臺灣博碩士論文加值系統

鋁合金被廣泛用在各種消費性電子產品，且大多用於產品外觀上。本研究目的在於精確控制陽極處理後鋁合金產品表面的光澤度及粗糙度，以達到外觀品質的要求。研究將重點觀察陽極處理過程中，其化學拋光對於6063-T6鋁合金表面的影響。鋁合金表面外觀在經過化拋槽的浸泡，其磷酸、硫酸、添加劑及鋁離子在各不同比例調配上，光澤度及粗糙度會產生何種的變化。故實驗設計多個不同比例的配比，對鋁合金進行化學拋光實驗，再利用光澤度計及粗糙度檢測儀測量化學拋光後的表面變化。研究觀察到磷酸及硫酸對鋁合金表面拋光程度相近，但不同比例的配比對拋光後的光澤度及粗糙度有不同程度的差異。此外，實驗發現化拋槽內的鋁離子濃度對光澤的影響也非常大。藉由實驗結果得知，必須精確控制磷酸與硫酸兩者之間的比例以及鋁離子濃度，才能達到特定的光澤度27Gu及表面粗糙度3.3μm的要求。

Aluminum alloys are widely used in consumer electronics, primarily used for product appearance. The purpose of this study is to precisely regulate the gloss and roughness of the anodized product to meet the appearance quality requirements. The research focuses on observing the effects of chemical polishing on the surface of the 6063-T6 aluminum alloy during the anodizing process. The surface appearance of the aluminum alloy is changed after immersion in a chemical polishing tank with different proportions of phosphoric acid, sulfuric acid, additives, and aluminum ions to discover how the gloss and roughness are changed. Therefore, the experiment designs multiple ratios and conducted chemical polishing experiments on aluminum alloys. The surface changes after chemical polishing are measured using a glossmeter and roughness detector. Experimental results reveal that phosphoric acid and sulfuric acid polish the aluminum alloy surface to a similar degree. However, different ratios result in different degrees of the gloss and roughness after polishing. In addition, the concentration of aluminum ions in the chemical polishing tank also significantly affects gloss. Based on the experimental results, it is known that precisely controlling of the ratio between phosphoric acid and sulfuric acid as well as the concentration of aluminum ions is necessary to achieve specific requirements for glossiness and surface roughness.

摘　要 i
ABSTRACT ii
致謝 iv
目　錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 1
第二章 文獻探討 3
2.1 鋁合金原料成份特性 3
2.2 金屬表面噴砂處理 4
2.2.1 噴砂的原理 4
2.2.2噴砂材質的種類 5
2.2.3 噴砂的製程工藝 5
2.3 鋁合金化學拋光 5
2.3.1 化學拋光原理 5
2.3.2 化學拋光材料 7
2.3.3 磷酸與硫酸化學拋光 7
2.3.4添加劑的組成 8
2.3.5 化學拋光的製程參數 9
2.4 鋁合金陽極氧化 9
2.4.1 陽極氧化原理 9
2.4.2 氧化膜的形成 10
2.4.3 硫酸陽極氧化 11
2.5 陽極氧化封孔處理 13
2.5.1 封孔原理 13
2.5.2 醋酸鎳封孔 13
2.6 表面檢測儀器及測量方法 14
2.6.1 光澤度檢測原理 14
2.6.2 粗糙度檢測原理 15
第三章 研究方法 16
3.1 實驗材料 16
3.2 實驗設備 16
3.2.1 實驗器具準備 16
3.2.2 實驗使用器具的安裝 18
3.3 實驗步驟 19
3.3.1 實驗準備及方法 19
3.3.2 化學成份分析及測量 21
3.3.3 化學拋光處理定量化資料庫建立 22
3.3.4 光澤度檢測及顯微鏡觀察材料表面組織形貌 25
第四章 實證結果與分析探討 26
4.1 各項成份比例對鋁合金表面的形貌影響 26
4.1.1 磷酸與硫酸比率影響 26
4.1.2 鋁離子濃度的影響關係 28
4.1.3 三乙醇胺濃度的影響關係 29
4.2結果分析 31
第五章 結論與建議 33
5.1實驗結論 33
5.2實驗延伸建議 34
5.3未來研究建議 35
參考文獻 36

[1] Hsu, C.-H. (2020). Process performance analysis and improvement for the manufacture of 6063 aluminum alloy. Metals, 10(5), 605.
[2] Inayoshi, S., Saito, K., Tsukahara, S., Ishizawa, K., Nomura, T., & Kanazawa, M. (1998). Chemically polished aluminum alloys with low outgassing rate. Journal of the Vacuum Society of Japan, 41(6), 574-580.
[3] Kigle-Boeckler, G. (1995). Measurement of gloss and reflection properties of surfaces. Metal Finishing, May, 45-50.
[4] Lin, M.-Y., Hsiao, P.-S., Sheu, H.-H., Chang, C.-C., Tsai, M.-S., Wuu, D.-S., & Lee, H.-B. (2021). Improving the corrosion resistance of 6061 aluminum alloy. International Journal of Electrochemical Science, 16, Article 211053.
[5] Sajjad, U., Abbas, A., Sadeghianjahromi, A., Abbas, N., Liaw, J.-S., & Wang, C.-C. (2020). Enhancing corrosion resistance of Al 5050 alloy based on surface roughness and its fabrication methods. Journal of Materials Research and Technology, 10(1), 1369-1379.
[6] Hu, N., Dong, X., He, X., Browning, J. F., & Schaefer, D. W. (n.d.). Effect of sealing on the morphology of anodized aluminum oxide. Corrosion Science.
[7] 劉斌, 馮其波, 匡萃方. (2004). 表面粗糙度測量方法綜述. 光學儀器, 26(5), 54-58.
[8] 吳少華, 彭喬, 袁新國. (2010). 化學拋光對鋁陽極氧化膜影響研究. 科學研究, 39(6), 500-505.
[9] 吳翰英. (2012). CP對於7075-T6鋁合金陽極膜層影響之研究. 大同大學臺灣博碩士論文知識加值系統.
[10] 路春娥. (1999). 磷酸-硫酸體系拋光液對鋁型材化學拋光的研究. 科學研究, 29(4), 295-300.
[11] (2015). The electrical and mechanical properties of porous anodic 6061-T6 aluminum alloy oxide film. Journal of Nanomaterials, 2015, Article 371405.
[12] 陳紹廣, 戴扭乾. (2010). 鋁合金無黃煙化學拋光機理的研究. 江西理工大學材料與化學工程學院, 341000.
[13] 領導者能力與性格對鐵礦砂進口貿易公司影響的分析. (2005). 上海財經大學 王磊. 參考文獻 GB/T 7714-2015.