концентрациями.

Для подтверждения образования точечной коррозии на алюминиевой фольге с исключением эффектов перемешивания две капли (20 мкл) 10 мМ водного раствора Na 2 PdCl 4 соответственно помещали на алюминиевую фольгу на 1 мин и 3 мин, а затем алюминиевую фольгу промывали водой. Темные пятна без НЧ Pd (отмечены кружками) и с НЧ Pd (отмечены квадратами) на алюминиевой фольге, показанные на рис. 3а, представляют собой пузыри в местах питтинговой коррозии, вызвавших образование пузырей на оксидной пленке 12 .Реакции могут сначала происходить в местах дефектов на исходной поверхности алюминиевой фольги (дополнительный рис. S1), где положительно заряженная поверхность гидратированного оксида легко атакуется ионами Cl 12,13,14,15,16 . По мере увеличения времени контакта коррозия под оксидной пленкой на этих участках распространяется 12 , и все больше новых участков начинают точечную коррозию. Соответственно, уже сформированные частицы Pd растут, и зарождается больше частиц Pd, как показано на рисунке 3b. Когда точечная коррозия переходит в стадию образования пузырей, газообразный водород под высоким давлением, образующийся в пузырях, разрывает оксидную пленку и вызывает отделение частиц Pd от алюминиевой фольги.Новая оксидная пленка образуется на поверхности Al мгновенно из-за быстрой реакции между Al и водой (3 × 10 −9 с при 25°C) 12 . Таким образом, под новыми оксидными пленками возникает новая точечная коррозия, а рядом образуются частицы Pd, как показано на правой врезке рисунка 3b.

Рисунок 3

РЭМ-изображения поверхностей алюминиевой фольги.

Алюминиевые фольги контактировали с каплей 10 мМ раствора Na 2 PdCl 4 в течение (a) 1 мин и (b) 3 мин. Темные пятна без НЧ Pd (отмечены кружками) и с НЧ Pd (отмечены квадратами) на (а) представляют собой пузыри в местах возникновения точечной коррозии.На вставках (а) и (б) показаны увеличенные изображения НЧ Pd на алюминиевой фольге. (c) Алюминиевая фольга контактировала с каплей 10 мМ водного раствора CuF 2 , CuCl 2 , CuBr 2 , Cu(NO 3 ) 2 и CuSO 4

2 в течение мин.

Чтобы подтвердить, что точечная коррозия способствует использованию Al в качестве восстановителя, алюминиевую фольгу добавляли в 20  мМ водные растворы CuF 2 , CuCl 2 , CuBr 2 , CuSO 4 и Cu(NO 3 ) 2 , из которых F , Cl , Br усиливают питтинговую коррозию алюминиевой фольги с различной скоростью 4,5,6,7 и SO 4 2− и № 3 не 5,6 .Частицы Cu, подтвержденные XRD (дополнительный рисунок S2), были получены за считанные минуты в растворах CuF 2 , CuBr 2 и CuCl 2 . Напротив, в растворах CuSO 4 и Cu(NO 3 ) 2 заметных изменений не наблюдалось даже после гораздо более длительного времени, что указывает на то, что SO 4 2− и NO − не вызывают точечной коррозии алюминия, что согласуется с литературными данными 5,6 .СЭМ-изображения на рис. 3с показывают, что только алюминиевая фольга после контакта с каплями растворов CuF 2 , CuBr 2 и CuCl 2 (10  мМ) в течение 10  мин содержала частицы меди. Алюминиевые фольги после контакта с растворами CuSO 4 и Cu(NO 3 ) 2 не имеют очагов коррозии или частиц меди. Другое наблюдение состоит в том, что количество частиц Cu увеличивается по мере уменьшения размера анионов, , т.е. , алюминиевая фольга с CuF 2 имеет наибольшее количество частиц Cu, а фольга с CuBr 2 — наименьшее.Причина в том, что анион меньшего размера может легче проходить через оксидную пленку во время точечной коррозии 5,6,7 .

