顏溪成Yen, Shi-Chern臺灣大學:化學工程學研究所廖瑞章Liao, Ruei-ChangRuei-ChangLiao2010-06-302018-06-282010-06-302018-06-282009U0001-0408200910473300http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/186996在本研究中，吾人分兩部分探討，第一部分是鋁陽極處理的動力學研究，利用下式，設計一組實驗加以確認，於不同電流密度、電解液溫度、時間下進行陽極氧化處理，量測對應的氧化層生成膜厚與重量，檢視是否為一好的線性相關結果，試圖分析並拆解其係數，解釋電流密度、溫度等對反應的影響。究結果發現，電流密度上升、電解溫度下降，會使氧化膜生成效率被提高，於5℃、60 mA/cm2下效率最高(98%)；電流密度下降、電解溫度上升，會使氧化膜溶解效率被提高，於25℃、20 mA/cm2下效率最高(32.8%)。不同條件下之孔洞密度比如下，此結果近似SEM之結果。5℃時， n20:n40:n60 = 2.20:1.39:115℃時，n20:n40:n60 = 1.65:1.44:125℃時，n20:n40:n60 = 1.19:1.12:1二部分是以實驗設計法考慮五個影響陽極氧化反應之變因:硫酸濃度、草酸濃度、電流密度、反應溫度、攪拌轉速，分析其對生成陽極氧化鋁膜之電阻率的影響。草酸濃度和電解溫度影響最大，當操作情況為:1M sulfuric acid、0.1M oxalic acid、60 mA/cm2、15℃、350rpm下電阻率最大，為1.6926×108Ω-m；操作情況為:1M sulfuric acid、0.025M oxalic acid、20 mA/cm2、5℃、700rpm下電阻率最小，為0.1570×108Ω-m。硫酸鎂和硫酸鈉的添加則會使電阻率值大幅下降(1.69→0.1×108Ω-m)。摘要 .................................................ibstract ................................................ii錄 ................................................iv目錄 ................................................vii目錄 ................................................xi一章 緒緒 ..............................................1-1 前言 .................................................1-2 鋁及鋁合金的性質和應用 ...............................1-3 鋁及鋁合金的防護方法 .................................1-4 鋁合金組成對鋁陽極氧化膜性質的影響 ...................2-5 研究動機與目的 .......................................4二章 文獻回顧 ..........................................6-1 鋁及鋁合金的表面處理技術 .............................6-1-1 表面預處理 .........................................6-1-2 化學處理 ...........................................7-1-3 有機高分子塗裝 .....................................8-1-4 電鍍 ...............................................9-1-5 陽極氧化處理 ......................................10-2 鋁陽極氧化膜的封孔 ..................................15-3 鋁陽極氧化膜的應用 ..................................17三章 理論分析與相關技術 ...............................23-1 鋁金屬的腐蝕性 ......................................23-2 交流阻抗分析 ........................................23-3 鋁陽極處理之反應動力學 ..............................29-3-1 緻密膜層(Barrier Layer)的形成理論 .................29-3-2 多孔膜層(Porous Layer)的形成理論 ..................32-4 多孔陽極氧化層的成膜動力學研究 ......................35四章 實驗設備與方法 ...................................44-1 實驗藥品與材料 ......................................44-2 實驗項目及程序 ......................................47-2-1 鋁-1050表面預處理 .................................47-2-2 鋁-1050的陽極氧化處理-動力學探討 ..................48-2-3 鋁-1050的陽極氧化處理-實驗設計法分析影響陽極氧化膜電阻率之因子 ................................................49五章 實驗結果與討論 ...................................51-1 陽極氧化鋁的動力學研究 ..............................52-1-1 電流密度及電解溫度對生成陽極氧化膜厚的影響 ........52-1-2 電流密度及電解溫度對生成陽極氧化膜重的影響 ........53-1-3 電流密度及電解溫度對氧化膜生成電流和氧化膜溶解電流的影響 ......................................................54-1-4 動力學方程式的係數解析 ............................55-1-5 掃描式電子顯微鏡觀察與動力學結果之對照 ............56-2 以實驗設計法分析陽極氧化膜之阻抗與電阻率 ............57-2-1 陽極氧化膜之阻抗分析 ..............................57-2-2 陽極氧化膜之電阻率分析 ............................59-2-3 金屬鹽類的添加對鋁陽極氧化膜電阻率之影響 ..........62-2-3-1 XPS分析 .........................................62-2-3-2 SEM分析 .........................................63六章 結論 ............................................105號說明 ...............................................107考文獻 ...............................................1095477896 bytesapplication/pdfen-US鋁陽極處理實驗設計法AnodizationAnodic aluminium oxideDesign of experimentthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/186996/1/ntu-98-R96524084-1.pdf