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研究生:李信毅
研究生(外文):Shin-yi Li
論文名稱:陽極氧化鋁膜經擴孔後再電解著色之研究
論文名稱(外文):THE STUDY OF ELECTROLYTIC COLORING OF ANODIC ALUMINUM FILM AFTER PORE-WIDENING
指導教授:施幸祥
指導教授(外文):Hsing-Hsiang Shih
學位類別:碩士
校院名稱:大同大學
系所名稱:化學工程學系(所)
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:反射率氧化鋁電解著色擴孔
外文關鍵詞:anodic aluminumelectrolytic coloringpore-wideningreflectivity
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  本研究在探討擴孔時間對陽極膜與著色膜物性之影響,期望氧化鋁膜經磷酸擴孔後能獲得適當大小的孔洞,以利於進行電解著色時銀離子的沉積,並尋求最佳的黑色電解著色操作條件。
  實驗結果發現,氧化鋁膜孔洞半徑會隨著擴孔時間增加而變大,同時氧化鋁膜的厚度也會變薄,且硬度及光澤度也跟著降低;擴孔後再著色的氧化鋁膜其L值、光澤度、反射率都會比未擴孔者低。而著色後的氧化膜,其硬度除了跟擴孔時間有關之外,著色時間越長硬度也會越低,使用的著色電壓越大也會造成氧化膜硬度減低。從腐蝕試驗可以證實,氧化鋁膜經由著色後能有效提升抗腐蝕性質。而EDS的測試中發現,經過擴孔後的氧化膜能比未擴孔者沉積更多Ag離子。
  本實驗中最黑的氧化膜操作條件為擴孔時間2分鐘、著色電壓20V及著色時間20分鐘,著色膜有以下的物性:最低的ΔE值10.30,硬度為523Hv,光澤度為16.1,膜厚為12.6μm,在可見光波長下的反射率為6.16%。
In this research, the effects of pore- widening time on the physical properties anodic films and colored films are investigated. It is expected that suitable pore sizes can be obtained on the alumina film by the step of pore-widening in phosphoric acid. And the best operating conditions for depositing silver ions in the pores of the anodic films are found out.
It is found that, when the pore-widening time increase, anodic film thickness become thinner but pore diameter become larger, as well as hardness and gloss decrease. After electrolytic coloring, the pore-widened alumina films have low L value, gloss and reflectivity, which is lower than the films before pore-widening. The increasing of pore-widening time, electrolytic coloring time and voltage will decrease the film hardness. The corrosion test can prove that the corrosion resistance of the anodic films would be improved by electrolytic coloring. From EDS, it can find that more Ag ions can be deposited in the pores of the pore-widened anodic films.
The operating conditions to obtain the blackest anodic film in this experiment are: pore-widening time 2 minutes, electrolytic coloring voltage 20VAC and coloring time 20 minutes. The colored film has the following physical properties: the lowest ΔE value of 10.30, the hardness of 523Hv, the gloss of 16.1, the thickness of 12.6μm and the reflectivity of 6.16% at the visible light wavelength.
致謝 i
英文摘要 ii
摘要 iv
目錄 v
圖目錄 viii
表目錄 xiii
第一章 前言 1
第二章 理論基礎 4
2.1 鋁材前處理 4
2.1.1 鹼洗 4
2.1.2 酸洗 4
2.1.3 去離子水清洗 4
2.1.4 乾燥 5
2.2 鋁的陽極氧化 5
2.2.1 陽極氧化膜的構造 6
2.2.2 陽極氧化的機構 8
2.2.3 陽極處理的電解液 10
2.2.4 脈衝電流法 11
2.3 電解著色 14
2.3.1 多孔氧化膜著色的原因 14
2.3.2 電解著色的機構 16
2.4 擴孔 19
2.5 腐蝕試驗 19
第三章 實驗 22
3.1 材料與試片的準備 22
3.2 實驗裝置及儀器 24
3.3 實驗過程 27
3.3.1 前處理過程 27
3.3.2 陽極氧化程序 27
3.3.3 擴孔程序 28
3.3.4 電解著色程序 28
3.4 量測 28
3.4.1 膜厚 28
3.4.2 膜硬度 29
3.4.3 光澤度 31
3.4.4 SEM觀察 31
3.4.5 EDS測試 31
3.4.6 反射率 31
3.4.7 色差 32
3.4.8 腐蝕試驗 32
第四章 結果與討論 35
4.1 擴孔對於陽極氧化膜孔洞結構的影響 35
4.1.1 陽極氧化膜表面經擴孔後的變化 35
4.1.2 陽極氧化膜厚度經擴孔後的變化 42
4.1.3 陽極氧化膜光澤度經擴孔後的變化 42
4.2 擴孔後電解著色對於氧化膜表面的影響 45
4.2.1 色差值 45
4.2.2 膜厚 56
4.2.3 硬度 56
4.3 反射率 62
4.4 光澤度 68
4.5 腐蝕測試 72
4.6 著色膜之EDS 79
第五章 結論 81
參考文獻 83
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