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Ningbo Hewcho Industrial Limited.

Anodización Anodización

El proceso de anodización genera alúmina por electrólisis utilizando el principio de oxidación. La alúmina, que genera espontáneamente una película anodizada de color, tiene la función de anticorrosión y antioxidante. La película de aluminio anodizado se puede dividir en tipo de bloqueo y tipo de paso múltiple. Se puede obtener una película compacta de óxido de barrera anodizando en un electrolito casi neutro. Esta película se aísla bien y se puede utilizar para hacer condensadores y otros dispositivos.

El aluminio es un metal activo, que forma espontáneamente una película de óxido de 0.01 ~ 0.10Lm en el aire. Esta película de óxido natural es amorfa, delgada y porosa, con baja resistencia mecánica. Aunque tiene una cierta capacidad de protección para el aluminio, está lejos de ser suficiente para satisfacer los requisitos de la gente en cuanto a la decoración, protección y aplicación funcional del aluminio y su aleación. Por lo tanto, el proceso de anodización de aluminio en electrolito se ha desarrollado continuamente. Desde la década de 1920, el valor de uso de la película de aluminio anodizado ha aumentado. Algunos desarrollos recientes darán frutos en el siglo XXI.

Película de aluminio anodizado.

La película de aluminio anodizado se puede dividir en tipo de bloqueo y tipo de paso múltiple. Se puede obtener una película compacta de óxido de barrera anodizando en un electrolito casi neutro. Esta película se aísla bien y se puede utilizar para hacer condensadores y otros dispositivos. Cuando se anodizan en electrolitos ácidos o débilmente alcalinos, pueden formar una película de óxido de paso múltiple debido a su capacidad para disolver la alúmina. La membrana tiene una estructura única. Junto a la superficie del metal, hay una capa de barrera delgada y densa sobre la cual se forma una capa porosa gruesa y suelta. Las células de la membrana de la capa porosa son hexagonales estrechamente empacadas, con un microporo de tamaño nanométrico en cada centro. Estos orificios son uniformes en tamaño y perpendiculares a la superficie de la matriz, y son iguales entre sí.

Ventajas de la película de oxidación de poros.

Durante mucho tiempo, las personas han prestado más atención a la película de óxido de paso múltiple con una aplicación más grande y un rápido desarrollo. Sus ventajas son las siguientes:
  • La alta dureza de la capa de barrera puede exceder el corindón;
  • buena resistencia a la abrasión, resistencia a la corrosión y estabilidad química;
  • La morfología y el tamaño del orificio pueden variar dentro de un rango mayor con diferentes procesos electrolíticos, y el espesor de la película se puede ajustar;
  • El proceso de preparación es simple con bajos requisitos en condiciones ambientales y equipos.

Aunque no hay una explicación unificada para los cambios morfológicos de los dos tipos de películas de óxido anódico: tipo de bloqueo y tipo de paso múltiple. El concepto de densidad de corriente crítica relacionada con la morfología de la película se propuso sobre la base del estudio sistemático de la migración de iones en la formación de películas de óxido en soluciones tales como ácido crómico, ácido fosfórico y ácido oxálico. Si la densidad de la corriente de oxidación anódica es mayor que la densidad de la corriente crítica, se formará la película de barrera. Si está por debajo de la densidad de corriente crítica, se forma una película de varias pasadas. Rompe la visión tradicional de que la morfología de la membrana está estrechamente relacionada con el tipo de electrolito.

Anodization

Aplicación de la película de aluminio anodizado.

Inicialmente se esperaba que la película de aluminio anodizado tuviera una buena resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste y aislamiento eléctrico. A mediados de la década de 1930, la gente comenzó a interesarse por la estructura porosa de la película de óxido de aluminio y se dio cuenta de la precipitación de materiales coloreados en la película porosa. No fue hasta la década de 1960 que la coloración electrolítica del perfil de aluminio se usó oficialmente en la producción, lo que hizo que el perfil de aluminio de color fuera ampliamente utilizado.

