硬质氧化的工作原理是什么样的？开封红谷为您详细介绍一下硬质氧化的工作原理。希望对您有所帮助。
铝合金应制氧机氧化原理，就是在电场的作用下，加速铝合金表面氧化膜的形成即可铅版作阴极，硬质氧化，铝合金制作阳极，稀硫酸溶液做电解液，当通过直流电时，h 便向阴极移动，产生阴极反应：
4H2 4e=2H2↑
而OH-便向阳极运动产生阳极反应：
4OH－－4e=2H2O 2O↑
当在阳极上失去多余的电子，黑色硬质氧化，所析出的氧呈原子状态，由于原子状态的氧要比分子状态的氧更为活泼，更易与铝起反应：
2A1 3O→A12O3
上述—反应在铝和铝合金制件表面是均匀地，同时进行地。
氧化膜随着通电时间的增加，电流增大而促使氧化膜增厚。与此同时，由于（Al2O3）的化学性质有两重性，即它在酸性溶液中呈碱性氧化物，在碱性溶液中呈酸性氧化物。无疑在硫酸溶液中氧化膜液发生溶解，只有氧化膜的生成速度大于它的溶解速度，氧化膜才有可能增厚，当溶解速度与生成速度相等时，氧化膜不再增厚。当氧化速度过分大于溶解速度时，铝和铝合金制件表面易生成带粉状的氧化膜。
硬质阳极氧化的电解液时在-10℃～ 5℃左右的温度下电解。由于硬质阳极氧化所生成的氧化膜层具有较高的电阻，会直接影响到电流强度的氧化作用。为了取得较厚的氧化膜，势必要增加外电压，其目的是为了消除电阻大的影响，而使电流密度保持一定，但电流较大时会产生激烈的发热现象，加上生成氧化膜时会放出大量的热量，使零件周围电解液温度剧烈上升，温度上升将会加速氧化膜的溶解，使氧化膜无法变厚。另外，发热现象在膜层与金属的接触处严重，如不及时解决，加工零件的局部表面会因温度上升而被烧坏。
解决办法，就是采用冷却设备和搅拌相结合。冷却设备使电解液强行降温，搅拌是为了使整槽电解液温度均匀，以利于获得较高质量的硬质氧化膜。
阳极氧化的结构及应用
阳极氧化膜的结构阳极氧化膜由两层组成，外层称为多孔层，较厚、疏松多孔、电阻低。内层称为阻挡层(亦称活性层)，较薄、致密、电阻高。多孔的外层是在具有介电性质的致密的内层上成长起来的。总体而言，阳极氧化膜是六角柱体的列阵，每一个柱体都要一个充满溶液的星型小孔，形似蜂窝状结构，孔壁的厚度孔隙直径的两倍。
(1)阻挡层阻挡层是由无水的AI2O3所组成，薄而致密，具有高的硬度和阻止电流通过的作用。(2)多孔的外层氧化膜多孔的外层主要是由非晶型的AI2O3及少量的r-AI2O3.H2O还含有电解液的阴离子。
氧化膜的孔径在100nm~200nm之间，氧化膜厚度10微米左右，孔隙率20%左右，孔距300~500nm之间。氧化膜的截面图表明氧化膜孔基本上是管状结构，氧化膜发生溶膜反应基本上是在孔的底部发生的。而一般的硫酸直流阳极氧化膜的孔径是20nm左右，如果是12微米的氧化膜，那是多深的细管状结构啊！假设这是一个直径1m的井，那么它的井深将有600m深。
氧化膜的绝大部分优良特性，如抗蚀、耐磨、吸附、绝缘等性能都是由多孔外层的厚度及孔隙率所决定的，硬质氧化厂家，然而这两者却与阳极氧化条件密切相关，因此可通过改变阳极化条件来获得满足不同使用要求的膜层。膜厚是阳极氧化制品一个很主要的性能指针，硬质氧化铝，其值的大小直接影响着膜层耐蚀、耐磨、绝缘及化学着色能力。在常规的阳极氧化过程中，膜层随着时间的增加而增厚。在逹到较大厚度之后，则随着处理时间的延长而逐渐变薄，有些合金如AI-Mg、AI-Mg-Zn合金表现得特别明显。因此，氧化的时间一般控制在逹较大膜厚时间之内。
2)阳极氧化膜的性质与应用阳极氧化膜具有较高的硬度和耐磨性、极强的附着能力、较强的吸附能力、良好的抗蚀性和电绝缘性及高的热绝缘性。由于这些特异的性能，使之在各方面都获得了广泛的应用。
主要用途有：（1）提高零件的耐磨、耐蚀性、耐气候腐蚀。（2）氧化生成的透明膜，可以着色制成各种彩色膜。（3）作为电容器介质膜。（4）提高与有机涂层的结合力。作涂装底层。（5）作电镀、搪瓷的底层。（6）正在开发的其它用途，太阳能吸收板、超高硬质膜、干润滑膜、触媒膜、纳米线、在多孔膜中沉积磁性合金作记忆元件。
1、宏观检验
用放大镜和立体显微镜观察到连接的宏观外观。在连接的阀座表面上可以看到一个白色的斑点区域，并且在底部的洞附近观察到白色的斑点。仔细观察发现，白色的斑点的区域明显有类似的流体流动的痕迹。摘要为了对连接座进行立体检查，对部分的深孔进行了剖析。洞里有一种白色的现象。在底孔的底部有一定的颜色差异，在底部有少量的腐蚀产物。
2、膜的外观和组成
利用扫描电子显微镜和x射线能谱仪，对铝合金连接件表面上的铬酸氧化膜层进行了分析。摘要在表面观测中没有白点的区域，发现铬酸盐宏观硬膜表面的膜层表面密度非常高，不存在宏观孔缺陷、SEM形态和EDAX成分分析结果。据观察，白色的斑点中有明显的侵蚀现象，不仅仅是在裂缝中。有一个典型的腐蚀坑。结果表明，受损伤的膜中含有不正常的氯元素，其质量分数为5.49%。
3、腐蚀产品的外观和成分分析
在深孔的表面观察分析中，深孔内硬铬酸氧化膜层表面出现明显的腐蚀现象，腐蚀的主要方式，腐蚀坑直径在10个以内。在内部，发现了大量腐蚀坑腐蚀产品，同时，在螺纹表面的深孔上，腐蚀产品脱落，典型的裂纹形状“粘土纹样”。腐蚀产物EDAX的结果表明，这些化学元素包括少量的外来元素氯和硫。
4、实验
为了验证连接阀座表面硬铬酸氧化过程的稳定性和可靠性，特别是对连接正常硬阳极表面和白点现场试验表面的检测，测试温度为25、3分钟或更合格。该连接的测试结果是:正常的硬氧化表面大于10分钟，白点面积小于2min。结果表明，白色的斑点的面积没有被腐蚀。
5、实验结论
在铝和铝合金表面处理中，硬氧化是工业中广泛使用的。常用的方法包括:硫酸的硬氧化、铬酸的硬氧化、草酸的硬氧化和磷酸的硬氧化。硬氧化过程是采用铝金属氧化物原理，通过电解氧化过程，产生硬铝氧化膜层。这部电影不仅有很好的耐磨性。涂料和颜料的耐蚀性和吸附能力强，可作为零件表面的一层。
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