Механизмы: атомарный водород (H) как фактический восстановитель

Молекулы воды могут проходить через оксидную пленку и реагировать с металлическим алюминием под ней с образованием газа H 2 , в котором H образуется в качестве промежуточного продукта 20 . Соответственно, газ H 2 , H и металлический Al являются возможными восстановителями в этой реакционной системе.Контролируемый эксперимент с пропусканием газа H 2 в течение ночи показывает, что H 2 не может восстановить водный раствор Na 2 PdCl 4 . Напротив, H более активен, чем H 2 , и может восстанавливать оксиды металлов, такие как CuO, при комнатной температуре 21 . Как упоминалось выше, частицы Pd могут образовываться на алюминиевой фольге на ранней стадии питтинговой коррозии, когда оксидная пленка еще не разрушена. Следовательно, электровосстановление [PdCl x (OH) y ] 2− в растворе не приводит к получению электронов, высвобождаемых в результате реакции электроокисления Al под непроводящей оксидной пленкой, а из реакция электроокисления H на верхней части оксидной пленки.Н образуется как промежуточный продукт питтинговой коррозии алюминия под оксидной пленкой 20 . Он не может восстанавливать оксид алюминия 21 из-за очень низкого стандартного восстановительного потенциала E°Al(OH)3/Al=-2,31 В, но может диффундировать через верхнюю часть оксидной пленки 22 . Реакция электроокисления водорода продолжается на поверхности оксидной пленки, и высвобожденные электроны перетекают на поверхность образовавшихся частиц Pd для дальнейшего восстановления рост частиц Pd.Как упоминалось выше, частицы Pd отделяются, когда окисная пленка под ними разрушается и новая окисная пленка образуется поверх металлического Al мгновенно (3 × 10 -9  с при 25°C) 12 . Весь процесс показан схематическим рисунком на рисунке 4а. Было замечено, что частицы Pd превращаются в дендриты (левая вставка на рисунке 3b), предполагая, что скорость роста ограничивается диффузией растворенных веществ из объема раствора на поверхность частиц 23 .Это также предполагает обильный запас восстановителя, который поддерживается быстрой реакцией электроокисления водорода и высокой подвижностью электронов на частицах Pd и внутри них.

Рисунок 4

Фактическим восстановителем является атомарный водород.

(a) Схема, иллюстрирующая механизм реакции и (b) результаты реакций указанных солей металлов с алюминиевой фольгой в H 2 O или EG при комнатной температуре. Металлические частицы были получены с соединениями, обозначенными зеленым цветом, и не были получены металлические частицы с соединениями, обозначенными красным цветом.

Безусловно, алюминий может восстанавливать соединения металлов с положительным стандартным восстановительным потенциалом и анионы, которые могут вызывать значительную точечную коррозию алюминия, как показано на рис. 4b. Следует отметить, что некоторые реакции проводились в этиленгликоле (ЭГ), чтобы избежать реакции гидролиза в воде. Некоторые соединения металлов с отрицательным восстановительным потенциалом, такие как FeCl 3 (E° Fe 3+ / Fe = −0,037 V), PbCl 2 (E° Pb 9 1+ Pb = -0.126 В), SNCL 2 (E ° SN 2+ 2+ / SN = -0.138 V), COCL 2 (E ° CO 2+ / CO = -0,28 В ), Nicl 2 (E ° Ni 2+ / NI = -0.257 V) и FECL 2 (E ° Fe 2+ / Fe = -0.447 V), также были опробованы. Было обнаружено, что металлические частицы образовывались в растворах PbCl 2 и SnCl 2 , но не образовывались в растворах FeCl 3 , CoCl 2 , NiCl 2 и FeCl 2 .Раствор FeCl 3 уникален тем, что восстанавливается до FeCl 2 за счет E° Fe 2+ /Fe 3+ = 0,77 V, что более положительно, чем E° Fe 2+ /Fe и поэтому является предпочтительной реакцией. Нижний предел стандартного восстановительного потенциала для соединений металлов, подлежащих восстановлению с помощью Al, находится в диапазоне от -0,138 до -0,257  В. Это подтверждает, что H является фактическим восстановителем, поскольку восстановительный потенциал H/H + равен около -0.17 и -0,24   В соответственно при pH = 3 и 4, как рассчитано по уравнению Нернста. Все полученные металлические частицы были подтверждены XRD (дополнительный рисунок S3).

Области применения: синтез металлических наноматериалов

Чтобы оценить потенциальное применение Al в качестве восстановителя для мокрого химического синтеза, мы подготовили два металлических наноматериала на углеродном носителе: 40 масс.% Pd на углеродном носителе (Pd/C ) в качестве электрокатализатора электроокисления муравьиной кислоты в топливных элементах и ​​интерметаллида Cu 2 Sb/C в качестве материала анода для литий-ионных аккумуляторов.

