化学镀铝技术十篇

化学镀铝技术篇1

【关键词】技术；热浸镀工艺；研究

一直以来，钢材都是工业建设中最为重要的基础材料，但是，钢材的腐蚀与磨损问题给人们带来了极大的困扰。随着科技的发展，相关人士对钢材的腐蚀与磨损做出了相应研究，表明在金属的表面常常会出现腐蚀与磨损的问题，如果要解决这一问题，就需要从金属表面性能着手，应用改变金属表面性能的方式有效解决腐蚀与磨损问题。因此，目前这种方式成为应用较为广泛的一种改变金属表面性能的方式。钢材经过表面改性之后，其使用寿命不仅能够被延长，还能够为工业建设单位提高相应的经济与社会效益，为此，这种方式值得被推广应用。

一、热浸镀铝工艺分析

热浸镀铝主要是将预处理过的钢铁材料放入到熔融的铝浴中，经过一段时间的保温操作后将其取出，让钢铁材料的表面有一层铝黏附在上面[1]，钢铁材料的表面层铝和钢铁材料经浸渗后会形成Fe-AL合金层，该合金层会在扩散的作用之下形成冶金结合，并且具有较高的结合强度。

尽管到目前为止关于钢的热浸镀铝形成过程没有统一的观点，但是有很多学者认为，热浸镀铝形成过程主要分为浸润、溶解、吸附以及扩散这四个阶段，这四个阶段的具体过程可表现为：润湿熔融的铝液和钢铁表面；溶解铁基表面，之后形成相应的合金层；在合金层中存在着渗入原子，该原子会不断的向内扩散，最终形成固溶体或者形成一些化合物；在合金层的表明会有一层纯金属被包覆在其中。实践表明，形成冶金结合的必要条件是：“在液态铝和固态铁接触过程中，会出现液态铝对固态铁润湿与浸流的过程。”

在整个过程中会应用到几种方式，即熔剂法、森吉米尔法以及一些其他方法，其中其他的方式主要包括无氧化法与无氧化还原法，无氧化还原法又被称之为改良的森吉米尔法。这些方式都能够有效的完成热镀铝工艺技术，值得被深入研究与分析。

熔剂法的主要工艺特点是使用专门的助浸熔剂。使用中需要对设备进行前处理与后处理。前处理设备主要有油炉、酸洗槽以及水洗槽；后处理设备主要有浸铝设备与烘干炉等。

二、热浸镀铝研究与应用趋势分析

（一）热浸镀铝技术研究

近年来，国内对热浸镀工艺研究越来越多，并且已经有成熟工艺被广泛的应用，使得该工艺进入到稳定的工业生产阶段。正是由于钢材镀铝工艺技术被广泛的应用，其实用性的要求才越来越高，此时该工艺的研究主要表现在三个主要方面，第一方面是研究温度、时间以及浸镀铝组成因素等，其目的在于能够很好的控制合金层的厚度。而在生产上最为有效并且被广泛应用的是添加硅；第二方面是对具有良好开发性能的金属化合物镀层的研究，例如AL2Zn等；第三个方面是研究热浸镀基本材料改变方式。到目前为止，森吉米尔法被应用在钢带镀铝之上，其他的材料并不适用这种方式，大部分钢结构产品应用熔剂法。其原因在于，这种方式的工艺较为灵活，能够适用于多种品种，同时也能够被多规格的生产出来，因此，有很多研究人士采用不同的工具研究熔剂法，取得了显著的效果。

（二）热浸镀铝工艺在工业上的应用趋势

首先，该工艺在应用范围上不断扩大，因此，热浸镀铝工艺在工业中也被广泛应用，并且比重也逐年增加。

其次，该工艺技术也正在向着生产工艺与设备高速、自动化等方向发展；在新技术与新装备不断涌现的基础之上，热浸镀铝工艺技术质量也不断提升，为工业生产以及化工生产等作出了极大的贡献。

最后，热浸镀工艺技术的研究，在当前已经向新的镀层品种和工艺方向研究与开发，再次基础之上镀层的耐热性与高温强度被进一步提升。

热浸镀铝技术还能够应用到其他的方面，并且在其他方面起着重要的作用，例如：

热浸镀铝技术能够在抗大气腐蚀的环境条件之下被应用。如在建筑上可以用用热浸镀铝技术作屋顶、壁板以及屋檐的排水槽等，不仅能够防止出现被腐蚀的现象，还能够延长建筑的使用寿命，减少资金的投入；在汽车工业当中，该技术还能够被用来制作消音器、遮热板以及卡车的车身架等等，在这方面的应用不仅可以节约制作材料，还能确保车辆的行驶安全；除此之外还能够被应用制造电线杆的钢支架或者带刺钢丝网等等。

热浸镀铝技术还能够在抗高温、抗氧化以及耐腐蚀的条件之下应用[2]，这与王韬，王鑫铭，尹付成等在《热浸镀锌铝合金层生长影响因素的研究》一文中有着极为相似的观点。如能够在热处理设备中担任耐热元件。能当做热交换元件，一般而言锅炉的温度比较高，而热浸镀具有较好的耐热性，可作为耐热抗蚀元件被应用。例如吹灰器的使用，锅炉的管道以及壁管等等；可做化工与锅炉管道通用的紧固部件等等。热浸镀铝技术也能够作为化工反应中的器管道以及换热器管等。

热浸镀铝技术具有较好的抗腐蚀性与耐热性，在工业中被广泛的应用[3]，该技术抗高温氧化，具有较好的抗磨性质，因此该技术在金属表面是一种极具潜力有待开发的技术，值得被相关人员研究，并且能够被应用在工业生产等各个方面，有效的带动我国国民经济的增长，从而不断推动我国社会的快速发展。

总结：

近年来，在科技不断发展的背景之下，热浸镀铝技术被广泛的应用在工业生产等各个方面。本文主要从两个大的方面着手，一方面是对热浸镀铝工艺分析，另一方面是对热浸镀铝研究与应用趋势的分析，通过分析明确了热浸镀铝工艺技术在现阶段得到了快速的发展，同时也在工业生产方面做出了重大的贡献。因此，热浸镀工艺技术值得被研究与应用。

参考文献：

[1]王建，周婉秋，施耀萍等.热浸镀Zn-Al合金钝化工艺及耐蚀性能研究[J].电镀与精饰，2012，34（3）：6-9.

[2]王韬，王鑫铭，尹付成等.热浸镀锌铝合金层生长影响因素的研究[J].热加工工艺，2013，42（18）：124-125.

化学镀铝技术篇2

1真空镀铝内衬纸的优点

1.1保质性能保质性能是决定真空镀铝内衬纸能否作为合格内衬纸的最基本属性。与复合铝箔纸相同，真空镀铝内衬纸表面细腻、光滑，可以很好地阻隔水分和香气的进出;光学效果好，对光和紫外线有良好的屏蔽和反射作用，能有效地防止光对烟丝内容物的老化作用。

1.2环保性能真空镀铝内衬纸最突出的特点就是其卓越的环保性能。相比于铝层厚度达到6～8μm，几乎不能降解和回收利用的复合铝箔纸，真空镀铝内衬纸的铝膜薄而均匀，厚度仅为0.025～0.035μm，耗铝量仅是复合铝箔纸的1/200左右，可以大大减少金属铝的消耗，从而减少不可再生矿物资源和能源的消耗，有效降低CO2排放量;内衬纸回收后可制浆再造纸，在自然界也容易自然降解［3］，可以最大限度地节约资源，保护环境。

1.3上机适应性内衬纸的上机适应性直接关系到卷烟工业企业的生产效率及产品质量，因此良好的上机适应性能是真空镀铝纸能否成为合格内衬纸的重要条件。通过对国内多家卷烟企业的考察及多次上机试验，结果表明，真空镀铝内衬纸在G•DX1(国产化ZB25)、GDX2000、XC(ZB47)、FOCKE350S等机型的包装设备中只需进行简单的机械调整，其成型质量和包装速度即能达到使用要求，避免了目前在G•DX2(国产化ZB45)型包装机组上使用内衬纸出现内衬纸烂包、折叠不良等现象［4-5］。由于真空镀铝内衬纸弹性大，折叠后容易发生反弹，所以需要内衬纸提前折叠，增加定型时间以达到精致的折叠效果，在设备上需要对完成内衬纸成型的2号轮进行改进，改进前后示意图如图1所示。具体改进内容如下:(1)在4号工位加装活动折叠器，提前折叠，增加成型定位时间。(2)将2号轮模盒突出的部分铣平，以与活动折叠器配套。(3)在1号工位加装上槽板和下槽板，以方便折叠定型。(4)在4号和5号工位之间，安装扇形挡板，增加成型定位时间。除了在机械设备方面改进外，电器方面也需做相应调整。包装设备各个位置的烟包、烟条到位检测由电感式开关改为电容式开关，这是因为真空镀铝内衬纸含铝量低，电感式开关无法感应到其存在，因而无法正常工作，而电容式开关能对烟包、烟条是否到位做出准确判断。设备改进后，能够保证内衬纸平整、精致的折叠状态，平整度、折叠精度等指标均达到了使用复合铝箔纸时的水平，包装速度也能达到380包/min以上，与使用复合铝箔纸时持平。

