Работа 4. Анодирование алюминия

Цель работы: получение оксидной пленки на алюминии путем анодирования и испытание ее защитных свойств в зависимости от продолжительности процесса.

Аппаратура и методика работы

Получение оксидной пленки. В стеклянный стакан налить электролит для анодирования алюминия – 20%-ный раствор H₂SO₄. Установку для проведения работы собрать по схеме, изображенной на рис. 1, где 1 – источник тока, 2 – вольтметр, 3 – свинцовый катод, 4 – алюминиевый образец, 5 – стеклянный стакан, 6 – термостат.

Алюминиевый образец зачистить, обезжирить, промыть водой, высушить фильтрованной бумагой и поместить в стакан с серной кислотой. Установить в цепи напряжение 12 В. Напряжение на ванне поддерживать постоянным в течение всего процесса оксидирования. По истечении 10 мин. выключить ток, отсоединить алюминиевый образец (анод), промыть его водой, просушить фильтрованной бумагой и в сушильном шкафу при 100 – 120 °С.

Аналогично провести оксидирование еще четырех алюминиевых образцов в течение соответственно 10, 15, 20 и 30 мин.

Рис. 13. Схема установки для анодирования алюминия

Уплотнение (наполнение) оксидной пленки. Один алюминиевый образец после 10 минутного анодирования погружают в стакан с нагретой до 92 – 98 °С дистиллированной водой и выдерживают в нем 25 минут. После этого образец вынуть из стакана, просушить фильтрованной бумагой и в сушильном шкафу.

Определение защитных свойств оксидной пленки. Защитные свойства оксидной пленки на алюминии можно приближенно оценить по времени, по истечении которого нанесенная на поверхность пленки капля раствора, состоящего из 3 г К₂Сr₂О₇, 25 мл НСl (d = 1,16) и 75 мл Н₂О, зеленеет. Переход оранжевой окраски капли в зеленую наступает в результате восстановления алюминием шестивалентного хрома до трехвалентного после растворения пленки А1₂Оз. Этот процесс протекает в две стадии по реакциям:

;

;

.

Защитные свойства оксидной пленки считают достаточными, если время, после которого наступает позеленение капли, составляет не менее 4 мин. При температуре испытания 18 – 21 °С, не менее 3,5 мин при 22 – 26 °С и не менее 2,5 мин. При 27 – 32 °С.

Обработка опытных данных

Результаты трех определений для каждого образца записывают в таблицу.

Режим анодирования:

состав ванны

температура процесса

напряжение______________________________________

Но­-	Продолжи-­	Время	от момента нанесения капли				Оценка
мер	тельность	до позеленения, мин, на участке				защитных
образ­-	анодирования,	образца				свойств
ца	мин	верх­-	центра-	нижнем	Среднее	оксидной
		нем	пьном		значение трех опре­- делений	пленки по времени капельной пробы

На основании полученных данных построить график защитных свойств пленки А1₂О₃ от времени оксидирования, откладывая по оси ординат – защитные свойства по капельной пробе.

В выводах необходимо объяснить причину повышения защитных свойств пленки после ее уплотнения, а также дать анализ полученного графика.

Контрольные вопросы

1. В чем сущность метода анодирования алюминия?

2. Как можно улучшить качество анодных пленок на алюминии?

3. Способы оценки качества оксидной пленки на алюминии.