Для приготовления Pd/C использовались как алюминиевая фольга, так и порошок, но алюминиевая фольга была выбрана вместо порошка по следующим причинам: скорость восстановления с алюминиевой фольгой выше, чем с алюминиевым порошком, потому что последний имеет большее отношение оксид алюминия в алюминий; легче отделить алюминиевую фольгу от продуктов реакции; и в перемешиваемом реакционном растворе алюминиевая фольга имеет более низкую скорость движения, чем сажа, в то время как алюминиевый порошок имеет скорость, аналогичную скорости сажи, что подразумевает большую относительную скорость движения между алюминиевой фольгой и сажей и, следовательно, большее очищающее усилие для отделения палладия. НЧ с поверхности Al.

Поскольку сажа плохо диспергируется в воде, приготовление Pd/C проводили в ЭГ. Было обнаружено, что восстановление 10 мМ Na 2 PdCl 4 алюминиевой фольгой в ЭГ было завершено примерно через 1  часа (дополнительный рисунок S4). Тот же механизм происходит в растворе ЭГ, как описано выше, и подтверждается изменением пиков pH и УФ-видимого света с концентрацией (дополнительный рисунок S5). Соответственно, Pd/C сначала синтезировали в ЭГ с алюминиевой фольгой при комнатной температуре в течение 3 ч.К сожалению, полученный Pd / C (обозначаемый как Pd / C-EG), подтвержденный XRD и EDX (дополнительный рисунок S6), имеет очень большие частицы Pd, как показано на рисунке 5a.

Рисунок 5

ПЭМ-изображения катализаторов Pd/C, анализ размера частиц и СЭМ-изображения поверхностей алюминиевой фольги.

Pd/C, полученный (a) в ЭГ, (b) с ПВП в воде и (c) с FeCl 2 в ЭГ. (d) Гистограммы распределения частиц Pd по размерам на Pd/C-PVP и Pd/C-FeCl 2 . (e) СЭМ-изображения поверхностей алюминиевой фольги (слева) до и (справа) после приготовления Pd/C-FeCl 2 .

Тринатрия цитрат и поливинилпирролидон (ПВП) считались стабилизаторами для уменьшения размера частиц. Реакции проводили в воде, поскольку сажа с этими стабилизаторами хорошо диспергируется в воде. Водный раствор Na 2 PdCl 4 с ПВП становился темным в течение нескольких минут после добавления алюминиевой фольги, и реакция завершалась примерно через 15  мин. Напротив, раствор с тринатрийцитратом не показал заметных изменений через 2  часа.Разница может заключаться в том, что ПВП может взаимодействовать с металлическими атомами Pd через свою карбонильную группу 24 , тогда как тринатрийцитрат образует комплексы с ионами Pd 25 . Кроме того, цитрат может ингибировать точечную коррозию алюминия за счет конкурентной адсорбции с Cl на оксидной пленке 26 . На рис. 5b и d показано, что Pd/C (обозначается как Pd/C-PVP), полученный с соотношением повторяющихся звеньев PVP 10:1 и Na 2 PdCl 4 в воде при комнатной температуре в течение 1 ч, приводит к Pd НЧ со средним диаметром частиц 4.9  нм (дополнительные данные XRD и EDX на дополнительном рисунке S7), что указывает на значительное уменьшение размера по сравнению с размером Pd / C-EG, показанным на рисунке 5a. Однако дисперсия НЧ Pd на углероде неравномерна; некоторая сажа не загружена НЧ. FeCl 2 также использовался в качестве стабилизатора для синтеза Pd / C (обозначаемого как Pd / C-FeCl 2 ) в ЭГ при комнатной температуре в течение 3 часов, что было подтверждено результатами XRD и EDX (дополнительный рисунок S8). . НЧ Pd стабилизируются адсорбцией Fe 2+ .На рис. 5в и г показано, что Pd/C-FeCl 2 , приготовленный с соотношением Na 2 PdCl 4 и FeCl 2 10:1, имеет НЧ Pd, равномерно распределенные по саже со средним диаметром 6,5 нм. Хотя Pd/C-FeCl 2 имеет более крупные НЧ Pd, чем Pd/C-PVP, сажа более равномерно насыщена НЧ Pd. Электрохимическая оценка (дополнительный рис. S9) показывает, что Pd/C-FeCl 2 и Pd/C-PVP обладают высокой активностью в отношении электроокисления муравьиной кислоты, что согласуется с сообщениями в литературе 27,28 .Возникновение точечной коррозии во время приготовления Pd/C показано на СЭМ-изображениях поверхностей алюминиевой фольги на рис. 5e.