2真空镀铝内衬纸的生产工艺及分类

真空镀铝技术［6］是在高真空中把高纯度铝丝加热到1500℃左右，铝丝经熔化、蒸发后，气态铝附着在被镀基材的表面上，从而完成薄膜镀铝层的过程。真空镀铝内衬纸是真空镀铝技术在内衬纸生产领域中应用的产品。真空镀铝内衬纸按生产工艺不同又可分为直镀纸和转移纸。

2.1直镀纸直镀纸的生产工艺为:铝丝在真空状态下连续蒸发、气化，并均匀地附着在完成表面涂布处理的直镀原纸上，冷凝成一层极薄的铝膜，最后上色、分切，工艺流程如图2所示。直镀纸的特点是工艺简单，但对原纸的要求很高。直镀原纸采用木浆纤维原浆制成，表面有一层非常平滑的无毒无害的涂布层(涂布层一般在12～15g/m2)，平滑度在800s以上，纸张紧度比普通原纸更高。目前主要依赖进口，国内仅民丰、仙鹤纸厂能小规模生产高定量的直镀原纸。

2.2转移纸转移纸生产工艺是在真空镀铝机中，将铝层镀在经过涂布处理的转移膜(BOPP、PET膜等)上，再涂胶与普通原纸进行复合，然后将转移膜剥离，镀铝层通过胶黏作用转移到原纸表面上，其工艺流程如图3所示。转移纸的特点是可以生产出任意定量的镀铝纸和卡纸，但工艺复杂，并会产生转移膜废弃后要处理的问题。

3真空镀铝内衬纸成品纸的鉴别

由于原纸价格较高，直镀纸的价格比转移纸要高出15%左右，为了满足卷烟企业对环保的要求，市场上常出现生产厂家用转移纸冒充直镀纸的现象。直镀纸和转移纸性能及外观虽然差异不大，但依然可以从以下两个方面鉴别出真伪。(1)直镀纸的表面不是特别平整。这是因为即使是表面非常平滑的直镀原纸，仍然会有孔隙，当铝层镀到上面时就会有凹凸不平的感觉，而转移纸的铝层是镀在表面几乎没有空隙的膜上形成的，所以要更加平滑一些。(2)直镀纸背面应相对平滑、质密。这是因为纸张实质上是一多毛细孔的三维立体网状结构，表面凹凸不平。在制造直镀原纸时为了使表面的涂层与纸张结合紧密，有一个压的工艺，经受过压力的原纸的背面虽不如有涂层的正面光滑，但比普通原纸要平整、细腻很多。将以上两个特点在放大镜下观察可辨真伪。

化学镀铝技术篇3

【关键词】印制板 电镀铜 电子材料 铜箔粗化 PLC IC

1 引言

随着我国计算机电子信息技术的不断发展，电子材料领域涉及到的应用技术更加先进。电镀铜层有着良好的导电性、延展性与导热性，在电子材料行业应用广泛。电镀铜技术主要在印制电路板的生产制造中已经得到全面的应用，本文只简单描述。另外电镀铜技术在IC封装、超大规模PLC芯片铜互连技术中也得到了广泛应用，已经成为电子行业不可缺少的一种基础技术。我国的PCB生产位居世界前列，推动了电镀铜技术在我国的发展。随着对电镀铜技术的研究不断深入，目前出现了新型的多种电镀铜技术，开始进行实验并进入初步应用阶段。

2 电镀铜技术的优势与特点

在电子产品的应用过程中，印制板与IC封装中的质量问题最难分析，而且一般出现故障后维修难度最大，甚至直接报废处理。采用电镀铜技术可以有效避免问题发生的概率。通过对印制板与IC封装检测数据显示，使用电镀铜技术与之前采用的传统方法相比质量明显提升。这对于电子产品的寿命延长有着重要的意义。电镀铜技术中最为关键的是电镀铜镀液的成分组成。在上个世纪中期，电子行业多采用焦磷酸盐体系的镀铜，这种工艺的效果其实并不理想，而且镀液废水处理难度较大。电镀铜与传统的化学镀层方法相比，更加环保，而且成本更低，可操作性强。

3 电镀铜技术在铜箔粗化方面应用

在印制板制造过程中，要使用到铜箔，铜箔的表面要经过粗化处理之后，其表面才能够与绝缘基板间进行充分地结合，避免脱落。电镀铜在铜箔的粗化方面应用广泛。首先铜箔需要在低铜离子浓度、高电流密度条件下进行粗化处理，之后，在高铜离子浓度中进行固化处理。为了避免在电镀铜粗化过程中出现铜粉转移的问题，在粗化过程中要加入一定量的添加剂。添加剂量过少有会造成铜粉转移，导致铜箔与基板间结合度不够，在使用过程中会发生脱落的问题。除了印制板表面需要铜箔处理，在多层板的内部同样也需要铜箔的强化处理。在酸性硫酸盐电镀铜液中增加有机物，改变酸铜比与操作条件将会避免在黑化处理中产生的空洞问题，也就确保了层间的互连可靠性。

4 电镀铜技术在超大规模PLC芯片中的应用

目前在超大规模集成电路芯片中电子元器件的线宽已经降低到了亚微米级，而且根据摩尔定律，还会有进一步降低的趋势，这将会造成互连线的RC延迟与电迁移可靠与集成线路速度存在更大的矛盾。超大规模PLC芯片中多采用铝来作为互连线，但铝的导电性与抗电迁移方面不如铜材料好，IBM公司首先采用铜互连对铝进行取代，之后铜互连技术在我国绝大多数超大规模PLC芯片中得到广泛应用。铜镀层具有良好的导电性，倒装芯片FC载板上的电极通过突出点进行电镀金膜，与芯片上的铝电极进行连接。芯片中铜线宽已经由原来的0.25μm降低到了目前的0.09-0.15μm。在如此线宽的条件下多通过电镀铜技术的大马士革工艺技术实现。采用这一工艺技术可以有效避免裂缝现象的出现，另外可以实现线路与通孔的形成，具有沉积速度快，可操作性强。目前电镀铜技术已经成为超大规模PLC芯片互连的主要方法。

5 电镀铜技术在IC封装制作应用

在电子元器件的封装中，电镀铜技术也倍受关注。尤其是对于一些BGA的封装中都需要采用这种技术。IC封装载板采用覆晶薄膜载板，它是一种高密度的多层印制板，通过电镀铜层来对布线与交互连接。除了在IC封装中的应用，电镀铜技术还在PCB的孔制作过程中体现出了其工艺性与经济性。一张印制板上会有上千个过孔，这些过孔对各层的线路进行贯穿，同时还存在印制板表面的盲孔与内部的埋孔，每一系列的孔径与功能各不相同，位置也不同，孔内铜金属的质量将决定着印制板的层间电气互连。采用化学镀铜工艺可以形成厚度为0.5μm的镀层，之后再镀上较厚的铜层。但是这种工艺技术生产效率低，镀液不稳定，使用了一些致癌物质来作为还原剂，对操作人员的身体健康形成隐患。直接使用电镀铜工艺可以大大简化操作工艺，而且环保，适用性更强。

6 新型电镀铜技术介绍

随着现代社会对电子产品的质量要求不断提高，产品的生产工艺与材料需要不断进步。在电镀铜技术中，通过新型技术的应用，不断提高生产质量，创造更大的经济效益。目前较常见的电镀铜技术主要有脉冲电镀铜技术、超声波电镀铜技术与激光电镀铜技术。超声波产生的强大冲击波将会渗透到电极表面介质与空隙，形成彻底清洗作用，其空化作用会降低浓差极化，提高了极限电流密度，是较为先现代的一种生产工艺技术，最早起源于美国。超声波电镀铜技术在高密度多层印制电路微孔制作过程中作用明显。激光电镀层技术利用激光照射法在短时间内产生高温从而代替电镀铜液加热法，沉积的速度更快，是本体镀液沉积速率的1000倍。使用激光电镀铜成核速度更快，镀层的质量好，在未来将会在极微细电子加工领域得到广泛应用。

7 结语

随着人类需求的不断增长与科技的不断进步，高精度电子产品的制造难度不断增大。电镀铜技术通过在多个电子材料行业的应用体现出了极高的优势，也已经取得了良好的效果。电镀铜技术在筒箔粗化、IC封装等生产加工领域得到广泛的应用。随着电子产品的复杂性不断提高，采用传统的电镀铜技术已经难以满足生产需求。不断更新的电镀铜技术将会逐渐代替传统的技术方法，同时也不断提高着生产质量，推动现代电子科技行业的不断进步。

参考文献

[1]余德超，谈定生.电镀铜技术在电子材料中的应用[J].电镀与涂饰，2007（02）：43-47.

[2]张佳.基于Minitab软件的PCB电镀深镀能力研究[D].北京：电子科技大学，2012.

[3]伍恒.硅通孔中电镀铜填充技术研究[D].大连：大连理工大学，2013.

[4]王冲.PCB通孔电镀铜添加剂的分子模拟及其作用机制的研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2013.

[5]窦维平.利用电镀铜填充微米盲孔与通孔之应用[J].复旦学报：自然科学版，2012（02）：131-138，259-260.

