一种提升铝阳极氧化膜抗氟腐蚀性的方法

本发明属于材料科学，尤其涉及一种提升铝阳极氧化膜抗氟腐蚀性的方法。

背景技术：

1、铝在金属元素中质地轻且柔软，是工程常用金属中密度较低者，其优点有具光泽性、导电性、导热性、高延展性及价格低廉。此外，铝化学活性强，在大气环境下，表面易形成氧化铝膜，因此，工业界在纯铝中加入其他合金元素制程铝合金，或加以表面处理提升其散热、耐腐蚀与绝缘能力。

2、阳极氧化处理是在铝底材上由溶解与沈积形成蜂巢型六角最密堆积结构，其管壁笔直且连续贯通的孔洞，再经封孔处理，结构由非晶转变成再结晶，持续一段时间，孔洞被完全填封，成为一层致密性的钝化层，来提升耐腐蚀能力与绝缘性。

3、本发明将铝材采用阳极氧化处理及封孔处理，经电感耦合式电浆(icp)通入四氟甲烷(cf4)气体，透过介电强度分析及扫瞄式电子显微镜观察，降低铝材表面的氟分子残留，进一步提升其抗腐蚀性能。

技术实现思路

1、鉴于上述背景技术，本发明的一个目的就是提供一种检测铝阳极氧化膜抗氟腐蚀性的方法，该方法包含：经由不同镀浴及成份制备铝阳极氧化膜；将铝阳极氧化膜经电感耦合式电浆通入四氟甲烷气体后进行蚀刻以获得经蚀刻铝阳极氧化膜；以及检测经蚀刻铝阳极氧化膜的介电强度及表面型貌。

2、本发明的另一目的就是提供一种提升铝阳极氧化膜抗氟腐蚀性的方法，该方法包含：首先，将铝材依次进行热处理、电解抛光、去离子水洗净、阳极氧化处理以得到初始铝阳极氧化膜；其次，将初始铝氧化膜进行封孔处理得到铝阳极氧化膜，再次，将铝阳极氧化膜经电感耦合式电浆通入四氟甲烷气体后进行蚀刻以获得经蚀刻铝阳极氧化膜；最后检测经蚀刻铝阳极氧化膜的介电强度及表面型貌。

3、优选的，所述电解抛光时使用的抛光电解液成分含硫酸、磷酸与去离子水，其相对的重量百分比为40wt%:40wt%:20wt%，施以电压10-30v，持续抛光5-15分钟。

4、优选的，所述电解抛光后的铝材需置于酸性电解液中，将阳极连接到铝材，阴极连接石墨棒，在4℃的镀液温度下进行阳极氧化处理。

5、优选的，所述酸性电解液包含硫酸、草酸、磷酸和其它混合酸中的一种，阳极氧化处理的制程条件分别为0.3-0.7m硫酸镀浴，操作电压15-35v；0.3-0.7m草酸镀浴，操作电压50-70v，以及0.9-1.2m磷酸镀浴，操作电压120-160v。

6、优选的，所述封孔处理使用沸水封孔处理、醋酸镍封孔处理或氟化镍冷封孔处理中的一种。

7、优选的，所述阳极氧化处理与封孔处理之间可包含退火处理步骤：将铝阳极氧化膜置于高温炉中通以氮气进行热处理，在300~500℃的温度下进行退火5小时。

8、优选的，所述经蚀刻铝阳极氧化膜的介电强度使用直流耐压测试器测试，介电強度值在0.75-1.5kv/mm之间。

9、优选的，所述阳极氧化处理的铝阳极氧化膜厚度分别为5-50μm硫酸镀浴、550-650μm草酸镀浴以及70-140μm磷酸镀浴。

10、本发明提供的技术方案至少具有如下技术效果：本申请公开的提升铝阳极氧化膜抗氟腐蚀性的方法，将铝材经过一系列处理后得到铝阳极氧化膜，通过电感耦合式电浆(icp)蚀刻处理来提升铝阳极氧化膜的抗氟腐蚀性能，并通过检测经蚀刻铝阳极氧化膜的介电强度和表面型貌来评估其改善效果。

技术特征：

1.一种提升铝阳极氧化膜抗氟腐蚀性的方法，该方法包含：首先，将铝材依次进行热处理、电解抛光、去离子水洗净、阳极氧化处理以得到初始铝阳极氧化膜；其次，将初始铝氧化膜进行封孔处理得到铝阳极氧化膜，再次，将铝阳极氧化膜经电感耦合式电浆通入四氟甲烷气体后进行蚀刻以获得经蚀刻铝阳极氧化膜；最后检测经蚀刻铝阳极氧化膜的介电强度及表面型貌。

2.根据权利要求1所述提升铝阳极氧化膜抗氟腐蚀性的方法，其特征在于，所述电解抛光时使用的抛光电解液成分含硫酸、磷酸与去离子水，其相对的重量百分比为40wt%:40wt%:20wt%，施以电压10-30v，持续抛光5-15分钟。

3.根据权利要求1所述提升铝阳极氧化膜抗氟腐蚀性的方法，其特征在于，所述电解抛光后的铝材需置于酸性电解液中，将阳极连接到铝材，阴极连接石墨棒，在4℃的镀液温度下进行阳极氧化处理。

4.根据权利要求3所述提升铝阳极氧化膜抗氟腐蚀性的方法，其特征在于，所述酸性电解液包含硫酸、草酸、磷酸和其它混合酸中的一种，阳极氧化处理的制程条件分别为0.3-0.7m硫酸镀浴，操作电压15-35v；0.3-0.7m草酸镀浴，操作电压50-70v，以及0.9-1.2m磷酸镀浴，操作电压120-160v。

5.根据权利要求1所述提升铝阳极氧化膜抗氟腐蚀性的方法，其特征在于，所述封孔处理使用沸水封孔处理、醋酸镍封孔处理或氟化镍冷封孔处理中的一种。

6.根据权利要求1所述提升铝阳极氧化膜抗氟腐蚀性的方法，其特征在于，所述阳极氧化处理与封孔处理之间包含退火处理步骤：将铝阳极氧化膜置于高温炉中通以氮气进行热处理，在300~500℃的温度下进行退火5小时。

7.根据权利要求1所述提升铝阳极氧化膜抗氟腐蚀性的方法，其特征在于，所述经蚀刻铝阳极氧化膜的介电强度使用直流耐压测试器测试，介电強度值在0.75-1.5kv/mm之间。

8.根据权利要求1或4所述提升铝阳极氧化膜抗氟腐蚀性的方法，其特征在于，所述阳极氧化处理的铝阳极氧化膜厚度分别为5-50μm硫酸镀浴、550-650μm草酸镀浴以及70-140μm磷酸镀浴。

技术总结
本发明属于材料科学技术领域，尤其涉及一种提升铝阳极氧化膜抗氟腐蚀性的方法，该方法包含：首先，将铝材依次进行热处理、电解抛光、去离子水洗净、阳极氧化处理以得到初始铝阳极氧化膜；其次，将初始铝氧化膜进行封孔处理得到铝阳极氧化膜，再次，将铝阳极氧化膜经电感耦合式电浆通入四氟甲烷气体后进行蚀刻以获得经蚀刻铝阳极氧化膜；最后检测经蚀刻铝阳极氧化膜的介电强度及表面型貌，通过蚀刻处理来提升铝阳极氧化膜的抗氟腐蚀性能，并通过检测经蚀刻铝阳极氧化膜的介电强度和表面型貌来评估其改善效果。

技术研发人员：呂承恩,李琦钰,陈仕林,李志潭,陈文婷,陈静芸
受保护的技术使用者：泉州职业技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25