Cu 2 Sb на углеродном носителе (обозначается Cu 2 Sb/C) был приготовлен с использованием алюминиевой фольги в качестве восстанавливающего агента в ЭГ в атмосфере N 2 и подтвержден данными XRD и SEM-EDX на Рисунке 6. Молярное отношение Cu к Sb в продукте составляет 2,05, как определено с помощью EDX, что указывает на полное восстановление как CuCl 2 , так и SbCl 3 .Подобно Pd/C, сажа действует как скруббер для удаления образовавшегося Cu 2 Sb из алюминиевой фольги. Количественное восстановление Cu и Sb можно объяснить сходными скоростями их реакции восстановления. Размер кристаллитов Cu 2 Sb составляет около 20 нм, что определяется уравнением Шеррера. Небольшой размер кристаллов в присутствии углеродной матрицы может амортизировать большое объемное расширение анода во время заряда/разряда литий-ионных аккумуляторов 3 .

Рис. 6

(a) Рентгенограмма и (b) СЭМ и EDX-картирование Cu 2 Sb/C.

В чем разница между анодированием и химическим оксидированием алюминиевых профилей? — Новости

Чем отличается анодирование и химическое оксидирование алюминиевых профилей?

1.    Понятие анодирования

 

Процесс формирования пленки оксида алюминия на поверхности электролизом в соответствующем электролите и определенных технологических условиях называется анодированием алюминиевого профиля.

 

2, роль анодирования

(1) Защитная: Повышение износостойкости, коррозионной стойкости и атмосферостойкости деталей.

(2) Декоративная: Изготавливается в виде яркой пленки естественного цвета и считается цветной пленкой.

(3) Изоляция: В качестве диэлектрической пленки конденсатора алюминиевая изоляционная пленка катушки выдерживает напряжение 25 В на микрон.

(4) Улучшение адгезии к органическому покрытию: в качестве нижнего слоя покрытия.

(5) Улучшить силу сцепления с неорганическим слоем покрытия: для нижнего слоя гальваники и эмали.

(6) Другие функции в разработке: нанесение магнитного сплава в качестве элемента памяти, пластина для поглощения солнечной энергии, пленка сверхвысокой жесткости, сухая смазочная пленка, каталитическая пленка и т.п. в пористой пленке.

Процесс химического окисления алюминиевого профиля

1.    Концепция химического окисления

Поверхность алюминиевого профиля обрабатывается химической средой, и поверхность окисляется в результате химической реакции с образованием стабильной коррозионностойкой оксидной пленки, которая называется химической оксидной обработкой алюминиевого профиля.Процесс химического окисления можно разделить на две основные категории: щелочное окисление и кислотное окисление.

2.    Роль химического окисления


(1) Повышение антикоррозионной способности алюминиевого сплава.

(2) Может функционировать как стабильный контакт с электричеством.

(3) Конверсионная пленка тонкая (около 0,5~4 мкм), мягкая, проводящая, пористая и обладает хорошей адсорбционной способностью, обычно используется в качестве нижнего слоя краски или других покрытий.

(4) Не изменяет механических свойств материала.

(5) Оборудование простое, легкое в эксплуатации и недорогое.

(6) Не влияет на размер заготовки.

Разница между анодированием и химическим окислением алюминиевых профилей

(1) Анодирование осуществляется под высоким напряжением, что представляет собой процесс электрохимической реакции; химическое окисление не требует электричества, его нужно только погрузить в сироп, что является чистой химической реакцией.

(2) Время, необходимое для анодирования, очень велико, часто занимает несколько десятков минут, тогда как химическое окисление занимает всего несколько десятков секунд.

