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Ningbo Hewcho Industrial Limited.

양극 산화 처리 양극 산화 처리

양극 산화 처리는 산화 원리를 사용하여 전기 분해에 의해 알루미나를 생성합니다. 자발적으로 색깔의 양극 처리 된 필름을 생성하는 알루미나는 부식 방지 및 산화 방지 기능을 가지고 있습니다. 알루미늄 양극 산화막은 블로킹 타입과 멀티 패스 타입으로 나눌 수 있습니다. 거의 중성 인 전해질에서 양극 산화 처리하여 소형 배리어 산화막을 얻을 수 있습니다. 이 필름은 잘 절연되어 커패시터 및 기타 장치를 만드는 데 사용할 수 있습니다.

알루미늄은 공기 중에 0.01 ~ 0.10Lm의 산화 피막을 자발적으로 형성하는 활성 금속이다. 이 자연 산화막은 기계적 강도가 낮고 무정형이며 얇고 다공성입니다. 알루미늄에 대해 일정한 보호 기능을 가지고 있지만, 알루미늄 및 그 합금의 장식, 보호 및 기능적 적용에 대한 사람들의 요구 사항을 충족 시키기에는 충분하지 않습니다. 따라서, 전해질에서 알루미늄을 양극 산화 처리하는 공정이 지속적으로 개발되어왔다. 1920 년대부터 알루미늄 양극 산화막의 사용 가치가 증가하고 있습니다. 최근의 일부 발전은 21 세기에 열매를 맺을 것입니다.

알루미늄 양극 산화막

알루미늄 양극 산화막은 블로킹 타입과 멀티 패스 타입으로 나눌 수 있습니다. 거의 중성 인 전해질에서 양극 산화 처리하여 소형 배리어 산화막을 얻을 수 있습니다. 이 필름은 잘 절연되어 커패시터 및 기타 장치를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 산성 또는 약 알칼리성 전해질에서 아노다이징 할 때, 알루미나를 용해시키는 능력으로 인해 다 통과 산화막을 형성 할 수 있습니다. 멤브레인은 독특한 구조를 가지고 있습니다. 금속 알루미늄의 표면 다음에 두껍고 헐렁한 다공성 층이 형성된 얇고 치밀한 장벽 층이있다. 다공성 층의 멤브레인 셀은 6 각형으로 밀집되어 있으며, 각 중심에 나노 크기의 미세 구멍이 있습니다. 이 구멍은 크기가 일정하고 매트릭스 표면에 수직이며 서로 동일합니다.

기공 산화막의 장점

오랜 기간 동안, 사람들은 더 큰 적용과 신속한 개발로 멀티 패스 산화막에 더 많은 관심을 기울였습니다. 장점은 다음과 같습니다.
  • 장벽 층의 높은 경도는 강옥 (corundum)을 초과 할 수있다.
  • 내마모성, 내 부식성 및 화학적 안정성;
  • 구멍의 형태 및 크기는 상이한 전해 공정으로보다 넓은 범위 내에서 변할 수 있고, 필름의 두께는 조절 될 수있다;
  • 준비 과정은 환경 조건 및 장비에 대한 요구 사항이 낮고 간단합니다.

두 가지 유형의 양극 산화막의 형태 변화에 대한 통일 된 설명은 없지만 차단 형 및 다중 통과 형. 막의 형태와 관련된 임계 전류 밀도의 개념은 크롬산, 인산 및 옥살산과 같은 용액에서 산화막 형성시 이온 이동에 대한 체계적인 연구를 토대로 제안되었다. 양극 산화 전류 밀도가 임계 전류 밀도보다 높으면, 배리어 막이 형성 될 것이다. 임계 전류 밀도보다 낮 으면 다중 통과 막이 형성된다. 이것은 멤브레인의 형태가 전해질의 유형과 밀접한 관련이 있다는 전통적인 관점을 깨뜨린 것입니다.

Anodization

알루미늄 아노다이징 필름 적용

처음에 알루미늄 양극 산화막은 내 부식성, 내마모성 및 전기 절연성이 좋을 것으로 기대되었습니다. 1930 년대 중반, 사람들은 알루미늄 산화물 필름의 다공성 구조에 관심을 갖기 시작했고 다공성 필름에서 유색 물질의 침전을 실현했습니다. 알루미늄 프로파일의 전해 채색이 공식적으로 생산에 사용되어 1960 년대까지는 색상 알루미늄 프로파일이 널리 사용되었습니다.