[6]刘小平.印制线路板酸性镀铜整平剂的合成与应用[D].长沙：中南大学，2009.

作者简介

张长弓，男，四川省自贡市人，大学本科学历。研究方向为机械电子。

化学镀铝技术篇4

关键词： 铝合金； 局部镀银； 喷漆； 可剥性橡胶； 3M胶带； 结合力

中图分类号： TN305.2 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）05-0057-02

在无线电导航系统中，几乎所有的结构件内表面都需要导电良好，外表面要求具有一定的防腐性能，而且系统零件都向轻型化转变，要满足这些技术要求，镀层最好选择金和银，利用他们良好的导电性；结构件材质可选择钛和铝，利用他们比重小的优点。但是金和钛成本太高，因此，我们的结构件只有采用铝合金材质，然后零件表面进行镀银，外表面进行喷漆处理。这样既满足了导电性好，防腐性能也达到了技术要求。但在镀银层表面喷漆，面临银层与漆膜层结合力较差的问题，为了解决此问题，就必须进行局部镀银。

局部镀银就是在镀银前，先将后序需喷漆的部位进行保护，然后镀银，镀银后揭掉喷漆面的保护物。这样，在保护物所在的部位喷漆，就等于漆直接喷在基体铝合金表面，漆与铝合金表面的结合力要比漆与镀银层的结合力优异得多。从而克服了一直困扰我们的油漆膜层与镀银层之间结合力差的问题

进行局部镀银，首先要考虑用什么样的保护材料？其次，如何进行保护？最后考虑保护材料对镀银溶液有无影响，一旦有影响，怎样进行净化处理？本文就是笔者带着这些问题对局部镀银的工艺方法进行探究。

一、局部镀银保护材料的选择

铝件镀银工艺流程：

高温弱碱浸蚀清洗酸洗清洗浸锌清洗二次浸锌清洗预镀铜清洗氰化镀银回收洗清洗浸亮清洗烘干。

从工艺流程看，所选保护材料必须耐高温（80℃左右）、耐碱、耐酸，其次，保护材料在镀银后能易于剥离。

目前市售的保护材料有可剥性橡胶、可剥性漆、一般粘性胶带及3M胶带等。分别试验这些保护材料的耐酸、碱腐蚀、耐高温（碱蚀溶液最高温度80℃左右）性能以及可剥离性，试验结果见下表一。

从试验结果可以看出，可剥性漆既不耐碱又不易剥离；一般粘性胶带耐酸碱性不是很好，而且剥离后的附着物不易清洗；只有可剥性橡胶和3M胶带相对较好，且各具优缺点。根据可剥性橡胶和3M带的试验结果，利用其优缺点，将两者结合起来进行局部保护，效果会较好。

二、确定保护方法

经认真分析、思考，确定选择以下几种保护方法进行试验：

经机加过的零件，表面都有机加过程留下的冷却液，油等，在进行局部保护前，必须对表面进行除油，以增强保护层与底材金属的结合力。

（1）根据零件的形状大小制作模具，保护好镀银面；将待喷漆面边缘用宽1cm的3M胶带粘贴，后用手动喷枪向后序喷漆面均匀的预喷一层可剥性橡胶，待稍干后，再喷一遍可剥性橡胶，自然晾干。

（2）将待喷漆面边缘用宽1cm的3M胶带粘贴，然后用手工方法向后序待喷漆面刷涂一遍可剥性橡胶，待稍干后，将未刷涂到的部位再补刷可剥性橡胶。自然晾干。

（3）对一些只要求边缘部位（如盖板）及小面积需喷漆的零件，直接用3M胶带进行粘贴保护。

用以上方法保护结果见下表2：

从试验结果可以看出，喷涂可剥性橡胶的均匀性好，涂层薄，晾干时间短，但橡胶可以穿过待喷漆面的孔飞到镀银面，不易清理，影响镀银层外观及结合力。刷涂可剥性橡胶均匀性稍差一些，涂层较厚，晾干时间长，但不影响镀银面。

综合以上情况，对于喷漆面孔少，且孔易于用3M胶带粘贴的零件，采用喷涂可剥性橡胶的方法进行镀前保护；而对于喷漆面孔多，且有散热槽的零件，采用将零件直立起来，让孔与喷漆面垂直，然后进行刷涂的方法进行镀前保护。经试生产，效果不错。

三、保护材料对镀银溶液的影响

镀银溶液中含有氰化钾，CN-的络合能力比较强。保护材料特别是可剥性橡胶使用时间久了以后，难免溶于镀液中，达到一定浓度后就会对镀银层产生影响。在这方面，我们以前是吃过亏的，同时也总结了一些经验。

六年前，我们给天水某公司加工微波铜腔体，内表面镀银，外表面全部用可剥性橡胶保护。生产半年以后，客户反映，腔体在调试过程中，微波指数很难调到位，怀疑镀层厚度不够。经测试，镀层厚度符合要求，外观也没有异样，化学分析镀液各成分含量均在工艺范围之内。试着将镀层厚度从要求的7μm增加到10μm，还是调试困难；将腔体不镀银直接调试，情况比镀过银的要好一些。事实证明，镀层银的纯度有问题，只有可剥性橡胶的溶解产物夹杂在镀层中所致。

按6mL/L的比例加入30%的双氧水（稀释3～5倍加入）后，搅拌30min，静置30min，加入活性炭8g/L，搅拌30min，静置4h过滤，以0.01A/dm2～0.05A/dm2小电流密度电解处理4h后，分析调整镀液到工艺规范后进行试生产，所镀的腔体，微波指数很快调到位。

从此次事件中，我们得到了保护材料污染镀银溶液，会对镀银层产生影响；并总结了镀银溶液中可剥性橡胶溶解产物的处理方法。

四、生产应用

从上面的试验及小批量生产中，选择了局部镀银保护材料，掌屋了保护方法，清楚了镀银溶液污染后的净化处理方法，并总结获得了铝件局部镀银-喷漆工艺流程。

4.1铝件局部镀银-喷漆工艺流程

零件表面去油弱碱浸蚀流水冲洗烘干局部保护室温晾干弱碱轻微浸蚀流水冲洗酸洗流水冲洗浸锌流水冲洗二次浸锌流水冲洗非保护面镀银去除保护物，清理表面烘干喷漆（非镀银面喷漆，注意保护镀银面）干燥室温冷却去除镀银面保护物并清理表面。

4.2局部镀银生产中，镀液的维护

4.2.1局部保护，一定要等涂覆的可剥性橡胶干透后再镀银。因为湿的可剥性橡胶比较疏松，分子排列不紧密，易被CN-络合，污染镀液。

4.2.2定期对镀液进行净化处理

化学镀铝技术篇5

【关键词】光学薄膜 制备 应用

1光学薄膜的制备技术

1.1物理气相学沉积（PVD）

1）热蒸发

光学薄膜器件主要采用真空环境下的热蒸发方法制造，此方法简单、经济、操作方便。尽管光学薄膜制备技术得到长足发展，但是真空热蒸发依然是最主要的沉积手段，当然热蒸发技术本身也随着科学技术的发展与时俱进。

2）溅射

溅射指用高速正离子轰击膜料（靶）表面，通过动量传递，使其分子或原子获得足够的动能面从靶表而逸出（溅射），在被镀件表面凝聚成膜。其膜层附着力强，纯度高，可同时溅射多种不同成分的合金膜或化合物。

3）离子镀

离子镀兼有热蒸发的高成膜速率和溅射高能离子轰击获得致密膜层的双优效果，离子镀膜层附着力强、致密，离子镀常见类型：蒸发源和离化方式。

4）离子辅助镀

在热蒸发镀膜技术中增设离子发生器――离子源，产生离子束，在热蒸发进行的同时，用离子束轰击正在生长的膜层，形成致密均匀结构（聚集密度接近于1），使膜层的稳定性提光学薄膜制备技术高，达到改善膜层光学和机械性能。

离子辅助镀技术与离子镀技术相比，薄膜的光学性能更佳，膜层的吸收减少，波长漂移极小，牢固度好，该技术适合室温基底和二氧化钛等高熔点氧化物薄膜的镀制，也适合变密度薄膜、优质分光镜和高性能滤光片的镀制四。

1.2化学气相沉积（CVD）

化学气相沉积（CVD）一般需要较高的沉积温度，而且在薄膜制备前需要特定的先驱反应物，通过原子、分子间化学反应的途径来生成固态薄膜的技术，CVD技术制备薄膜的沉积速率一般较高。但在薄膜制备过程中也会产生可燃、有毒等一些副产物。

1.3化学液相沉积（CLD）

化学液相沉积（CLD）工艺简单，制造成本低，但膜层厚度不能精确控制，膜层强度差，较难获得多层膜，还造成废水、废气污染的问题。

2光学薄膜的应用

2.1应用于照明设备

利用光学薄膜的干涉特性，选择性地吸收，反射或透射照明光源中的红外辐射能量，己成为近年热性能光学控制薄膜的一个重要应用领域。其中对可见光具有很高透过率的红外高反射薄膜，用于白炽灯、卤素灯、低压钠灯等照明光源上，既可提高能量利用率，又能改变光源光谱的能量分布，满足特定照明的需求。红外高反射薄膜中用途较广的是金属-介质复合膜和全介质多层干涉膜。

