多功能铝合金阳极氧化封孔膜研究

【摘要】：氧化铝溶胶封闭铝合金阳极氧化膜能提高铝合金氧化膜耐蚀性,为了使封闭膜具有多功能性,本文研究了在封孔的溶胶中掺杂Cu~(2+)离子和氧化钛粉体,使其具有高耐蚀性的同时分别具有抗菌性和自清洁性两种多功能膜。 采用差示量热扫描(DSC)、电化学阻抗谱(EIS)、扫描电镜(SEM)等检测方法,覆膜法进行抗菌性能检测,研究铜离子对封闭膜的组成、形貌、耐蚀性及抗菌性影响。主要结果如下:较优试验方案为掺杂Cu~(2+)量1.0%,pH=5.5,封孔40min,水洗。含铜离子溶胶封闭膜SEM表面比不含铜离子封闭膜表面裂缝数量少且窄;不含Cu~(2+)离子的凝胶在加热过程中,发生化学反应和相变多于含Cu~(2+)离子的凝胶膜,化学反应和相变中大量气体的释放是导致溶胶封闭膜有大量裂缝出现的原因。含铜EIS曲线可知在一定程度上能提高封孔膜的耐蚀性。含铜离子溶胶封闭的阳极氧化膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性较好,抗菌率在99%以上,不含铜离子溶胶封闭膜抗菌性很差。 以染色试验、酸性点滴试验以及自清洁效率为评价标准,通过溶胶封闭的正交试验、双因素试验,确定工艺参数条件,主要结果如下:较优工艺为铝离子浓度0.1mol·L~(-1),TiO_2加入量3g·L~(-1),ZYH浓度0.12mol·L~(-1),水洗后烘烤。含氧化钛溶胶封闭膜SEM图比未含氧化钛封闭膜表面凹坑少,且表面致密。含氧化钛溶胶-凝胶发生化学反应和相变少,不含氧化钛溶胶-凝胶发生化学反应和相变多。含氧化钛溶胶封闭膜的EIS曲线耐蚀性能好于不含氧化钛的。氧化钛溶胶封闭膜的自清洁效率也较不含氧化钛的效率高,最大效率为37.72%。