一種鋁合金陽極氧化膜厚度的測定方法與流程

2023-05-21 18:48:43 3

本發明屬於金屬表面處理技術領域中一種鋁合金陽極氧化膜厚度的測定方法。

背景技術：

通過表面處理技術可以克服鋁合金耐腐蝕性、表面硬度、耐磨損性等方面的缺陷，擴大應用範圍，延長使用壽命，而陽極氧化技術是目前應用最廣且最成功的。無論是在材料保護領域，還是在其功能化應用領域，都經常需要準確測定陽極氧化膜厚度。

目前常用的鋁合金陽極氧化膜厚度測定方法包括質量損失法，分光束顯微鏡法，渦流測厚法和橫斷面厚度顯微鏡測定法等，這些測定方法存在以下問題：用質量損失法測定陽極氧化膜平均厚度時，需足夠大的測定面積以保證試樣的質量損失具有足夠的精度；分光束顯微鏡法只適用於10μm以上的氧化膜，不適用於深色氧化膜或基體粗糙的氧化膜；渦流儀器測定厚度時會受基體金屬電導率的影響，也不適用於測定磁性基體金屬上覆蓋層的厚度；而顯微鏡法由於顯微鏡放大倍數的限制，無法準確測定厚度較薄的陽極氧化膜。

技術實現要素：

鑑於上述現有測定方法的不足，本發明提供了一種鋁合金陽極氧化膜測定方法，測定準確性高，操作安全，可以測定各種厚度以及各種表面狀態的陽極氧化膜，應用廣泛。

本發明的技術方案如下：

一種鋁合金陽極氧化膜厚度的測定方法，其中，所述方法包括以下步驟：

1.將鋁合金陽極氧化試樣的橫斷面朝下，垂直立在一段10mm長的PVC管中；

2.將特定比例的環氧樹脂和四乙烯五胺混合併充分攪拌均勻至溶液中無氣泡後，倒入中間立有鋁合金陽極氧化試樣的PVC管中，靜置12h以上；

3.對鑲嵌在PVC管中的試樣進行研磨和拋光；

4.將拋光後的試樣橫斷面進行噴金處理後，採用掃描電子顯微鏡觀察試樣橫斷面形貌，同時通過自帶的標尺功能測定鋁合金陽極氧化膜的厚度。

所述的鋁合金陽極氧化膜厚度測定方法，其中，所述步驟A中，由於保證鑲嵌的橫斷面和氧化膜垂直對測定結果準確性極為關鍵，可將試樣和PVC管豎直粘在平整的膠帶上。

所述的鋁合金陽極氧化膜厚度測定方法，其中，所述步驟B中，環氧樹脂和四乙烯五胺的質量比例為5～12：1。

所述的鋁合金陽極氧化膜厚度測定方法，其中，所述步驟C中，先使用120目、360目、800目砂紙研磨試樣，研磨時需定期將試樣研磨方向旋轉90°，磨樣機轉速控制在250r/min。再使用1200目、2000目砂紙研磨時，需保證研磨方向與試樣表面氧化膜平行，磨樣機轉速控制在500～1200r/min，試樣在每種砂紙上的研磨時間為10s，以保證橫斷面垂直同時防止破化氧化膜。