采用氧化锡膜系结构的金属价质复合膜，用热蒸发方法镀制于白炽灯玻壳内表而，可使白炽灯的相对光谱能量分布中红外辐射能量近乎为零，而可见光的光谱能量却较未镀膜时有所增加，使相同功率的镀膜白炽灯输出光通量较普通灯泡变大，起到了一定的节能作用。

但是，金属――介质复合膜的热稳定性和化学稳定性较差，而且其光学特性也不够理想，因此，目前用于高温照明光源的薄膜大多选用全介质膜系结构。据称，采用二氧化钛等多层全介质干涉膜系、镀制在卤素灯的真空玻璃灯管外壁，节能已达到15%――40%，而且这类膜系属于硬膜，除了具有很好的热稳定性和化学稳定性外，还有良好的机械特性。其中适用于高功率卤素灯（常用于复印机曝光灯）和钠灯等光源的较理想是多层介质膜。该薄膜的光学特性基本上不受温度影响，具有良好的耐热性。

2.2应用于光纤通信

光纤系统也像电子线路系统一样，需要许多无源器件来实现光纤光路的连接，分路，合路，交换，隔离以及控制或改变光信号的传播特性。光学薄膜在其中一些仪器中起着十分重要的作用。在透镜扩束式连接器中，透镜表而需要镀制减反射膜，消除菲涅尔反射的影响。在光纤定向藕合器中，部分反射介质膜镀制在两透镜的结合而上。这种微光元件组成的定向藕合器，结构紧凑、简单，插入损耗较低（

目前光通信系统中实用的有源器件是掺铒光纤放大器（EDFA）。采用光学镀膜滤光片是常用的一种改善EDFA的增益平坦的手段，另外在EDFA后，探测器前放置一块窄带滤光片可以减少噪声的影响。

2.3应用于农业生产设施

有一种遮阳节能帘膜在农业上用于种植大棚，其功能主要体现在：当夏天气温过高时，反射太阳光，阻挡红外辐射，使棚内温度不至升得太高，起遮阳降温的作用；当冬天气温过低时，反射地表热辐射，使棚内温度不至降得过低，起到保温节能的作用。我国从1997年起开始自行研制新型遮阳节能帘膜，经过反复试验，终于获得成功。新型遮阳节能帘膜系采用在高分子基质材料上真空镀铝膜而制成的。因为铝镀膜层对塑料的附着力强，富有金属光泽；而且铝在所要求的波长范围内反射率较高，厚度40nm的铝镀膜层的反射率达到90%，所以其保温节能性能、耐气候老化性能、耐腐蚀性能、传热性能等都达到了国际水平，有的性能甚至超过了一些发达国家同类产品。另外，高纯度的铝价格比较便宜，这是其他镀膜材料所不及的。目前我国己能稳定地、大规模地生产新型遮阳节能帘膜，且性能价格比优于国际同类产品。

化学镀铝技术篇6

引言

随着我国航运和海洋工程事业的迅速发展，船舶、海洋平台及港口设施等海洋工程结构使用了大量的金属材料，而且投入量逐年增加。这些海洋结构材料的大量使用和海洋构筑物的建设，要求人们对钢铁等海洋结构材料在海洋环境下的腐蚀行为有正确的认识。金属材料在海洋中的腐蚀相当严重。目前全世界每年因腐蚀造成的经济损失高达数万亿美元。[1-5]研究腐蚀的目的是为了防腐，本文综述了海洋工程材料监测技术和腐蚀监测的基本要求，介绍了腐蚀防护的基本方法。

1腐蚀监测技术

1.1 腐蚀监测技术简介

腐蚀监测技术，就是对设备的腐蚀速度和某些与腐蚀速度密切相关的参数进行连续或断续测量，同时根据这测量对生产过程的有关条件进行控制的一种技术。可以了解腐蚀控制的效果，迅速、准确的判断设备的腐蚀情况和存在隐患，以便研究制定出恰当的防腐措施。[6]

腐蚀监测是腐蚀防护的基础工作，对材料的防腐起到非常重要的作用，但长期以来发展比较慢。从20世纪80年代起，国际上对腐蚀监测有了更清楚的认识，逐步发展起来了可用于工业生产的监测技术。它是由实验室腐蚀试验方法和设备的无损检测技术发展而来的，从时间上可分为传统监测技术和现代监测技术。 传统的腐蚀监测方法从原理上可分为物理测试（失重挂片法、电阻法、氢监测）、电化学测试（线性极化电阻法）、化学分析（分析铁离子、氯离子、硫化氢、二氧化碳、ph值、细菌等）。现代监测技术如：超声波法、声发射法、电位法、电阻法、电偶法、热象法、射线技术及各种探针技术[7]。近年来又出现了许多新的监测技术，如交流阻抗技术、恒电量技术、电化学噪声技术，并在这些技术基础上相应的研制了各类的腐蚀监测仪器。[8-13]

1.2 腐蚀监测方法的要求

由于腐蚀监测的目的是实现腐蚀检测，并进而实现对腐蚀的控制，所以腐蚀监测的方法应满足一下几项要求。

（1）使用可靠，可以长期进行测量，有适当的精度和测量重现性，以便确切的判定腐蚀速率。

（2）应当是无损检测，测量不需要停车。这对于高温、高压和具有放射性等工艺特别重要。

（3）具有足够高的灵敏度和反应速率，测量过程要尽可能短，以满足自动报警和自动控制的要求。

（4）操作维护简单

1.3 腐蚀监测方法的选择

选择腐蚀监测方法时，首先要明确需要获得的信息，其中包括设备管理方面需要的信息。根据这些要求，可以按下述几种情况来进行选择。表1为几种常见检测方法的比较。

（1）如果是对一种新的腐蚀情况进行判断，在腐蚀过程的本质和控制因素未知或不完全清楚的情况下，可以通过实验室模拟实验来确定某项最重要的影响因素，以确定选择某一种监测技术，解释由设备监测获得的结果。

（2）如果是监测已知系统的腐蚀行为，对于腐蚀过程的本质和控制因素已经通过相似装置成功监测明确。基于成功经验，可直接移植使用。

2 腐蚀控制技术

研究腐蚀的目的是为了防腐。实践证明，如果充分利用现有的防腐技术，广泛开展防腐教育，并采用严格的防腐设计与科学的管理，因腐蚀造成的经济损失中有20%—40%是可以避免的。[14] 大的方向来说，腐蚀控制技术应从五个方面入手：

（1）材料本身方面，合理选材，提高金属纯度，添加合金元素或进行热处理。

（2）改变环境介质的腐蚀性，如从系统腐蚀介质中除去h、溶解o2等去极化剂；

（3）采用防腐层，如涂料、塑料、橡胶等有机材料覆盖层或玻璃、陶瓷等无机材料，隔绝金属与腐蚀介质的接触；

（4）电化学保护，包括阴极保护和阳极保护；

（5）工艺控制，包括除砂除杂、调节温度、压力、流速、流动状态、金属结构尺寸、增大腐蚀余量等措施。

2.1 合理选材

（1）钢铁材料

常用的钢铁材料根据组成可分为三种：铸铁、碳钢和不锈钢。普通铸铁在碱性环境中具有相当好的耐腐蚀性能，在工程上得到广泛的应用，尤其是各类海水泵、阀门等部件。在铸铁中加入不同的合金元素，可生产出各类耐腐蚀合金铸铁，主要有低合金铸铁、高镍铸铁、高铬铸铁、高硅铸铁等。碳钢和普通低合金钢在海洋工程用金属材料中占80%以上，价格低廉、使用方便、加工性能好、使用经验丰富、可靠性高。不锈钢的耐腐蚀性在海洋大气、飞溅带、潮差带较好，在海水全浸区不锈钢的主要腐蚀特征是局部腐蚀。目前不锈钢主要应用于在海水淡化工程中的容器、管道、海水泵；海水养殖工业中的网箱、海水潜水泵等，不锈钢配件如阀门、螺栓、网等在海洋工程中也广泛使用。

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（2）铜与铜合金

铜与铜合金具有良好的力学性能、可成型性、导热性，同时在海洋环境中具有优良的耐腐蚀性。在海洋环境中，铜和铜合金常见的腐蚀类型有均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀和成分选择性腐蚀等，此外还有应力腐蚀和疲劳腐蚀发生。白铜是耐腐蚀性能最好的一类铜合金，广泛应用于海水冷凝管、换热器和仪器仪表部件；铝青铜和锰青铜适宜于作螺旋桨；锡青铜适用于制作泵体、阀门、叶轮等。其应用领域主要集中在舰船工业、滨海电厂。

（3）铝与铝合金

铝合金有较高的强度/质量比，良好的塑性和海洋大气腐蚀性能。许多铝合金在海水中也有较好的腐蚀性，近年来在海洋环境中的应用不断增加。经改性后的铝合金，目前在海水淡化冷凝管、海洋化工和船舶中用着海水换热器材料。