En los últimos 10 años, se han logrado muchos nuevos logros en la tecnología de anodización de aluminio. Por ejemplo, se han tomado algunas medidas nuevas para acelerar la velocidad de anodización, algunas de las cuales pueden aumentar la velocidad de 2 a 3 veces. Otro ejemplo es la nueva tecnología de oxidación a temperatura ambiente, que cumple con el requisito de enfriamiento que consume mucha energía. La calidad de la película de óxido se puede mejorar en gran medida mediante oxidación anódica pulsada. Además, se pueden obtener una serie de ventajas tales como alta eficiencia, bajo costo y ahorro de energía mediante el uso de la oxidación de corriente alterna. Sin embargo, su amplia aplicación se ve afectada por la capa de película delgada (menos de 10Lm), color amarillo y baja dureza. Al agregar aditivos recientemente, la calidad de la película ha alcanzado el nivel de electrooxidación de corriente directa. Estos nuevos desarrollos han hecho que el proceso de anodizado de aluminio se actualice y mejore notablemente. Creo que en el nuevo siglo, este trabajo hará nuevos avances. Sin embargo, desde finales de la década de 1980, el problema tecnológico más interesante de la anodización de aluminio ha sido el desarrollo e investigación de varios materiales de membrana funcionales para la porosidad de la película de óxido de aluminio. Como el tamaño de poro de la película de alúmina es de solo una docena o docenas de nanómetros, puede desempeñar un papel importante en la demanda de diversos nanomateriales. Es decir, un gran trabajo en los microporos nanométricos de la membrana hará que la tecnología de anodización de aluminio se rejuvenezca en el siglo XXI y se convierta en una cosa nueva y prometedora con la combinación de alta tecnología.

En la actualidad, la investigación para hacer que la membrana porosa de óxido de aluminio se desarrolle hacia la funcionalización se inicia principalmente desde dos aspectos. Una es usar su estructura porosa para desarrollar nuevas películas de separación de ultra precisión; Otra es preparar nuevos materiales funcionales depositando materiales con diferentes propiedades, como metales, semiconductores y polímeros, en sus microporos de tamaño nanométrico.

En el primer tipo mencionado anteriormente, hay pocas películas de óxido. Por ejemplo, en preparación para la separación de membrana de la película de óxido de ánodo de aluminio, el aluminio primero se anodiza en electrolito ácido para formar una capa de película de óxido en la superficie de aluminio, y luego se eliminan la matriz de aluminio y la capa de barrera en la parte posterior de la película Por métodos electroquímicos o químicos para obtener una película de separación precisa.

En el proceso de preparación, se requiere que la forma, la disposición y el tamaño de los orificios sean uniformes, y el tamaño de los orificios se puede ajustar según sea necesario. Comparado con varias películas de separación orgánica, este tipo de membrana tiene mejor resistencia mecánica, resistencia al calor, estabilidad química y estabilidad dimensional. Puede utilizarse como la membrana de separación de gas, líquido y sangre a temperatura ambiente, y también puede usarse para la separación de gases a alta temperatura, como la desoxidación y desulfuración de gases de combustión.

El segundo tipo de película de óxido descrito anteriormente tiene varias variaciones, especialmente en dispositivos ópticos y fotoeléctricos. Cuando la luz se irradia a la película anodizada de aluminio en la dirección de la superficie de la membrana paralela, debido a la directividad única de la estructura porosa de la película, la polarización de H y la polarización de V se atenuarán en diferentes grados, lo que resultará en la anisotropía del Campo electromagnético de la luz y que afecta a las características de polarización de la luz. Una variedad de materiales con diferentes propiedades ópticas se precipitaron en los microporos de tamaño nanométrico de la membrana porosa, y diversos tipos de fotones polarizadores, placas de fase óptica y elementos ópticos para comunicación óptica se desarrollaron de acuerdo con sus diferentes efectos sobre las características de polarización de la luz. . Por ejemplo, si los tres elementos, A u, A l, NI se depositan en los microporos de una membrana porosa, 1 Lm de espesor de membrana puede cumplir el requisito de que los biofotes de cristal de borde vendidos tengan más de 1 mm.

Los materiales de fluorescencia, fotosensibilizadores, etc. se rellenan en los poros de tamaño nano de la película de óxido de aluminio. Por ejemplo, al combinar el remojo con el tratamiento térmico, se puede introducir Tb3 + en los microporos de la membrana porosa, y luego se puede generar luz verde bajo la acción del campo eléctrico externo. Este tipo de membrana porosa funcional será una nueva forma de desarrollar el elemento fotoeléctrico. Como el orificio de la membrana se encuentra a nivel nanométrico, puede desarrollarse aún más como un elemento luminoso ultrafino.

En segundo lugar, la película de óxido de aluminio puede convertirse en película magnética. Los materiales magnéticos (como Fe, Co, NI y aleación magnética) se pueden rellenar en los orificios de la película de alúmina mediante deposición al vacío y electrodeposición, y luego se puede hacer la película con función magnética. Tiene una amplia perspectiva de aplicación. Por ejemplo, se puede utilizar para hacer varias tarjetas magnéticas, cintas magnéticas, discos, etc. Los resultados muestran que la forma de los metales magnéticos depositados en los poros de tamaño nanométrico de la membrana porosa puede ser alargada por la estructura especial de la película de aluminio anodizado. Además, la orientación preferida de la cristalización magnética del metal es generalmente consistente con la de su eje magnético. La película magnética formada en este caso muestra una alta protección magnética y características típicas de magnetización vertical. Por lo tanto, se puede utilizar como medio de grabación magnético vertical. Los resultados del estudio sobre la película magnética compuesta de Fe muestran que cuanto más delgada es la película magnética compuesta, más altas son las características de sobrescritura y la densidad del medio de grabación magnético. Por lo tanto, es posible obtener una alta densidad de grabación magnética vertical utilizando la estructura especial de microporos de tamaño nano de película anodizada de aluminio.