(3) Толщина оксидной пленки, образующейся при анодировании, составляет около 5-20 микрон (толщина твердой анодированной пленки может достигать 60-200 микрон), с высокой твердостью, хорошей термостойкостью и изоляцией, а также коррозионной стойкостью. Он выше, чем пленка химического оксида, пористый и обладает хорошей адсорбционной способностью. Пленка, образованная химическим окислением, составляет всего около 0,01-0,15 микрометра, мягкость не является износостойкой, а коррозионная стойкость ниже, чем у анодированной пленки, и, как правило, ее нельзя использовать отдельно.

(4) Оксидная пленка по своей природе непроводящая, но поскольку пленка, образованная химическим окислением, очень тонкая, она может проводить электричество.

(5) Оборудование, необходимое для обработки химическим окислением, простое, легкое в эксплуатации, с высокой производительностью и низкой стоимостью, с широким диапазоном применения, не ограничено размером и формой деталей и может окислять большие детали и сборки (такие как точечная сварка, заклепочные детали, тонкие трубы и т. д.). После химического окисления он может эффективно улучшить коррозионную стойкость деталей.

 

Antai владеет полными линиями по производству алюминиевых профилей от плавки алюминиевых слитков, экструзии, анодирования до глубокой обработки профиля. Antai может производить все виды сплавов для удовлетворения различных требований клиентов, таких как сплавы 6005, 6063, 6061 и 6082 и т. д. Antai осуществляет строгий контроль качества от литья сырья до готовой продукции. Каждый процесс должен пройти испытания образцов в лаборатории, анализ содержания элементов (анализатор спектра), испытание на обработку поверхности (испытание компонентов), испытание на физические характеристики (испытание на растяжение), неразрушающий контроль (вихретоковый толщиномер), испытание на экологическую надежность. (испытание в солевом тумане) и т. д.

 

Оксид алюминия: реакционная способность и теплоемкость

Химическая формула

Алюминий — это металлический элемент, который теряет три электрона, создавая электрический заряд +3, и обозначается как Al+3. Кислород — это неметаллический элемент, который получает два электрона, образуя ион кислорода -2. Пишется О-2. Чтобы произошла реакция между алюминием и кислородом, на каждые три атома кислорода должно приходиться два атома алюминия. Это необходимо для того, чтобы все электрические заряды аннулировались.

2Al+3 + 3O-2 → Al2 O3

Давайте посмотрим, как металлический алюминий реагирует с кислородом воздуха.

Реактивность

Реакция с кислородом

Алюминий очень активно взаимодействует с кислородом. Как только чистый алюминий подвергается воздействию кислорода, он тут же начинает окисляться. Окисление — это термин, означающий, что у атома отрываются электроны. Так образуется ион Al+3. Три атома кислорода отобрали шесть электронов у двух атомов алюминия. Кислород на восстановлен на , что означает, что он приобретает электроны.В результате получается две молекулы оксида алюминия.

4Al + 3O2 → 2Al2 O3

Оксид алюминия не вступает в реакцию с элементами в воздухе или воде, поэтому алюминий так полезен при конструировании вещей, которые подвергаются воздействию элементов. Тонкий слой оксида алюминия фактически защищает чистый алюминий под ним.

Алюминий используется в уличных трибунах, потому что он устойчив к коррозии.

Посмотрим, с чем реагирует оксид алюминия.

Амфотерное вещество

Оксид алюминия реагирует как с кислотами, так и с основаниями, что делает его амфотерным веществом. Посмотрим, что получится при взаимодействии с плавиковой кислотой.

Al2 O3 + 6HF → 2AlF3 + 3h3 O

Фторид алюминия и вода. Теперь давайте посмотрим на реакцию оксида алюминия с основным гидроксидом натрия, который необходимо нагреть от 900°C до 1100°C.

Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + h3 O

Алюминат натрия и вода.

Ранее мы узнали, что при сварке алюминия необходимо использовать особую технику сварки из-за оксида алюминия на его поверхности. Давайте разберемся, что происходит с этой ситуацией.

Теплоемкость

Как упоминалось ранее, металлический алюминий имеет на своей поверхности слой оксида алюминия толщиной около 4 нанометров. Этот слой составляет около 0,004% толщины листа бумаги! Чистый алюминий плавится при температуре около 1200° по Фаренгейту, а оксид алюминия плавится при температуре около 3600° по Фаренгейту! Если слой оксида алюминия не удалить перед сваркой, расплавленный алюминий загрязняется, что ослабляет сварной шов.Чтобы предотвратить загрязнение, используется процесс сварки переменным током (AC), чтобы физически снять слой оксида алюминия, поскольку он плавит чистый алюминий под ним.