（4）钛与钛合金

钛与钛合金目前是所知材料中抗常温海水腐蚀性能最好的材料，即使在污染海水、热海水、流动海水、海泥中均具有良好的耐腐蚀性。在海洋工程中得到广泛应用，主要有海水淡化装置中的冷凝管、输运管道、海水换热器、海水蒸发器、海水恒温器、海水泵、耐海水船舶用管件工具。

在海洋工程中应用的其它金属材料还有很多，如锌，在海水环境中多用作牺牲阳极或者表面喷涂做防腐涂料使用；镍合金可应用于电热偶、涡轮发动机涡、燃烧室和涡轮叶片等；铅，可用于海底通信电缆保护套。[15-20]

2.2 改变环境介质

改变起腐蚀作用的介质的性质，以防止或减轻介质对金属制品或设备的腐蚀。这种方法只能在有腐蚀性的介质的体积有限的条件下使用。环境处理可分为两类：

除去或减少介质中的有害组分 常见的方法有：①去湿、防尘，以消除空气中所含的水蒸气、二氧化硫、尘土等有害组分；②除氧，是锅炉用水处理的主要技术，可有效地控制锅炉系统的水腐蚀；③脱盐，炼制前将原油中所含的各种盐类（如氯化镁）降到合理水平，以减轻对炼油设备的腐蚀，这是原油处理的重本文由收集整理要工序。④调节水系统ph，在船用锅炉水处理过程中经常使用。

添加缓蚀剂，在腐蚀介质中加入少量能显著降低腐蚀速度的物质[21]。缓蚀剂分为无机和有机两类。无机缓蚀剂有硝酸盐、亚硝酸盐、铬酸盐、重铬酸盐等氧化性缓蚀剂；有磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐等非氧化性缓蚀剂。有机缓蚀剂有胺类、醛类、杂环化合物、咪唑啉类和有机硫化物类等。这些缓蚀剂虽然化学结构不同，但在酸性介质中的缓蚀率都相当大。缓蚀剂的使用效果同腐蚀介质的各种参数和条件有密切的关系，使用时应严格选择。土耳其cukurova大学的学者研究了罗丹宁乙酸的缓蚀作用[22]，在不同的盐酸浓度下做耐腐蚀实验，结果发现，罗丹宁乙酸对低碳钢在0.1m hcl中的腐蚀有良好的抑制作用。一些缓蚀剂有毒，不能用于与制备食品的有关的介质中。此外，气相缓蚀剂（如防锈纸等）也广泛用来防止大气对金属制品的腐蚀。

2.3 表面防护

金属材料及其制品表面经处理后形成防护层，可以使金属表面与外界介质隔开，阻止两者发生作用，同时还能取得装饰性外观。表面防护是防止或减轻基体金属腐蚀应用最普遍的方法。表面防护层常见的有两类：金属镀层和非金属涂层。[23-25]

在金属表面镀层有下列方法：

⑴扩散渗镀，又称表面合金化处理。用热扩散的方法，使耐腐蚀的金属或合金渗入基体金属表面，与基体金属形成固溶体或金属间化合物，这层耐蚀的表面称为渗镀层。渗镀时把待镀件埋置在由惰性填料、渗镀金属元素和卤化物活化剂组成的包渗箱中，在氢气或惰性气氛中，于规定温度条件下保持一定的时间，使渗入的金属与基体金属互相扩散，直到基体金属表面形成合金覆盖层。具有耐蚀性能的渗入元素通常为锌、铝、铬、硅等，选择哪一种取决于基体材料和耐蚀要求。如钢渗铝可形成表面含铝25～30%的铁铝合金层，有很好的抗氧化和抗硫化性能。

⑵喷镀，借助于压缩空气或惰性气体流用喷枪把熔融金属喷射到金属制品表面，形成防护性覆盖层。这种方法常用于喷镀高熔点金属或难熔材料，或喷镀大面积工件以及用于修复工件等。喷镀的缺点是覆盖层与基体金属结合较差，覆盖层疏松。常用的喷镀方法有火焰喷镀法、等离子喷镀法等。

⑶电镀，利用直流电从电镀液中电解析出金属，并在作为阴极的工件表面沉积结晶，形成电镀层。电镀技术应用广泛，主要用于耐蚀、耐磨和装饰的器件。

此外，还有热浸镀层、金属包覆、真空镀膜、气相沉积和阴极溅射等表面防护技术。近来离子注入和激光非晶态表面处理等新技术也在迅速发展。

非金属涂层方面处理方法主要有：

①有机涂层有涂料（包括油漆）、塑料、橡胶等。无机涂层有搪瓷、玻璃等。

②化学转化膜也是非金属涂层的一种，方法是把工件放入特定的化学溶液中通过电解或浸渍处理，使工件的金属表面产生一种镀膜。化学转化膜的主要类型有磷酸盐膜、铬酸盐膜、氧化物膜和阳极氧化膜。

③暂时性防护剂是在金属制品运输和贮存时使用的。覆盖层要能防锈而且能在使用前容易除去。常用的有油膜、可剥性塑料薄膜和挥发性缓蚀剂等。

2.4 电化学防护

根据电化学原理来控制金属在电解质溶液中的腐蚀称为电化学保护，包括阴极保护和阳极保护。

阴极保护有牺牲阳极和外加电流两种方法。①牺牲阳极法是在被保护的金属设备上联接一种电极电位比它更负的金属或合金，以防止或减轻腐蚀。此法的优点是设备简单，安装方便，不需要外加电源，不会造成杂散电流的干扰，保护效果良好，应用广泛。对牺牲阳极材料的要求是：它的电极电位必须足够负，阳极极化率小；每单位消耗量所发生的电量要很大；自腐蚀很小，电流效率很高；材料来源充足，价格便宜，加工容易，安装方便而不污染环境。目前国内外常用的牺牲阳极材料有三类：镁及其合金，锌及其合金，铝及其合金。②外加电流阴极保护法是利用外加阴极电流，使被保护金属阴极极化，阻止腐蚀微电池工作，达到保护的目的。外加电流阴极保护系统包括可控直流电源、辅助阳极和参比电极三个组成部分。由于电子工业的迅速发展，外加电流阴极保护技术获得很大的进展，并且在许多领域取代了牺牲阳极法。在保护船舰和地下管道的腐蚀方面，外加电流阴极保护法已占绝对优势。特别是利用恒电位仪自动调整和控制输出电位，使被保护的设备经常处于最佳保护电位，效果更为显著。转贴于

阳极保护是将被保护的金属设备联接到直流电源的正极上，通过电流进行阳极极化，电极电位向正方向移动，增大到一定数值后，金属便发生钝化，从而大大降低腐蚀速度。阳极保护只能用于具有活化钝化性能的金属。这种新技术已应用于接触硫酸、磷酸、有机酸、液体肥料等介质的生产设备。

3结论

（1）挂片法测量的是整个试验周期内的平均腐蚀速度，但由于测量周期长且不能发现腐蚀的突然变化所以只能定性地判断，不能看出腐蚀的程度。要测量介质瞬时腐蚀速率，还要用线性极化法。

（2）电化学方法在测量局部腐蚀、点蚀时应用最广，而且通过仪器可以准确的测出数据。

化学镀铝技术篇7

关键词：自来水工程；机械；钢结构腐蚀；措施

Abstract: water engineering of the corrosion problems are common affect the normal use of engineering equipment, through some anticorrosion measures can improve the service life of equipment, ensuring the quality of projects. Through the introduction of some commonly used and advanced anticorrosion technology works, discusses their respective advantages and disadvantages of the economy in the engineering application, the contrast to explore a more reliable and practical economy antisepsis measures, and applied on tap water engineering machinery steel structure. One detailed introduces the zinc coating materials do several anticorrosion technology and applied in our country is not widely electrochemical protection technology.

Keywords: tap water engineering; Machinery; Steel structure corrosion; measures

中图分类号：TU391文献标识码：A 文章编号：

腐蚀问题遍及各个行业，腐蚀往往会造成一些直接或间接的损失，自来水工程机械钢结构的腐蚀问题便是一个普遍存在的问题。钢结构受外界腐蚀的原因有很多，比如盐碱性水的腐蚀、氧和水汽的电化学腐蚀等，就自身而言，是因为金属的热力学不稳定性。采取适当的防腐措施，不仅可以延长设备的使用寿命免去频繁更换，还可以保证设备的可靠性，具有很高的经济效益。

自来水工程机械钢结构的防腐措施有很多，传统的方法有喷（镀）锌防腐法和涂层防腐法，其他的还有如：真空渗锌法、阴极保护法等。与其他金属相比，锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属，较为活泼属低值防蚀电镀层，被广泛用于保护钢铁构件，并有一定的装饰作用。采用锌做防腐材料常见的有三种方法：热浸锌法、电浸锌法和热喷锌法。下面就将这些防腐措施做一详细的介绍和比较。