所述的鋁合金陽極氧化膜厚度測定方法，其中，所述步驟D中，應至少測定五個點的厚度值，求其平均值作為最終的厚度測定結果。

附圖說明

圖1為實施例1中鋁合金試樣橫斷面在掃描電子顯微鏡下的形貌。

圖2為實施例2中鋁合金試樣橫斷面在掃描電子顯微鏡下的形貌。

圖3為實施例3中鋁合金試樣橫斷面在掃描電子顯微鏡下的形貌。

圖4為實施例4中鋁合金試樣橫斷面在掃描電子顯微鏡下的形貌。

具體實施方式

為使本發明的技術方案更加清晰，下面將結合附圖和實施例對本發明做進一步的詳細說明，但本發明的保護範圍不限於此。

實施例1

試樣尺寸為10×10×2.5mm的去除表面包鋁的2E12鋁合金經傳統硫酸陽極氧化15min後，保持橫斷面垂直地鑲嵌在PVC管中，環氧樹脂和四乙烯五胺的質量比例為5：1。研磨時先使用120目、360目、800目砂紙，定期將試樣研磨方向旋轉90°，磨樣機轉速控制在250r/min。再使用1200目、2000目砂紙研磨時，需保證研磨方向與試樣表面氧化膜平行，磨樣機轉速控制在500r/min，試樣在每種砂紙上的研磨時間為10s，再將拋光後的試樣橫斷面進行噴金處理後，採用掃描電子顯微鏡觀察試樣橫斷面形貌，並測定陽極氧化膜厚度。

圖1本實施例中試樣橫斷面在掃描電子顯微鏡下的形貌。從圖中可以測得陽極氧化處理15min後的2E12鋁合金表面陽極氧化膜的厚度為7.81μm。

實施例2

試樣尺寸為10×10×2.5mm的去除表面包鋁的2E12鋁合金經傳統硫酸陽極氧化30min後，保持橫斷面垂直地鑲嵌在PVC管中，環氧樹脂和四乙烯五胺的質量比例為8：1。研磨時先使用120目、360目、800目砂紙，定期將試樣研磨方向旋轉90°，磨樣機轉速控制在250r/min。再使用1200目、2000目砂紙研磨時，需保證研磨方向與試樣表面氧化膜平行，磨樣機轉速控制在800r/min，試樣在每種砂紙上的研磨時間為10s。再將拋光後的試樣橫斷面進行噴金處理後，採用掃描電子顯微鏡觀察試樣橫斷面形貌，並測定陽極氧化膜厚度。

圖2為本實施例中試樣橫斷面在掃描電子顯微鏡下的形貌。從圖中可以測得陽極氧化處理30min後的2E12鋁合金表面陽極氧化膜的厚度為8.34μm。

實施例3

試樣尺寸為10×10×2.5mm的保留表面包鋁的2E12鋁合金經傳統硫酸陽極氧化45min後，保持橫斷面垂直地鑲嵌在PVC管中，環氧樹脂和四乙烯五胺的質量比例為10：1。研磨時先使用120目、360目、800目砂紙，定期將試樣研磨方向旋轉90°，磨樣機轉速控制在250r/min。再使用1200目、2000目砂紙研磨時，需保證研磨方向與試樣表面氧化膜平行，磨樣機轉速控制在1000r/min，試樣在每種砂紙上的研磨時間為10s。再將拋光後的試樣橫斷面進行噴金處理後，採用掃描電子顯微鏡觀察試樣橫斷面形貌，並測定陽極氧化膜厚度。

圖3為本實施例中試樣橫斷面在掃描電子顯微鏡下的形貌。從圖中可以測得陽極氧化處理45min後的2E12鋁合金表面陽極氧化膜的厚度為23.04μm。

實施例4

試樣尺寸為10×10×2.5mm的保留表面包鋁的2E12鋁合金經傳統硫酸陽極氧化60min後，保持橫斷面垂直地鑲嵌在PVC管中，環氧樹脂和四乙烯五胺的質量比例為12：1。研磨時先使用120目、360目、800目砂紙，定期將試樣研磨方向旋轉90°，磨樣機轉速控制在250r/min。再使用1200目、2000目砂紙研磨時，需保證研磨方向與試樣表面氧化膜平行，磨樣機轉速控制在1200r/min，試樣在每種砂紙上的研磨時間為10s。再將拋光後的試樣橫斷面進行噴金處理後，採用掃描電子顯微鏡觀察試樣橫斷面形貌，並測定陽極氧化膜厚度。

圖4為本實施例中試樣橫斷面在掃描電子顯微鏡下的形貌。從圖中可以測得陽極氧化處理60min後的2E12鋁合金表面陽極氧化膜的厚度為35.40μm。