Чистый алюминий блестит. Свариваемая труба тусклая из-за оксида алюминия на ее поверхности

Поскольку оксид алюминия имеет высокую температуру плавления, он часто используется в керамических изоляторах для печей и свечах зажигания.

Белая часть свечи зажигания изготовлена ​​из оксидно-алюминиевой керамики.

Краткий обзор урока

Оксид алюминия — это ионное соединение, содержащее два иона алюминия (Al+3) и три иона кислорода (O-2).Каждый атом алюминия теряет три электрона ( окисление ), а каждый атом кислорода приобретает два электрона ( восстановление ). Химическая формула оксида алюминия – Al2O3.

Чистый алюминий чрезвычайно реактивен с кислородом и образует оксид алюминия, который образует тонкий слой на поверхности чистого алюминия. Слой оксида алюминия с трудом вступает в реакцию с компонентами, воздухом или водой. Это одна из причин, почему алюминий обычно используется для конструкций, которые будут подвергаться воздействию элементов.Оксид алюминия реагирует с кислотами и основаниями, что делает его амфотерным материалом .

Оксид алюминия имеет очень высокую температуру плавления, поэтому он используется в керамических изоляторах в печах и свечах зажигания.

Оксид алюминия – обзор

1.105.2.2 Механические свойства

Глинозем имеет ряд общих характеристик с другими поликристаллическими керамическими материалами, таких как умеренное сопротивление растяжению и изгибу и поведение при хрупком разрушении, что является основным недостатком механических свойств оксида алюминия.

Глинозем представляет собой ионно-ковалентное твердое вещество, которое не деформируется под нагрузкой, как металлы и сплавы. Сильные химические связи в глиноземе лежат в основе нескольких его характеристик, таких как низкая электрическая и теплопроводность, высокая температура плавления, которая делает практически невозможным формование глинозема литьем, и высокая твердость, которая характеризует этот материал и затрудняет его механическую обработку. сложный и затратный.

Хрупкость оксида алюминия является главной проблемой инженеров при разработке компонентов из оксида алюминия.В металлах энергия трещины рассеивается за счет текучести в вершине трещины, в то время как компоненты из оксида алюминия могут разрушаться без какой-либо предшествующей пластической деформации в местах высоких растягивающих напряжений, таких как поверхностные дефекты, надрезы, внутренние дефекты или при возникновении термических ударов. Более того, поскольку поликристаллическая керамика содержит ряд дефектов, характеризующихся большим разбросом размеров и случайным расположением внутри твердого тела, взаимосвязь между распределением напряжений, вероятностью разрушения и прочностью в керамике необходимо обсуждать на статистической основе. 32

Как биоматериал, алюмооксидная керамика значительно улучшила свои механические свойства за 40 лет клинического использования, как описано в Раздел 1.105.1 . Заметное увеличение прочности на изгиб (с менее чем 400 МПа до более чем 630 МПа в компонентах из чистого оксида алюминия) связано с улучшением выбора сырья, используемого в качестве прекурсоров, и в процессе спекания, что привело к заметному уменьшению размера зерна и в увеличении плотности, близком к теоретическому. 29

Однако именно внедрение глиноземного композита в клинику позволило преодолеть пределы глинозема с точки зрения механических свойств, например, ударная вязкость и прочность на изгиб BIOLOX®delta более чем в два раза выше прежнего BIOLOX®forte ( Таблица 4 ).

Таблица 4. Механические свойства алюминия медицинского сорта и алюминия и алюминия

2 O 3 Content ≤ —
недвижимость единицы алюминия глинозема (1970-е годы) BioLox® (с 1974 г.) BioLox®Forte (с 1995 года) Biolox® Delta ATZ ISO 6474: 80653 ISO 6474: 80653 ISO 6474: 80653 ISO 6474: 94
Vol% 99.1-99.6 99,7 & GT; 99,8 80 20 ≥99.5 ≥ 99,5
Плотность г см -3 3,90-3,95 3,95 3,97 4,37 н.с. ≥3,90 ≥ 3,94
Ср. размер зерна мкм ≤4,5 4 1,75 0,54 <0,5 ≤75
Flexurural Sim MPA & GT; 300 400 400 630 630 1390 1090 и GT; 380564 & GT; 400
Модуль Юнга ГПа 380 410 407 н.с. н.с. 380564 380
Твердость HV 1800 1800 164 2000 1760 N.с.

