表面工程学复习word版(3)

2019-05-17 19:00

(2)电化学反应机理。钢铁浸入电解质溶液后即在表面形成无数的微电池,在微阳极区发生铁的溶解。

2. 铝合金阳极氧化的目的及原理

目的:获得高耐磨性、高耐蚀性、电绝缘性、绝热性、与基体金属结合力强的拥有多空性结构的氧化膜。 原理:在适当的电解液中,以金属作为阳极.在外加电流作用下,使表面生成氧化膜的方法。通过选用不同类型、不同浓度的电解液,以及控制氧化时的工艺条件,可以获得具有不同性质、厚度在几个至几百微米(铝自然氧化膜层厚0.010~0.015μm)的阳极氧化膜。 3. 铝合金阳极氧化膜的形成过程

第1段 A :无孔层形成。曲线ab段,通电刚开始的几秒到几十秒时间内,电压由零急剧增至最大值,该值称为临界电压。表明此时在阳极表面形成了连续的、无孔的薄膜层。此膜的出现阻碍了膜层的继续加厚。无孔层的厚度与形成电压成正比,与氧化膜在电解液中的溶解速度成反比。

第2段B:多孔层形成。曲线bc段,电压达到最大值以后,开始有所下降.其下降幅度为最大值的10%—15%。表明无孔膜开始被电解液溶解,出现多孔层。

第三段C:多孔层增厚。曲线cd段,经过约20s的氧化,电压开始进入平稳而缓慢的上升阶段。表明无孔层在不断地被溶解形成多孔层的同时,新的无孔层又在生长,也就是说多孔层在不断增厚,在每一个膜胞的底部进行着膜的生成和溶解的过程。当膜的生成速度和溶解速度达到动态平衡时,即使氧化时间再延长,氧化膜的厚度也不会再增加,此时应停止阳极氧化过程。

十一. 表面清洗技术

1. 除油机理:皂化作用、乳化作用

⑴皂化作用: 氢氧化钠和碱性强的盐类与油脂反应生成肥皂和甘油,肥皂和甘油溶于水,而除去油脂。利用皂化作用只能除去动物和植物油脂。常用的皂化剂有:NaOH、Na2CO3、Na3PO4、Na2SiO3等。

⑵乳化作用: 使用表面活性剂除油,表面活性剂能显著降低水的表面张力或水与油之间界

面张力,它的分子中既有亲水基团,又有亲油基团,亲油基团与油污分子结合,而亲水基又包围在外面,形成液滴,分散到液体中,形成乳浊液而除去油污。矿物油等非皂化类油脂只有通过乳化作用才能除去

2. 化学除油、电化学除油、超声波除油

⑴溶剂除油是借油脂溶于有机溶剂中以后随溶剂—起挥发而去掉油脂。它可以溶解皂化和非皂化油脂。由于有机溶剂只能溶解油脂,而不能溶解油污中的非有机物。 ⑵碱液除油:利用碱和表面活性剂对油脂的皂化作用和乳化作用进行的。

⑶电解除油:在碱性除油液中通直流电,把工件作为阴极或阳极,进行短时间电解除油的方法。除油原理:a、皂化作用及乳化作用;b、电极表面的极化作用,降低金属表面与溶液界面张力;c、电极上产生的大量气泡的迅速撕裂,使油污转变成细小的油珠而被除掉;d、气泡对溶液还会起到机械搅拌作用,加速除油过程。

⑷ 超声波清洗除油机理:超声使液体产生超声空化效应,液体分子时而受拉、时而受压,

形成一个个微小空腔,即所谓“空化泡”。由于空化泡的内外压力相差十分悬殊,待空化泡破裂时,会产生局部液力冲击波。在这种压力下,粘附在金属表面的各类污垢会被剥落,与此同时,在超声场的作用下,清洗液流动性增加,溶解和乳化加速,从而强化了清洗。

3、化学除锈 (机理及特点)

机理:利用酸性溶液(或碱性溶液)与金属表面锈层发生化学反应使锈层溶解、剥离而被除去。 特点:根据不同的金属材料和不同的锈蚀程度,应选用不同的化学除锈溶液和化学除锈方法。 4、电化学除锈 (机理及特点)

特点:具有侵蚀能力强,能有效除去金属表面厚而致密的氧化皮及不良的表层组织,溶液的侵蚀能力受含铁量的影响极小,侵蚀速度快,但电化学除锈的分散能力较差,不宜用于形状复杂的工件 机理:阳极除锈:利用阳极的电化学溶解和化学溶解及氧气泡析出时对氧化皮的机械剥离作用而进行除锈。阴极除锈:利用氢气的还原作用和氢气泡析出时的机械剥离作用而除去氧化皮的。


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