지난 10 년 동안 알루미늄 양극 산화 처리 기술에서 많은 새로운 성과가 나타났습니다. 예를 들어 양극 처리 속도를 높이기 위해 몇 가지 새로운 측정이 이루어졌으며 그 중 일부는 속도를 2 ~ 3 배까지 높일 수 있습니다. 또 다른 예는 많은 에너지를 소비하는 냉각 요구 사항을 충족시키는 실온에서의 산화 기술입니다. 산화막의 품질은 펄스 양극 산화에 의해 크게 향상 될 수 있습니다. 또한, 교류 산화를 사용하여 고효율, 저비용 및 절전과 같은 일련의 장점을 얻을 수 있습니다. 그러나 그 적용 범위는 얇은 필름 층 (10Lm 미만), 황색 및 낮은 경도의 영향을받습니다. 최근 첨가제를 첨가함으로써, 막 품질은 직류 전기 산화 수준에 도달했다. 이러한 새로운 개발로 인해 알루미늄 아노다이징 공정이 현저하게 업데이트되고 향상되었습니다. 저는 새로운 세기에이 작품이 새로운 돌파구를 만들 것이라고 믿습니다. 그러나 1980 년대 후반부터 알루미늄 양극 산화 처리의 가장 흥미로운 기술적 문제는 알루미늄 산화물 박막의 다공성을위한 다양한 기능성 멤브레인 물질의 개발과 연구였습니다. 알루미나 막의 기공 크기가 수 십 또는 수십 나노 미터에 불과하기 때문에 다양한 나노 물질의 수요에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 즉, 멤브레인의 나노 미터 미세 기공에 대한 훌륭한 연구는 21 세기에 알루미늄 양극 산화 기술이 젊어지게하고 하이테크 매칭과 함께 유망한 새로운 것이 될 것입니다.

현재, 기능화를 향한 알루미늄 산화물 다 공막의 개발에 관한 연구는 주로 두 가지 측면에서 시작된다. 하나는 다공성 구조를 사용하여 새로운 초정밀 분리막을 개발하는 것입니다. 다른 하나는 나노 크기의 미세 공 내에 금속, 반도체, 고분자 등 다른 성질의 물질을 증착시켜 새로운 기능성 물질을 제조하는 것이다.

위에서 언급 한 첫 번째 유형에는 산화막이 거의 없습니다. 예를 들어, 알루미늄 양극 산화막의 막 분리를 준비하기 위해, 알루미늄을 먼저 산성 전해질에서 양극 산화시켜 알루미늄의 표면에 산화막 층을 형성시킨 다음, 필름의이면의 알루미늄 매트릭스 및 배리어 층을 제거한다 정확한 분리 필름을 얻기 위해 전기 화학적 또는 화학적 방법에 의해 제조 될 수있다.

준비 과정에서, 구멍의 모양, 배열 및 크기는 균일해야하며, 구멍의 크기는 필요에 따라 조절 될 수있다. 다양한 유기 분리막에 비해이 종류의 막은 기계적 강도, 내열성, 화학적 안정성 및 치수 안정성이 우수합니다. 실온에서 기체, 액체 및 혈액의 분리막으로 사용 가능하며 또한 탈산 및 배가스의 탈황과 같은 고온 기체의 분리에도 사용할 수 있습니다.

전술 한 제 2 유형의 산화막은 특히 광학 및 광전 소자에서 많은 변형을 갖는다. 알루미늄 막 표면에 평행 한 막 표면 방향으로 빛을 조사하면, 막의 다공성 구조의 단일 지향성으로 인해 H 편광과 V 편광이 다른 각도로 감쇠되어 결과적으로 빛의 전자기장과 빛의 편광 특성에 영향을 미친다. 다공성 멤브레인의 나노 크기의 미세 공 내에 다양한 광학 특성을 가진 다양한 물질이 석출되었고 광의 편광 특성에 대한 다양한 효과에 따라 다양한 종류의 편광 광자, 광학 위상 판 및 광통신 용 광학 소자가 개발되었다 . 예를 들어, A u, A l, NI의 세 원소가 A 다공성 멤브레인의 미세 기공에 침전 된 경우, 1 Lm의 멤브레인 두께가 판매 된 에지 크리스탈 바이오 포토가 1 mm를 초과한다는 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다.

형광 물질, 감광제 등은 알루미늄 산화물 막의 나노 크기의 기공에 채워진다. 예를 들면, 열처리와 균열을 조합함으로써, 다공성 막의 미세 공에 Tb3 +를 도입 할 수 있고, 그 다음에 외부 전계의 작용하에 녹색광을 생성시킬 수있다. 이러한 종류의 기능성 다공성 막은 광전 소자를 개발하는 새로운 방법이 될 것입니다. 멤브레인의 구멍이 나노 미터 수준이기 때문에 더욱 미세한 발광 소자로 개발할 수 있습니다.

둘째, 산화 알루미늄 막이 자성 막으로 만들어 질 수있다. 알루미나 막의 구멍에 진공 증착법, 전착법을 이용하여 Fe, Co, Ni, 자성 합금 등의 자성 재료를 충전 한 후 자성 기능을 갖는 막을 형성 할 수있다. 광범위한 적용 가능성이 있습니다. 예를 들어, 다양한 자기 카드, 자기 테이프, 디스크 등을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 결과는 다공성 멤브레인의 나노 크기의 세공에 침착 된 자성 금속의 형상이 알루미늄 알루마이트 필름의 특별한 구조에 의해 연장 될 수 있음을 보여줍니다. 또한, 자성 금속 결정화의 바람직한 배향은 일반적으로 자기 축의 배향과 일치한다. 이 경우에 형성된 자성 막은 높은 자기 보호 및 전형적인 수직 자화 특성을 나타낸다. 따라서 수직 자기 기록 매체로 사용할 수 있습니다. Fe 복합 자성 막에 대한 연구의 결과는 복합 자 성막이 얇을수록 겹쳐 쓰기 특성과 자기 기록 매체의 밀도가 높다는 것을 보여준다. 따라서, 알루미늄 양극 산화막의 나노 크기 미세 기공의 특수 구조를 이용하여 높은 수직 자기 기록 밀도를 얻을 수있다.