Данные Кунца и др. . 29 и Беганд. 27

Оксид алюминия: свойства, производство и применение

Глинозем , широко известный как оксид алюминия (Al 2 O 3 ) , представляет собой инертный материал белого цвета без запаха, часто используемый промышленная керамика. Благодаря своим выдающимся свойствам глинозем внёс свой вклад в значительное число приложений, продлевающих жизнь и улучшающих жизнь общества.Он широко используется в медицине и современной войне [1].

Оксид алюминия

представляет собой термически нестабильное и нерастворимое соединение, встречающееся в природе в различных минералах, таких как корунд , кристаллический вариант оксида, и боксит , который считается его основной алюминиевой рудой [1].

Здесь вы узнаете о:

  • Основные свойства оксида алюминия
  • Как производится оксид алюминия
  • Каковы основные области применения оксида алюминия

Свойства оксида алюминия

Благодаря своим превосходным механическим, химическим и термическим свойствам оксид алюминия выделяется среди многих сопоставимых материалов, предлагая равные или лучшие решения для недорогостоящего производства и производства.

Его производительность зависит от следующих свойств [1], [2], [3]: 

Как производится оксид алюминия?

Оксид алюминия часто производится по процессу Байера, что означает переработку боксита для получения глинозема. Следующее обратимое химическое уравнение описывает основы процесса Байера:

Этот процесс начинается с сушки измельченного и промытого боксита, обычно содержащего 30–55 % Al2O3 [4]. Боксит растворяют в едком натре с образованием суспензии, нагреваемой до температуры около 230–520 ° F (110–270 ° C).Эта смесь затем фильтруется для удаления остатков, называемых примесями «красного шлама».

Отфильтрованный раствор оксида алюминия (гидроксид алюминия) затем перекачивается или перекачивается в баки-осадители, где он охлаждается и начинает высеваться. Эти затравки стимулируют процесс осаждения, что позволяет сформировать твердые кристаллы гидроксида алюминия. Весь гидроксид алюминия, который оседает на дне бака, удаляется.

Остатки едкого натра вымываются из гидроксида алюминия, который проходит различные уровни фильтрации.Наконец, его нагревают, чтобы полностью удалить лишнюю воду. После прохождения стадии охлаждения получается мелкий белый порошок [5].

Процесс Байера обобщен на рисунке 1, где показаны все этапы и то, что происходит на каждом этапе.

Рис. 1. Процесс Байера в его современной форме (2017 г.), когда к исходному процессу Байера 1892 г. добавляются этапы удаления кремнезема и оксалата. Воспроизведено с рисунка 3.1 (стр. 51) исх. 1.

Применение оксида алюминия

Большая часть производимого оксида алюминия используется для образования металлического алюминия .Кислород обычно катализирует коррозию в реакции с металлическим алюминием. Однако при связывании с кислородом с образованием оксида алюминия образуется защитное покрытие, предотвращающее дальнейшее окисление. Это повышает прочность и делает материал менее уязвимым к износу [6].

Отрасли, в которых используется оксид алюминия, включают:

Медицинская промышленность

Благодаря твердости, биоинертности и химическим свойствам оксида алюминия он является предпочтительным материалом для подшипников при замене тазобедренного сустава, а также в качестве протезов, бионических имплантатов, протезных заменителей глаза, армирующих тканей, зубных коронок, абатментов, мостов и других зубных имплантатов.Он также используется в лабораторном оборудовании и инструментах, таких как тигли, печи и другое лабораторное оборудование [1].

Военное и защитное снаряжение

Прочность и легкость оксида алюминия способствуют улучшению бронежилетов, таких как нагрудники, а также брони для транспортных средств и самолетов, что является его крупнейшим рынком сбыта. Оксид алюминия также используется в синтетическо-сапфировых пуленепробиваемых окнах и баллистике [1].

