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阳极氧化法制备彩色铝粉

  铝粉的阳极氧化是通过电解液的阳极反应而生成氧化铝膜的电化学过程。这个氧化膜吸附有机染料、无机颜料的颜色而着色。将铝粉置于硫酸电解液中,并不断地加以搅拌,使铝粉呈漂浮和半漂浮状态,边流动边随时接触阳极,并保持不接触阳极状态,从而在铝粉表面生成易于着色的氧化铝膜。阳极反应是阳极析出的初生态氧与铝粉表面的铝原子化合成氧化铝的反应,其中部分氧化铝即刻与水化合成水合氧化铝,这就是氧化铝膜的形成过程。同时氧化铝膜可被硫酸电解液溶解,所以阳极氧化过程同时存在成膜反应和溶膜反应,因此必须控制适宜的条件,才能形成一定厚度的氧化铝膜。阴极反应中产生氢气,故使形成的氧化铝膜具有多孔疏松的特点,有利于吸附能力的增强。

  铝粉着色是一个物理化学过程,将经阳极氧化处理过的铝粉置于有机染色液中浸泡,使铝粉表面氧化膜吸附有机染料分子,同时氧化铝膜中的氧化铝分子可与有机染料分子以共价键、配位键或氢键等形式结合生成配合物,从而使氧化膜着色。

  阳极氧化在铝粉粒子表面形成氧化铝膜的过程中,影响成膜的因素较多,同时不同的着色液导致不同的着色效果,因此应该考虑电解液浓度、反应时间、温度、着色液等因素的影响。研究结果表明:(1)硫酸电解液的浓度对氧化膜的生成具有明显的影响。硫酸浓度过低,电解液的导电性不强,氧化铝的成膜速度慢,硫酸浓度过高,生成的氧化膜又溶解,最佳的实验条件:硫酸电解液的浓度应为5—10%。(2)阳极电流密度与氧化铝膜生成速度成正比,由于铝粉在某一瞬间接触阳极,因此阳极电流密度越大,越有利于铝粉在阳极放电,阳极电流密度越大,生成的氧化铝膜越疏松,有利于着色。实验表明,在7%硫酸电解液中进行阳极氧化,一般控制电流密度为5安/分米2以上,电压不应小于40伏。(3)在阳极氧化过程中,只有经过一定的时间后,才能使铝粉与阳极充分接触,实验表明,氧化时间以60—90分钟为宜,同时氧化时温度也要保持在25—35°C为宜。(4)在氧化铝膜上着色,其着色的难易程度与氧化膜的厚度及着色液的浓度有关,氧化膜越厚,越易着色;着色液的浓度越大,越易着色,且颜色越深[4]。因此在着色过程中,一般采用较浓的着色液。实验表明:根据所需颜色的深浅,对着色液浓度加以调整。同时着色液温度为50—60°C,着色时间为20—40分钟,pH为4.5—6.0为宜。

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