Кинетические закономерности электрохимического окрашивания анодных оксидных пленок на алюминии и его сплавах (стр. 3 из 3)

Цвет интеркалата АОП обусловлен структурой и химическими свойствами соединений, образующихся в результате внедрения красящих катионов, сопровождающегося их частичным или полным

восстановлением. Анализ хода кривых при потенциалах, близких к равновесным значениям, показывает, что на начальном этапе внедряющиеся катионы металлов образуют в структуре АОП твердый раствор. Кривые i,t при потенциалах восстановления ионов железа фиксируют все стадии процесса внедрения.

Линейный характер зависимости указывает на диффузионную природу замедленной стадии суммарного процесса.

Исследование влияния технологических параметров на интенсивность цвета, светостойкость, шероховатость и коррозионную стойкость покрытий позволило установить, что исключение соли никеля из состава электролита и замена большей части сульфатов кобальта, меди и магния на гальваношлам не вызывает ухудшения свойств покрытия по сравнению с покрытием, формируемым в стандартном электролите.

Покрытия получаются интенсивного черного цвета, светостойкие, шероховатость 0,6-0,9 мкм, обладают высокой коррозионной стойкостью и хорошей воспроизводимостью свойств. Увеличение содержания гальваношлама в составе электролита окрашивания с 30 до 150 г/л позволяет снизить время окрашивания до 5 мин, а величину напряжения на ванне окрашивания до 3-5 В без ухудшения качества покрытия. Исключение из состава стандартного электролита солей никеля и магния приводит к изменению окраски с черного на коричневый. При увеличении напряжения на ванне окрашивания до 15 В интенсивность окраски также увеличивается, возрастает коррозионная стойкость. Повышение температуры до 30°С и последующая обработка в кипящей дистиллированной воде способствуют увеличению светостойкости, равномерности и коррозионной стойкости покрытия. При увеличении содержания ГШ в растворе окрашивания до 200 г/л равномерность окраски нарушается, снижается интенсивность, изменяется цвет от темно-коричневого до серого, увеличивается шероховатость поверхности. Качественные цветные АОП-покрытия можно получить и из растворов, приготовленных только на основе гальваношламов. При введении добавок MgS04, H3BO3 (10 г/л) формируются равномерные светостойкие покрытия интенсивного темно-коричневого, в отдельных случаях черного цвета.

Введение добавок сульфокислот позволяет расширить цветовую гамму и получить серые покрытия различных оттенков и рисунков. Разработанные на основе гальваношламов составы электролитов для электрохимического окрашивания анодных оксидных пленок отличаются высокой работоспособностью: в одном литре раствора можно

Основные выводы.

1. Изучено влияние состава электролита оксидирования на кинетику электрохимического окрашивания анодных оксидных пленок на алюминии и его сплавах в широком интервале потенциалов. Найдено, что по прочности связи красящего катиона с веществом оксида электролиты можно расположить в ряд.

2. Показано, что процесс электрохимического окрашивания АОП в растворах солей металлов подчиняется закономерностям катодного внедрения, а анодное растворение красящего катиона из АОП лимитируется стадией твердофазной диффузии. Рассчитанные коэффициенты диффузии красящих катионов имеют порядок.

3. Установлено, что процесс электрохимического окрашивания АОП сопровождается изменением температуры AT приэлектродного слоя, зависимость ДТ от потенциала носит колебательный, автоволновой характер.

4. Найдено, что pH приэлектродного слоя в электролитах окрашивания на оксидированном А1 электроде зависит от состава электролита и потенциала окрашивания. При этом зависимость pH носит колебательный, автоволновой характер, что указывает на протекание в слое оксида окислительно-восстановительных процессов, определяющих окраску АОП.

5. Установлено, что частичная замена компонентов растворов электрохимического окрашивания на гальваношламы позволяет получить светостойкие, коррозионно-стойкие покрытия, обладающие декоративным внешним видом. Отработаны технологические параметры получения таких покрытий: концентрация ГШ, напряжение и время окрашивания. Доказано, что качественные цветные покрытия можно получить и из растворов, содержащих только гальваношламы.

6. Установлено, что увеличение напряжения, концентрации ГШ и времени окрашивания до некоторой величины (которая определяется остальными параметрами) способствует увеличению интенсивности окраски АОП.

7. Показана возможность и разработаны режимы формирования окрашенных анодных покрытий на алюминии и его сплавах в растворах ГШ непосредственно в процессе "анодирования" током переменной полярности. Введение в раствор ГШ добавки п-толуолсульфокислоты (1г/л) позволяет получить покрытия глубокого черного цвета.