Электротехническая и электронная промышленность

Его высокие температуры плавления и кипения, в дополнение к его превосходным термостойким свойствам, делают оксид алюминия востребованным в производстве высокотемпературной изоляции печей и электрических изоляторов.Пленки оксида алюминия также являются жизненно важными компонентами в производстве микрочипов. Некоторые из других его применений включают изоляторы свечей зажигания, микроэлектрические подложки и изолирующие радиаторы [1].

Производство драгоценных камней

Оксид алюминия является ценным элементом при образовании рубинов и сапфиров. Его кристаллическая форма, корунд, является основным элементом для этих драгоценных камней. Рубины обязаны своим темно-красным цветом примесям хрома, в то время как сапфиры получают различные цвета из-за следов железа и титана [6].

Промышленное применение

Поскольку глинозем химически инертен, его используют в качестве наполнителя в пластмассах, кирпичах и других тяжелых глиняных изделиях, таких как печи для обжига. Из-за своей чрезвычайной прочности и твердости он часто используется в качестве абразива для наждачной бумаги. Он также является экономичным заменителем технических алмазов [6].

Оксиды алюминия

также используются для производства компонентов трубопроводов, таких как колена, тройники, прямые трубы, гидроциклоны, редукторы, патрубки и клапаны.Другие области применения включают производство различных обрабатывающих инструментов, режущих инструментов, оболочек термопар, износостойких рабочих колес насосов и отражательных пластин [1].

[1] А.Дж. Ruys, Глиноземная керамика: биомедицинские и клинические применения , Великобритания: Woodhead Publishing, 2018.

[2] CeramTec, Самый известный оксидный керамический материал , CeramTec, Германия, без даты, дата обращения: 28 октября 2019 г. [В сети] Доступно: https://www.ceramtec.com/ceramic-materials /оксид алюминия/#

[3] American Elements, Оксид алюминия , American Elements, USA, n.d., Дата обращения: 28 октября 2019 г. [В сети] Доступно: https://www.americanelements.com/aluminum-oxide-1344-28-1

[4] Guichon Valves, Alumina — Процесс производства глинозема , Guichon Valves, France, n.d., Дата обращения: 28 октября 2019 г. [В сети] Доступно: https://guichon-valves.com/faqs/allumina -процесс-производства-глинозема/

[5] «Aluminum», nd, Дата обращения: 28 октября 2019 г. [В сети] Доступно: http://www.madehow.com/Volume-5/Aluminum.html

[6] «Оксид алюминия», н.d., Дата обращения: 28 октября 2019 г. [Онлайн] Доступно: https://aluminumsulfate.net/aluminum-oxide

Коррозия и химические изменения в алюминиевом металле

Алюминий — это металл, который имеет множество промышленных применений. В чистом виде он очень реактивен. Однако он становится менее реактивным и устойчивым к коррозии благодаря покрытию, образующемуся на его поверхности. Это покрытие представляет собой оксид алюминия, который защищает алюминий под ним. Различные химические вещества могут вступать в реакцию с оксидом алюминия, потенциально способствуя дальнейшей коррозии и изменениям в чистом алюминии под ним.

Чистый алюминий

Реакционная способность алюминия не позволяет ему встречаться в природе в чистом виде. Вместо этого он присутствует в руде, называемой бокситом. Чтобы получить алюминий для использования в промышленности, боксит должен пройти процесс очистки, называемый процессом Байера. Ионы алюминия имеют заряд +3. Это означает, что в атомах протонов на три больше, чем электронов. Следовательно, чтобы добавить электроны к ионам алюминия, процесс очистки требует большого количества электричества.

Оксид алюминия

Оксид алюминия имеет химическую формулу Al2O3. Два иона алюминия имеют общий заряд +6, а ионы кислорода имеют общий заряд -6. Атомы чистого алюминия будут реагировать с атомами кислорода с образованием слоя оксида алюминия на поверхности образца чистого алюминия. Оксид алюминия представляет собой очень твердое кристаллическое соединение с температурой плавления более 2000 градусов по Цельсию (3632 по Фаренгейту).

Устойчивость к коррозии

Примером коррозии является образование оксида алюминия.Атомы алюминия отдают электроны атомам кислорода. Однако слой оксида алюминия, образующийся на поверхности чистого алюминия, защищает алюминий под ним от дальнейшей коррозии. Алюминий можно защитить даже более толстым слоем оксида алюминия на образце. Это достигается с помощью электролиза.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.