鋁合金陽極氧化膜冷封孔劑的研制與應(yīng)用

常溫封閉劑的主鹽為氟化鎳，在不加任何助劑的情況下，單純的氟化鎳也能作為封閉劑使用，但時(shí)間一長，即會(huì)出現(xiàn)粉霜，氯離子消耗增大、PH值上升過快等缺陷。有哪一種化合物既能抑制F﹣的消耗速度而又可控制PH值保持在工藝條件范圍之內(nèi)呢？本節(jié)就評(píng)述緩沖劑在常溫封閉劑中的重要作用。

常溫封閉機(jī)理淺述

常溫封閉的本質(zhì)是Ni2﹢填充。多孔氧化膜在水中表面呈正電性，它對(duì)溶液中的Ni2﹢呈排斥狀態(tài)，但是該氧化膜在水溶液中仍然可以進(jìn)行微弱的水合反應(yīng)。如果溶液中有F﹣存在，水合反應(yīng)應(yīng)加速進(jìn)行。當(dāng)氧化過的鋁合金型材浸于封孔液中后中，Ni2﹢和F﹣很快滲透到氧化膜的微孔之內(nèi)，這時(shí)F﹣與孔壁發(fā)生如下反應(yīng)：

      Al?O? +12F﹣ +3H?O    →   2AlF63﹣+6OH﹣    
      AlF63﹣+ Al?O?+3H?O   →   Al?(OH)?F6+3OH﹣
     XAlF63+?yAl?O?+3xH?O   →  Al(x+y)(OH)?xFy+3XOH﹣ 

反應(yīng)產(chǎn)生的OH﹣使膜孔內(nèi)pH值局部升高，從而使擴(kuò)散過來的Ni2﹢水解成沉淀，堵塞微孔達(dá)到封孔的目的。由以上反應(yīng)過程可以看出（1）F﹣是鎳年輕在氧化膜微孔內(nèi)水解反應(yīng)的引發(fā)劑，促進(jìn)了鎳鹽的水解；F﹣也能中和掉氧化膜上的正電荷，從而促進(jìn)鎳鹽等成分對(duì)氧化膜的滲透；F﹣還與氧化膜一起發(fā)生水合反應(yīng)，引起輔助封閉的作用；F﹣易與水中的鈣、鎂離子形成難溶的氟化物，增加了F﹣的消耗，使生產(chǎn)過程中的鎳、氟消耗不成比例，往往鎳消耗不多時(shí)，氟就需要補(bǔ)加，使鋁合金型材封閉質(zhì)量得不到保證。雖采取單獨(dú)補(bǔ)加氟化鈉或氟化銨的方法，但往往會(huì)加劇氟的貧化。（2）上述三個(gè)反應(yīng)式都有OH﹣產(chǎn)生，只要有氟離子參與反應(yīng)，pH值就升高，當(dāng)pH值上升到6.5以上時(shí)，Ni2﹢就有沉淀的可能，從而造成槽液渾濁及封閉質(zhì)量不合格。

從上述反應(yīng)機(jī)理得到：沒有緩沖劑來緩沖F﹣和pH值，封閉槽液就很難穩(wěn)定，經(jīng)過篩選，氟硼酸或氟硅酸鹽具有優(yōu)良的緩沖性能。