一、热、电处理方法

1. 热浸锌防腐处理

热浸锌也即热镀锌，在钢铁防腐中应用比较广泛。它通过高温浸润，使得锌液渗入除锈后的钢构件，在钢构件表层形成一层锌隔膜，利用锌材料良好的耐腐蚀性达到防腐蚀的目的。一般在技术要求上，对壁厚5mm以下的构件锌层厚度在65μm以上，壁厚较大的构件锌层厚度在86μm以上。这种方法的优点是保护周期长，工业化程度高，质量性能相对稳定。这种防腐措施一般适用于自来水工程中管状构件和板状构件，对于较大的钢结构部件存在施工工艺上的问题。热浸锌的生产工艺主要包括三个环节，即镀前处理，热浸镀，镀后处理。镀前处理即酸洗除锈和清洗，除锈不彻底可能导致锌液渗入不均匀，这样会给防腐蚀留下隐患。热浸温度也要达到600℃左右，否则也会影响锌液的浸入。

电镀锌防腐处理

电镀锌也叫冷镀锌，是利用电解原理，在构件表面形成均匀致密、结合良好的锌镀层的过程。在国内，常用的电镀溶液有：氰/氯化物、锌酸盐及硝酸盐。由于这些化学物都具有一定的污染性，氰化物（CN）有剧毒，所以此防腐处理方法一般很少用于自来水工程。电镀锌处理过程有三大环节：镀前处理（除油、清洗），电镀锌铁合金，镀后处理（钝化、干燥）。电镀得到的锌层较厚，结晶均匀细密且无孔隙，抗腐蚀性良好，在酸、碱等雾气中腐蚀较慢，有效保护紧固件基体，镀锌层经铬酸钝化后形成白色、彩色、军绿色等，美观大方，具有一定的装饰性，由于镀锌层具有良好的延展性。

2. 热喷锌防腐处理

热喷锌应用也较为常见，而且一般是采用锌―铝复合涂层。热喷锌的工序过程主要有喷砂和热喷涂两道。喷砂是利用高压空气和管道将砂粒吹到工件表面出去金属表面的锈和氧化皮，同时对构件表面增麻，增加其对锌―铝的吸附力。热喷涂锌―铝是以氧气、乙炔作为热源，通过专用工具将锌―铝雾化并超高速喷到金属表面，形成一层蜂窝状的锌―铝保护层，最后用环氧树脂或氯丁橡胶漆等涂料填充毛细孔，形成具有良好抗腐蚀性的复合涂层，加之喷砂的增麻使得涂层有效附着，因而大大增加了防腐能力，防腐周期可以达到20年左右。从初期投入来看，这种防腐措施的投入成本要比喷漆大，但是喷漆防腐每二到三年就需要维护一次，长期下来人力、物力花费大大高于热喷，而且对大、超大工件、薄件、箱体、罐体热镀无法完成的构件，采用热喷锌的方法则免去热镀变形、割断以及重焊的麻烦，也即对构件尺寸适应性强。

3. 真空渗锌防腐处理

真空渗锌技术也即多元渗锌复合防腐技术，是指在真空加热条件下钢构件与锌、铝、稀土充分接触，经过一系列的物理、化学的反应过程，使用作防腐材料的原子均匀地渗入钢铁件表层。较之传统的防腐工艺，真空渗锌技术在钢铁制件防腐蚀处理方面是一项新的工艺，它代表了钢铁防腐处理技术发展的新趋势。真空渗锌工艺在处理形状比较复杂的部件上具有很大的优势：采用真空渗锌技术得到的渗锌层结构致密、厚度均匀，比如对紧固件螺纹的防腐处理，就能够确保其紧固作用。因为采用真空渗锌技术的钢构件渗层厚度可控制在20~120μm范围以内，故而经过处理的螺纹件，牙根和牙尖部位的渗锌层厚度几乎相同，避免了“咬牙”现象的出现，解决了用热镀锌作处理时紧固件公差配合不好而影响紧固的问题。处理大型构件时不需要对构件进行切割等变形，能有力保证构件材料的机械性能。另外，在真空条件下使得锌、铝等原子渗入钢铁制件表层，这就削弱或避免了锌被氧化；渗锌层与铁的电位差小可作为阳极性保护层，同样厚度的保护层经真空渗锌得到复合层的要比其他处理方法得到的保护层防腐性能优异。电镀锌、热镀锌与钢构件基体附着力差，镀锌件被撞击时，极易发生镀层剥落，而真在空渗锌工艺下形成的渗锌层表面厚度均匀且光滑、附着力强、不易发生渗层剥落及锈斑等异常现象。真空渗锌技术处理过的构件表面硬度高于热镀锌处理的近六倍。

二、其他处理方法

1．油、液涂层法

涂层法是指在处理构件上涂抹一些防腐性原料，如防锈漆、水性防腐涂料及防腐油等。涂层首先也需要除锈，常用喷砂、喷丸的方法除去构件表面的锈迹和油污，至金属发出原有光泽。涂层原料的选用要考虑环境因素，为保证涂层能很好地粘付与构件表面，要在适当的温度和湿度下进行处理。涂层法的防腐蚀性一般并不突出，又由于施工简单，投入成本低廉，因而常用于室内钢结构或相对易于维护的室外钢结构的防腐保护。

阴极保护防腐处理

在我国，电化学保护使用率相对较低，但是随着阴极保护技术的日趋成熟，它的应用也越来越广泛。阴极保护是一种电化学保护，常用于水下或地下结构。它利用阴极保护效应，通过在金属表面施加一定的直流电流保，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，就会有效抑制阳极溶解腐蚀过程，从而达到保护金属构件的目的。阴极保护又分为：牺牲阳极阴极保护和强制电流阴极保护。牺牲阳极法是用一种电位比被保护金属还要负的金属与被保护的金属结构物电性连接在一起，通过电负性金属或合金的不断溶解消耗，向被保护物提供保护电流，使金属结构物获得保护。其优点是：一次投入费用较低，施工及维护简单，具有接地和保护的双重作用，而且对邻近金属设施无干扰影响。但因其驱动电位低，保护范围小，当土壤电阻率大于50Ω•m，不考虑选用牺牲阳极保护法。

一般情况下，我们会将阴极保护和涂层法的结合起来使用，从而既经济又有效地保护地下或水下的金属构件。性能良好的涂层能够覆盖构件99%以上的外表面，达到很好的防腐效果。然而，理想的涂层是不存在的，由于涂层本身存在的缺陷，如涂层的老化及涂层微小针孔的存在，外加施工和运行过程中不可避免涂层被破坏，这些缺陷将最终导致金属局部腐蚀的产生。阴极保护和涂层法的结合使用正是互补了两者的缺陷，对于或防腐涂层很差的地下或水下金属构件，不失为最理想的防腐措施。

参考文献：

[1]、盛辉等.钢结构电弧喷涂锌复合涂层长效防腐工艺.石家庄铁路工程职业技术学院学报.2002年第3期.

[2]、孙维华.自来水工程机械钢结构防腐的措施比较与施工工艺.机电信息.2003年15期.

[3]、陈金.热镀锌锌灰、锌渣的再生利用研究.河北理工大学.2007.

[4]、王莉.钢结构防腐系统知识.山西建筑.2006年12期.

化学镀铝技术篇8

关键词：金属 腐蚀 措施

一、金属材料的腐蚀

金属材料的腐蚀，是指金属材料和周围介质接触时发生化学或电化学作用而引起的一种破坏现象。由于金属材料的腐蚀可造成设备的跑、冒、滴、漏，污染环境，甚至发生中毒、火灾、爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费。

按照金属的腐蚀机理可以将金属腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类。不管是化学腐蚀还是电化学腐蚀，金属腐蚀的实质都是金属原子被氧化转化成金属阳离子的过程。

1.化学腐蚀

化学腐蚀是指金属与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏其腐蚀过程是一种纯氧化和还原的纯化学反应，即腐蚀介质直接同金属表面的原子相互作用而形成腐蚀产物。反应进行过程中没有电流产生，其过程符合化学动力学规律。

2.电化学腐蚀

电化学腐蚀是金属与电解质溶液发生化学作用而引起的破坏。反应过程同时有阳极失去电子，阴极获得电子以及电子的流动，其历程服从电化学的基本规律。电化学腐蚀又根据其电解质溶液酸碱性的不同分为吸氢腐蚀和析氢腐蚀。

二、金属材料的主要防腐措施

金属材料化学性质活泼，遇潮湿空气易生锈或者遇酸碱等腐蚀性物质易被腐蚀这些问题都在一直困扰金属建材生产商。金属生锈或被腐蚀后除了弃之不用没有其他办法了吗？金属的防腐蚀一直是一个热门话题，防腐蚀技术也在不断提高，从在金属表面涂抹其他材质到电镀再到加入其他具有缓蚀作用的缓蚀剂，金属防腐蚀技术在稳步前进。对在腐蚀性介质中的金属材料及其制品，采用各种不同的防腐蚀技术，以延长金属制品的使用寿命，保证工艺设备的安全和顺利运行（见金属腐蚀）。防腐蚀技术主要有下列几类：

1.合理选材

合理选材这是防止和控制设备腐蚀的最普通和最有效的方法之一。选材务必做到：①了解环境因素和腐蚀因素，包括介质的种类、浓度、温度、压力、流动状态、杂质种类和数量、含氧量，以及有无固体悬浮物和微生物等；②研究有关资料数据；③按实际条件进行模拟试验，以获得选材的可靠数据。由此了解材料的耐蚀性能及其工艺特性；④综合考虑材料的耐蚀性和经济性；⑤考虑合适的防腐蚀措施。

根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。如，在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀的能力。

