陽極氧化制備彩色鋁粉
鋁粉
陽極氧化是電解質(zhì)陽電極反應(yīng)形成氧化鋁膜的電化學(xué)過程。這種氧化膜吸收有機(jī)染料和無機(jī)顏料的顏色,并被著色。將鋁粉置于硫酸電解液中,不斷攪拌,使鋁粉處于漂浮和半漂浮狀態(tài),在流動的同時,它隨時與陽極接觸,并保持不與陽極接觸的狀態(tài),從而在鋁粉陽極表面形成易著色的氧化鋁膜,反應(yīng)是從陽極析出的初生態(tài)氧與鋁粉表面的鋁反應(yīng)合成氧化鋁,其中一部分氧化鋁立即水合合成水合氧化鋁,這就是氧化鋁膜的形成過程。同時,氧化鋁膜可以被硫酸電解液溶解,因此在陽極性氧化過程中既有成膜反應(yīng),也有溶膜反應(yīng)。因此,需要控制合適的條件來形成一定厚度的氧化鋁膜。陰極反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,所以形成的氧化鋁膜具有多孔性和多孔性的特點(diǎn),有利于吸附能力的增強(qiáng)。
鋁粉著色是一個物理和化學(xué)過程。被陽氧化的鋁粉浸泡在有機(jī)染料溶液中,使鋁粉表面的氧化膜吸收有機(jī)染料分子。同時,氧化鋁膜中的氧化鋁分子可以以共價鍵、配位鍵或氫鍵的形式與有機(jī)染料分子結(jié)合形成絡(luò)合物,從而使氧化膜著色。
在陽極性氧化法在鋁粉粒子表面形成氧化鋁膜的過程中,影響成膜的因素很多,不同的著色溶液導(dǎo)致不同的著色效果,因此應(yīng)考慮電解液濃度、反應(yīng)時間、溫度和著色溶液的影響。結(jié)果表明:(1)硫酸電解液的濃度對氧化膜的形成有明顯的影響。如果硫酸濃度過低,電解液的導(dǎo)電性不強(qiáng),氧化鋁成膜速度慢,如果硫酸濃度過高,形成的氧化膜會再次溶解。實驗條件如下:硫酸電解液的濃度應(yīng)為5-10%。(2)陽電極的電流密度與氧化鋁膜的形成速度成正比。由于鋁粉在某一時刻接觸陽電極,陽電極的電流密度越大,鋁粉在陽電極放電越有利,陽電極的電流密度越大,形成的氧化鋁膜越疏松,有利于著色。實驗表明,在7%硫酸電解液中進(jìn)行陽電極氧化時,電流密度一般控制在5 A/分米2以上,電壓不應(yīng)低于40 V。(3)在陽極地氧化過程中,鋁粉和陽只有經(jīng)過一定時間才能充分接觸。實驗表明,氧化時間應(yīng)為60-90分鐘,氧化溫度應(yīng)保持在25-35。(4)氧化鋁膜上著色的難度與氧化膜的厚度和著色溶液的濃度有關(guān)。氧化膜越厚,越容易著色。著色溶液濃度越大,越容易著色,顏色越深[4]。因此,在著色過程中,通常使用相對強(qiáng)的著色溶液。實驗表明,著色溶液的濃度可以根據(jù)所需的顏色進(jìn)行調(diào)整。同時,著色溶液的溫度為50-60,著色時間為20-40分鐘,pH值為4.5-6.0。
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