셋째, 태양 에너지 선택성 흡수 필름에 사용되는 산화 알루미늄 필름 또한 독특합니다. 태양 에너지는 미래에 가장 중요한 에너지 원 중 하나입니다. 지구상의 모든 에너지 문제는 지구에서받은 태양 에너지의 1/10000을 사용하여 해결할 수 있습니다. 따라서 태양 에너지의 종합적 이용에 관한 연구는 세계에서 점점 더 주목을 받고있다. 알루미나 다공성 멤브레인의 기능 처리에 의한 태양 에너지 흡수제의 제조에 관한 연구는 좋은 응용 가능성을 보여 주었다.

태양 에너지를 효과적으로 사용하기 위해서는 일사량 흡수 스펙트럼이 태양 복사 스펙트럼에서 더 높은 흡수율을 갖는 반면, 열 흡수 스펙트럼에서 방출율은 가능한 한 작아야한다. 예를 들어, 인산 용액으로 제조 된 알루미나 다 공막의 나노 크기의 미세 공극에서 Ni는 전기 에너지를 선택적으로 흡수하는 기능성 멤브레인을 만들기 위해 전해 처리됩니다. 반사율을 측정함으로써, 이러한 종류의 필름은 이상적인 선택적 흡수 특성을 갖는 것으로 밝혀졌다.

필름의 세공에 Fe, Ni 및 기타 금속을 전착하면 다른 소재로 만든 선택 흡수 필름보다 내열성 필름이 분명히 강해집니다. 그러나, 코팅의 내 부식성은 충분하지 못하다. 구멍을 밀봉하거나 내 부식성 코팅으로 필름 표면을 코팅하고 주변 환경 조건을 변경함으로써 개선 될 것으로 예상됩니다.

높은 신호대 잡음비 (SNR) 때문에, 빔 미세 전극은 최근 몇 년 동안 많은 관심을 끌고있다. 빔 미세 전극을 준비하는 많은 방법이 있으며 단일 미세 전극의 최소 직경은 0.1Lm에 도달해야합니다. 분명히, 활성 전극의 면적이 작을수록 신호 대 잡음비는 높아진다. 따라서, 능동 전극의 면적을 최소화하는 방법은 고성능 빔 마이크로 전극의 제조의 열쇠가되었다. 알루미나 다공성 막은 나노 스케일 미세 다공성 구조를 가지며, 이는 고성능 빔 전극의 제조를위한 양호한 조건을 제공한다. 준비 과정에서 알루미늄 시트는 양극 산화 처리되어 다공성 멤브레인을 형성 한 다음 다공성 멤브레인을 알루미늄 매트릭스에서 분리 할 수 있습니다. 금속 (예 : A u, P t 등)은 진공 증착 및 기타 방법으로 나노 크기 미세 기공에 침착 될 수 있으며, 그 표면은 도체와 연결되어 산화막의 장벽 층을 제거 할 수 있습니다. 그 다음, 빔 마이크로 전극을 얻을 수있다.

매트릭스 알루미늄의 우수한 열 전도성과 표면의 양극 처리 된 알루미늄 막의 미세 기공의 최대 내부 표면적을 사용하여 높은 열 전도성과 우수한 특성을 가진 박막을 개발할 수 있습니다. 예를 들어, Pt는 많은 화학 반응에 좋은 촉매제입니다. 실험이 있습니다. 알루미늄 양극 산화 피막을 고온의 H2PtCl6 용액에 함침시킨 후, 공기 건조시킨 후, 가열 및 소성하여 P / Al2O3 / Al 촉매 막을 형성 하였다. 실험 결과는 필름이 우수한 열전도 도와 촉매 작용을 나타냄을 보여줍니다.

물론 알루미늄으로 양극 산화 처리 한 다공성 멤브레인을 사용할 수있는 다른 영역이 있습니다. 예를 들어, 알루미늄을 양극 산화 처리 한 후에 MoS2가 막 구멍에 증착되어 우수한 윤활성을 갖는 금 산화막을 형성합니다. 액정 옥사이드 복합 필름은 알루미늄 산화물 막의 구멍을 채움으로써 제조 될 수있다. 액정은 선택도 및 배치 제어에 의해 산소를 분리 및 농축하는데 사용될 수있다. 또한, 진공 증착, 전착 및 함침에 의해, 동일한 구조 및 다른 재료 (금속, 반도체, 폴리머 등)로 코어 막으로서의 알루미나 다공성 막을 복제 할 수있다. 상이한 물질을 갖는 이들 다공성 멤브레인은 많은 분야에서 광범위한 응용 가능성을 갖는다.


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