2.形成保护层

表面防护金属材料及其制品表面经处理后形成防护层，可以使金属表面与外界介质隔开，阻止两者发生作用，同时还能取得装饰性外观。表面防护是防止或减轻基体金属腐蚀应用最普遍的方法。在金属表面覆盖各种保护层，把被保护金属气腐蚀性质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法。表面防护层常见的有两类：金属镀层和非金属涂层。

金属镀层在金属表面镀层有下列方法：

2.1扩散渗镀又称表面合金化处理

用热扩散的方法，使耐腐蚀的金属或合金渗入基体金属表面，与基体金属形成固溶体或金属间化合物，这层耐蚀的表面称为渗镀层。渗镀时把待镀件埋置在由惰性填料、渗镀金属元素和卤化物活化剂组成的包渗箱中，在氢气或惰性气氛中，于规定温度条件下保持一定的时间，使渗入的金属与基体金属互相扩散，直到基体金属表面形成合金覆盖层。具有耐蚀性能的渗入元素通常为锌、铝、铬、硅等，选择哪一种取决于基体材料和耐蚀要求。如钢渗铝可形成表面含铝25～30%的铁铝合金层，有很好的抗氧化和抗硫化性能。

2.2喷镀借助于压缩空气或惰性气体流用喷枪把熔融金属喷射到金属制品表面，形成防护性覆盖层

这种方法常用于喷镀高熔点金属或难熔材料，或喷镀大面积工件以及用于修复工件等。喷镀的缺点是覆盖层与基体金属结合较差，覆盖层疏松。常用的喷镀方法有火焰喷镀法、等离子喷镀法等。

2.3电镀利用直流电从电镀液中电解析出金属，并在作为阴极的工件表面沉积结晶，形成电镀层。电镀技术应用广泛，主要用于耐蚀、耐磨和装饰的器件。

此外，还有热浸镀层、金属包覆、真空镀膜、气相沉积和阴极溅射等表面防护技术。近来离子注入和激光非晶态表面处理等新技术也在迅速发展。

非金属涂层常用于提高制品的耐蚀性和装饰性。有机涂层有涂料（包括油漆）、塑料、橡胶等。无机涂层有搪瓷、玻璃等。

化学转化膜也是非金属涂层的一种，方法是把工件放入特定的化学溶液中通过电解或浸渍处理，使工件的金属表面产生一种镀膜。化学转化膜的主要类型有磷酸盐膜、铬酸盐膜、氧化物膜和阳极氧化膜。

暂时性防护剂是在金属制品运输和贮存时使用的。覆盖层要能防锈而且能在使用前容易除去。常用的有油膜、可剥性塑料薄膜和挥发性缓蚀剂等。

环境（介质）处理改变起腐蚀作用的介质的性质，以防止或减轻介质对金属制品或设备的腐蚀。这种方法只能在有腐蚀性的介质的体积有限的条件下使用。环境处理可分为两类：

化学镀铝技术篇9

我国“九五”计划和2010 年发展规划中对建筑节能提出了新标准，要求实施建筑节能65％的目标，其中门窗列首位。因此，在开发新型结构门窗时首先是要适应建筑节能的要求。隔热铝合金门窗具有保温、隔热、隔音性能好，且防结露等优点，并能实现节能65％左右，是真正的节能环保产品，正确把握铝合金门窗的性能和特点来应用于建筑工程中具有重要意义。

关键词：

隔热；铝合金门窗；建筑节能；应用

Abstract:

Our country "the ninth five-year plan and the 2010 development plan of building energy in put forward the new standard, for the implementation of the building energy efficiency 65% targets, with the doors and Windows listed first. Therefore, in the development of new structure when window first is to adjust to the requirement of building energy efficiency. Heat insulation aluminum alloy doors and Windows have heat preservation, adiabatic, sound insulation performance is good, and condensation prevention and other advantages, and can realize the energy saving of about 65%, is the real energy conservation and environmental protection products, aluminum alloy doors and Windows correctly grasp the performance and characteristics of architectural engineering of to apply to have the important meaning.

Keywords:

Insulation; Aluminum alloy doors and Windows; Building energy efficiency; application

中图分类号： TU512.4 文献标识码：A 文章编号：

1、隔热铝合金门窗概述

1.1节能原理

隔热铝合金门中采取在内部加入隔热条的方法，把铝型材的内部隔断，能够防止热量的传导过程从而使得热量能够保存。一般来说，隔热铝合金型材门窗的热传导性相对于非隔热铝合金型材门窗会降低40％-70%。

1.2特性及优点

（1）、降低热传导

隔热铝合金型材的热传导系数为1.6W/（m2·K）—3.3W/（m2·K），而普通铝合金型材的热传导系统一般达到130W/（m2·K）—160W/（m2·K）；而且如果采用中空玻璃结构，其热传导系数为3.15W/（m2·K）—3.57W/（m2·K），相对低于普通铝合金型材的6.63W/（m2·K）-6.76W/（m2·K），能够有效减少那些通过门窗传导的热量。

（2）、材料的稳定性

铝型材的结构型式，符合建筑上力学中的一切原理。与其它材质相比， 具有更高的抗腐性， 不会因受潮而变形，不会因阳光照射而萎缩软化，更不会因冰冻和紫外线而变脆。

（3）、防冷凝

通过采用隔热条的技术，可以让铝材内表面的温度与室内温度接近，降低室内水分因过饱和而冷凝在型材表面的可能性。

（4）、降低噪音

铝合金门窗中通过使用不同厚度的中空玻璃结构和空腔结构，能够减少低声波的共振效应，减少声音的传递效果，降低噪音能达到25dB 以上。

（5）、保护环境

隔热铝合金在降低热传导的同时就能减少能量的消耗，这样就能使得室内温度偏差不会太明显，可以减少住户空调以及暖气的使用量，达到了节能减排的效果，对环境起到一定的保护作用。

2、影响隔热铝合金门窗节能效果的因素

2.1 铝合金材料性能

首先是铝合金材料的隔热性，如果采用一般的隔热性能不佳的材料，如聚氯乙烯隔热条或比较劣质的尼龙隔热条，由于聚氯乙烯隔热条的线膨胀系数相对铝合金而言比较大，而且其与铝材的性能对比相差过大，存在强度低、耐热性及抗老化性差等劣势，在实际使用中常常会因热胀冷缩，造成聚氯乙烯隔热条在铝型材内出现松动，进而使得门窗松动，甚至造成门窗整体变形、散架、脱离等严重的后果。

其次是铝合金材料的力学性能，如铝型材的壁厚偏薄，未达到GB/T 8478-2003《铝合金门》、GB/T 8479-2003《铝合金窗》规定的2.0mm、1.4mm厚；铝型材的抗拉强度( 硬度) 偏低等，这种劣质型材制作的门窗，在自重及外部风荷的作用下，易产生变形，破坏门窗的密封性能，从而降低门窗的保温隔热性能。

2.2 门窗玻璃及附件性能

（1）、门窗玻璃的用料

目前我国铝合金门窗普遍采用单层玻璃(在我国南方地区比较普遍)或普通双层玻璃，由于单层玻璃及普通双层玻璃的传热系数较大(传热系数6.10W/(m2·K) 左右)，因此其保温隔热效果不佳。因此，应该选用空玻璃、Low-E 玻璃( 低辐射镀膜玻璃)、真空玻璃、镀膜玻璃等具有良好隔热性能的玻璃。

（2）、门窗附件的用料

门窗附件的材料问题也会影响隔热铝合金门窗的性能，主要体现在密封胶条及尼龙毛条的质量问题上，例如胶条老化断裂、脱落；门窗锁损坏，出现故障或上锁时间隙过大、合页损坏等诸多因素均可对门窗的密封性产生影响，最终导致门窗的保温隔热性能下降。

2.3 门窗的安装

隔热铝合金门窗的安装问题同样会影响到节能效果的发挥，如门窗滑轮安装未调整到位，密封条安装不紧密，与下框形成较大间隙；平开门窗合页及锁具因调整未到位，关闭时间隙大等问题都会导致门窗的密封性能不佳，一方面会影响房屋的封闭性和隔热性，同时也会带来隔音效果不好等后果。

3、隔热铝合金门窗中应用的注意事项

3.1 门窗节点设计优化

隔热门窗的四周一律采用高性能密封技术，防止空气渗透热损失，同时也能提高气密性、水密性以及隔声、保温、隔热等效果；在门窗开启的型材重合部位必须采用三层密封胶条，形成多层等压腔来提升门窗的气密性和水密性；双管状隔热冷桥技术的使用，同时采连接过度件和组角件使用挤压铝合金型材来确保连接的强度。

3.2门窗铝型材的选用

所有铝合金隔热型材的使用，必须符合《铝合金建筑型材第六部分：隔热型材》及GB/T 8478-2003《铝合金门》、GB/T 8479—2003《铝合金窗》的相关参数、规格的要求，以避免热胀冷缩现象带来的隔热桥破坏，保证隔热节能效果，以及隔热材料的抗拉强度(硬度)、膨胀系数和弹性模量等。由于铝合金隔热型材的质量鉴定都要通过专业机构的检测，因此尽量选择正规厂家生产的合格铝合金隔热型材。

3.3门窗玻璃的选用

中空玻璃可以通过增加空气层厚度或层数、或者向空气层中填充惰性气体等技术使空气层无空气对流，达到降低传热、提高节能效果；Low-E 玻璃不仅能降低太阳光的直接辐射传热，还能大幅降低对流传导传热，具有阻止热辐射直透和对流传导的作用；而真空玻璃两层玻璃的夹层为真空，气体传热基本可忽略不计，且内壁镀有低辐射膜，辐射传热较小。因此，门窗玻璃宜采用中空玻璃、Low-E 玻璃( 低辐射镀膜玻璃)、真空玻璃、镀膜玻璃等来实现隔热节能的效果。

4、结束语

我国于2004年11月01日了《铝合金建筑型材标准》，该标准在2000年版本的基础上增加了隔热型材标准的说明，对建筑外窗、幕墙上隔热型材的使用给予了指导性意见。而随着国家节能法规的不断完善，以及用户由于环保意识的不断加强而对节能型技术的要求越来越高，铝合金隔热型材将会被越来越广泛的运用到建筑当中。

参考文献：

1、中华人民共和国建设部. GB50176-93民用建筑热工设计规范[S].北京: 中国计划出版社， 1999.