En tercer lugar, la película de óxido de aluminio utilizada en la película de absorción selectiva de energía solar, también es distintiva. La energía solar es una de las fuentes de energía más importantes en el futuro. Todos los problemas de energía en la tierra se pueden resolver utilizando 1/10000 de la energía solar recibida en la tierra. Por lo tanto, el estudio sobre la utilización integral de la energía solar ha atraído cada vez más atención en el mundo. El estudio sobre la preparación del absorbedor de energía solar mediante el tratamiento funcional de la membrana porosa de alúmina ha mostrado una buena perspectiva de aplicación.

Para utilizar la energía solar de manera efectiva, se requiere que el material de la película absorbente solar tenga una tasa de absorción más alta en el espectro de radiación solar, mientras que la tasa de emisión en el espectro de radiación térmica debe ser lo más pequeña posible. Por ejemplo, en los microporos de tamaño nanométrico de la membrana porosa de alúmina hecha por solución de ácido fosfórico, se electrodepositó Ni para hacer una membrana funcional con absorción selectiva de energía solar. Al medir la reflectancia, se encuentra que este tipo de película tiene características ideales de absorción selectiva.

La electrodeposición de Fe, Ni y otros metales en los poros de la película puede hacer que la película sea más resistente al calor que la película de absorción selectiva preparada por otros materiales. Sin embargo, la resistencia a la corrosión del recubrimiento no es lo suficientemente buena. Se espera mejorarlo sellando el orificio o recubriendo la superficie de la película con un revestimiento resistente a la corrosión y cambiando las condiciones ambientales circundantes.

Debido a su alta relación señal-ruido (SNR), el microelectrodo de haz ha atraído mucha atención en los últimos años. Hay muchos métodos para preparar microelectrodos de haz, y se requiere el diámetro mínimo de un solo microelectrodo para alcanzar 0.1Lm. Obviamente, cuanto más pequeña es el área del electrodo activo, más alta es la relación señal / ruido. Por lo tanto, la forma de minimizar el área del electrodo activo se ha convertido en la clave para la preparación de microelectrodos de haz de alto rendimiento. La membrana porosa de alúmina tiene una estructura microporosa a nanoescala, que proporciona condiciones favorables para la preparación del electrodo de haz de alto rendimiento. Durante la preparación, la lámina de aluminio se puede anodizar para formar una membrana porosa, y luego la membrana porosa se puede separar de la matriz de aluminio. El metal (como A u, P t, etc.) se puede depositar en los microporos a nanoescala por deposición al vacío y otros métodos, y su superficie se puede conectar con el conductor para eliminar la capa de barrera en la película de óxido. Entonces se puede obtener el microelectrodo de haz.

Al utilizar la excelente conductividad térmica del aluminio de matriz y el área de superficie interna máxima de los microporos en la película de aluminio anodizado en la superficie, se puede desarrollar una película delgada con propiedades de alta conductividad térmica y buen valor. Por ejemplo, Pt es un buen catalizador para muchas reacciones químicas. Hay un experimento. La película anodizada de aluminio se impregnó en la solución caliente de H2PtCl6 y, después de secarla al aire, se cocinó y se quemó para formar una película catalítica P / Al2O3 / Al. Los resultados experimentales muestran que la película tiene buena conductividad térmica y catálisis.

Hay, por supuesto, otras áreas donde es posible usar membranas porosas que se anodizan con aluminio. Por ejemplo, después de anodizar aluminio, MoS2 se deposita en el orificio de la película, formando una película de óxido dorado con una buena autolubricación. La película compuesta de óxido de cristal líquido se puede hacer rellenando el agujero de la película de óxido de aluminio. El cristal líquido se puede utilizar para separar y concentrar el oxígeno mediante su control de selectividad y disposición. Además, la membrana porosa de alúmina como membrana central se puede duplicar con la misma estructura y diferentes materiales (como metal, semiconductor, polímero, etc.) mediante deposición al vacío, electrodeposición e impregnación. Estas membranas porosas con diferentes materiales tienen amplias perspectivas de aplicación en muchos campos.


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