2、国家标准《铝合金建筑型材第6部分: 隔热型材》GB 5237. 6，2004.

化学镀铝技术篇10

关键词：幕墙材料；幕墙防腐；表面处理；

一、引言 ：材料是保证幕墙质量和安全的物质基础。幕墙所使用的材料，概括起来，基本上可有四大类型，，即：骨架材料、板材、结构粘结及密封填缝材料、五金配件等。骨架材料主要有铝型材和钢材两种。板材主要有玻璃、铝板、石材、不锈钢板、陶板、千思板彩钢板、阳光板等。结构粘结及密封填缝材料主要包括硅酮结构胶、耐候密封胶、间隔双面胶带、密封胶条、泡沫棒、保温岩棉等。五金配件主要包括开启附件、预埋件、转接件、连接件等。本文主要介绍幕墙骨架材料表面处理方式及检验标准。

二、骨架材料

幕墙所采用的骨架材料主要有两大类，一种是铝合金型材，一种是钢材。主要用于制作幕墙框架（也称幕墙龙骨）和面材板块的副框。一般来讲，铝合金型材用做玻璃、铝板幕墙的龙骨和副框，钢材则用做石材幕墙的龙骨。幕墙虽然不承受主体结构的荷载，但处于建筑物的外表面，经常受自然环境不利因素的影响，因此骨架材料必须做表面处理。不仅可以提高表面耐腐蚀性能，保持表面光泽不易划伤，还能使型材表面具有坚固的抗风化性能，保持型材表面的美观，进而满足建筑艺术色彩的要求，使建筑长期具有魅力的外观。

1.铝合金型材

幕墙型材一般采用6063-T5 和6063-T6牌号的铝镁硅合金。其表面处理方式主要有以下四种：

1.1） 阳极氧化

以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中，利用电解作用，使其表面形成氧化铝薄膜的过程，称为铝及铝合金阳极氧化处理。

[1]根据国家标准《铝合金建筑型材》GB/T5237 规定的质量要求阳极氧化膜厚度级别应满足以下要求：AA10级平均膜厚≥10μm，局部膜厚≥8μm；AA15级平均膜厚≥15μm，局部膜厚≥12μm；AA20级平均膜厚≥20μm，局部膜厚≥16μm；AA25级平均膜厚≥25μm，局部膜厚≥20μm。

1.2） 电泳涂漆

以阳极氧化（着色）后的制品作为阳极，铝或不锈钢为阴极，置于热固化型丙烯酸透明树脂溶液中，在外电场的作用下，带负电荷的涂料粒子向制品移动，从而在其表面形成一层带有胶粘性的漆膜。

1.3） 粉末喷涂

把干燥粉状物吸附于金属工件，经过200℃左右高温烘干后，粉状物固化成为一定厚的坚固光亮的涂层。主要成份：环氧树脂、聚脂聚氨脂与它们之间的不同组合。

工艺过程：铝型材经表面予处理，然后在铬酸盐溶液中进行化学氧化；清洗干燥后进入喷粉室，在强电场（40～100KV）中，通过喷枪（0.1～0.8×10pa）将带负电荷的粉未均匀地喷涂在型材表面上，所以能保持长时间粘合并能达到100μm。最后在烘干固化室固化，这种涂层抗蚀性、耐热性、硬度都很高，色泽鲜艳、颜色多达几十种，成本较低。

色料有机物粉末喷涂是根据国际GB/T5237.4F进行的，前处理的铬化效果足以保证涂层的附着力，继后的喷涂氧化膜总厚度应超过40微米和小于120微米。涂料层一般是75±5%的半高光状态的聚丙烯或聚脂户外粉，也可以选用小于30±5%光泽的高档亚光细皱户外粉，颜色有上千种供选择，不论是涂层质量，还是附着力、耐候性、耐剥落性能，均能达到理想的效果。

1.4） 氟碳漆喷涂

氟碳是以聚偏二氟乙烯树脂（PVDF）为基料，双组份聚氨酯漆、丙烯酯漆配以金属微粒或云母晶体为色料制成的水性涂料，氟/碳化学键与氢离子的结合形式是最稳定、最牢固的结合。喷涂是依据国标GB/T5237.5进行，同样要进行铬化前处理以保证涂层的附着力，一般要经过底涂、面涂配色和罩光三层涂料处理，颜色可自由选择，涂层经较高温度固化后形成不亚于汽车涂漆的外表面效果，使铝材表面具有较高的硬度和恶劣气候环境下优异的抗褪色性、抗起霜性、抗大气污染、抗裂性以及抗紫外光等性能。氟碳喷涂的平均膜厚≥40μm，局部膜厚≥34μm。

2.钢材料

比较大的幕墙工程都要以钢结构为主骨架，铝合金幕墙与建筑的连接构件大部分也采用钢材，钢材主要以碳素结构钢Q235B 为主，也使用低合金钢和耐候钢。用于幕墙的钢材主要有槽钢、工字钢、方钢、角钢等。具体规格与型号应由计算决定。由于钢材的耐用腐蚀性较差，必须采取防腐蚀措施。[2]幕墙规范JGJ102-2003 规定，幕墙用碳素结构钢和低合金高强度结构钢应采取有效的防腐措施。其表面处理方式主要有以下四种：

2.1） 热浸镀锌

热浸镀锌具有镀层较厚，耐腐蚀性好的特点。但表面光洁度较差，装饰性较差。一般用于幕墙不可视位置。镀层厚度一般在80μm左右。在建筑装饰行业的埋件、转接件，支撑件大部分以热浸镀锌为主，当钢板厚度小于3 mm且大于等于1.5mm时热浸镀锌层最小厚度55μm，当钢板厚度小于6 mm且大于等于3mm时热浸镀锌层最小厚度70μm， 当钢板厚度大于6 mm时，热浸镀锌层最小厚度85μm。此时热浸镀锌的防腐效果较好，但钢件的结构尺寸大小受到一定的限制。

2.1）钢件表面热喷涂金属

热喷涂金属锌、铝及锌铝合金是一种长效防腐方法，一次涂层厚度可以达到100μm以上，附着力强，在腐蚀环境比较严重的环境下需要在金属涂层的表面进行孔隙的封闭处理，这样可以达到长效的防腐目的。一般采用环氧树脂涂料或聚乙烯树脂涂料进行表面孔隙的封闭处理。热喷涂金属使用等离子喷枪时，劳动条件比较差，要求钢件表面处理质量高。热喷涂金属在钢结构重防腐上逐渐开始应用。

2.3） 表面涂漆

钢件常用的防腐漆有：油性酚醛涂料、醇酸涂料、高氯化聚乙烯涂料、氯化橡胶涂料、氯磺化聚乙烯涂料、环氧树脂涂料、无机富锌涂料、有机硅涂料、过氯乙烯涂料、丙烯酸聚氨脂。常用的涂漆方法有：手工刷漆和喷漆两种方法，设备比较简单，施工方便，是目前钢件防腐施工的最常用的方法。

2.4） 粉末喷涂

一般常用于装饰用钢件的防腐，装饰效果好，是一种环保型涂料，设备比较复杂，占用的车间面积比较大，钢件的尺寸和重量受到一定的限制。钢件表面粉末喷涂分为皱纹面、低光面、半光面、高光面等。表面粉末喷涂件应注意保护，一旦发生喷涂层脱落、划伤很难修补，一般采用同种粉料人工喷上，再用高温灯光烤，但效果不理想，也有用涂醇酸漆和环氧漆作临时的防腐。较大、较重的钢件或需要现场焊接的钢件最好不要采用粉末喷涂。对于钢构件来讲，表面的防腐要求是不一样的，首先应按照用户要求来执行，如果用户无具体要求，则按钢件的工作环境、防腐年限、涂料产品等因素选用适当的防腐措施。

本文介绍了幕墙骨架材料的几种主要的表面处理方式，在实际工程中，还有很多种其他防腐措施。设计时应根据具体要求具体分析，采用最适合的防腐措施。

参考文献