铝合金构筑型材阳极氧化膜滴碱试验步骤的探求

    提要：国标GB/T5237.2-2000划定的滴碱试验的机能指标与日本工业尺度JIS H 8601划定的耐碱性的机能指标一致，但二者在试验步骤上还是有些差距，国标GB/T5237.2认可目视观察法和仪器丈量法为滴碱试验步骤，而日本工业 尺度JIS H 8601中耐碱性试验步骤只划定了仪器丈量法
。针对国标对滴碱试验步骤描述不够具体的原因，本文对滴碱试验的步骤道理进行了描述,并对目视观察法确当苦衷 项及重要影响成分进行了描述，同时还介绍了日本工业尺度JIS H 8681-1划定的仪器丈量法
。通过对两种步骤的对比，以为仪器丈量法更具优势，削减了报答成分的影响
。

    关键词：阳极氧化膜、滴碱试验、机能、步骤

    随着构筑铝合金型材表表处置工艺技术的不休美满和提高，对于产品质量的要求也应相应的提高，为此，新颁布的2000版国度尺度GB/T 5237.1-5237.5《铝合金构筑型材》在1993版GB/T5237的基础上进行了大篇幅的批改，将原冶标YS/T 100-1997《电泳涂漆铝合金构筑型材》和YS/T 407-1997《粉末静电喷涂铝合金构筑型材》共同统一到尺度中来，同时增长了氟碳漆喷涂型材的内容
。在订正过程中，大量参考选取了国表先进的尺度，其 中GB/T 5237.2-2000《铝合金构筑型材 第2部门 阳极氧化、着色型材》中滴碱试验的机能指标就与日本工业尺度JIS H8601《铝及铝合金阳极氧化膜》中所划定耐碱性的机能指标相一致
。但二者在试验步骤上还是有些差距，我国尺度GB/T 5237.2中划定的滴碱试验步骤为目视观察法或仪器丈量法，而日本工业尺度JIS H 8601中的耐碱性试验步骤仅划定了仪器丈量法【注：日本工业尺度JIS H 8601中耐碱性试验方律例定了两种仪器丈量法，一种是电压试验法（alkali resistance test by electromotive force）；另一种则是碱点滴试验法（alkali spot test），即国内一些检验人员所选取滴碱试验步骤中的仪器丈量法
。】
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    1 试验道理探求

    我国铝合金构筑型材国度尺度和日本工业尺度对滴碱试验的步骤道理都未进行描述，而为了更好的把握滴碱试验的操作步骤，相识滴碱试验的步骤道理是有必要的
。 滴碱试验重要用于调查阳极氧化膜的耐碱侵蚀机能
。对于阳极氧化膜来说，其耐碱侵蚀机能相对比力差，当肯定浓度的氢氧化钠溶液滴在阳极氧化膜表表之后，将很 快对阳极氧化膜进行侵蚀，若是封孔不良或氧化膜疏松等原因而导致阳极氧化膜耐碱侵蚀性差时，其侵蚀速度将会更快，因而通过推算阳极氧化膜被穿透功夫可用于 评价阳极氧化膜的耐碱侵蚀机能
。但由于氢氧化钠溶液对氧化膜的侵蚀速度快，给氧化膜耐碱侵蚀机能的评价带来肯定的难度
。目前，滴碱试验重要存在着两种试验 步骤，一种是目视观察法，一种是仪器丈量法
。目视观察法是基于当氢氧化钠溶液滴在氧化膜表表之后，氧化膜将会慢慢溶化，其化学反映方程式如下：
    Al2O3·χH2O＋2NaOH＝2NaAlO2＋（χ+1）H2O
    氧化膜在溶化过程中，氢氧化钠溶液不休向氧化膜内部侵蚀，当氢氧化钠溶液侵蚀到基体金属表表之后，金属铝与氢氧化钠溶液产生置换反映，在反映过程中将会有氢气析出而产生侵蚀冒泡
。其化学反映方程式如下：
    2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2
    而仪器丈量法是基于阳极氧化膜的电绝缘性而提出的，铝基体是电的良导体，铝阳极氧化膜则是高电阻的绝缘膜，其绝缘性与氧化膜的厚杜仔关，在氧化膜被氢氧化 钠溶液溶化过程中，随着氧化膜厚度的降低其电阻也将会慢慢降低，当电阻降低到肯定数值的时辰可以为导电，即以为氧化膜被溶化
。

    2 目视观察法确当苦衷项及重要影响成分探求

    对于滴碱试验思考的关键是，试验温度的节造以及若何正确地判断氧化膜刚好被穿透的功夫
。我国GB/T 5237.2-2000中对滴碱试验方律例定为：“在35℃±1℃下，将约莫10mg、100g/LNaOH溶液滴至型材试样的表表，目视观察液滴处直至 产生侵蚀冒泡，推算其氧化膜被穿透的功夫
。也可用仪器丈量氧化膜穿透的功夫
。”也就是说，国标认可了两种滴碱试验步骤，即目视观察法和仪器丈量法
。对于目 试验观察法，国标描述的比力单一，试验操作中的一些当苦衷项及其影响成分未作描述
。而为了保障测试了局的正确性，在操作过程中对于影响成分应加以把稳，以 便尽可能削减或预防这些成分的影响，本步骤该把稳的事项重要有以下几点：（1）试样的节造，试样受检面必须维持齐全，不允许有擦花或划伤等粉碎，并且受检 面必须清洁，不允许有污渍、油污等脏物覆盖在受检面上，因而测试前通常要用不粉碎氧化膜的有机溶剂轻轻擦拭试样表表；（2）试验溶液浓度的节造，氢氧化钠 溶液的浓度必须严格节造到100g/L，浓度偏低或偏高将直接导致测试了局偏大或偏
；（3）试验温度的节造，试验时不仅要保障试验环境温度节造在 35℃±1℃，并且试验溶液和试样也必须节造在35℃±1℃，为此在测试前应先将试液和试样搁置于恒温仪器中维持一段功夫，只有当试液和试样恒定在 35℃±1℃之后能力够进行测试；其四是恒温仪器的选用，恒温仪器的选用在本步骤中是一个极度沉要的环节，由于所选用的恒温仪器不仅应起到恒温的作用，还 必须思考要便于观察仪器内试样的变动情况，若是所选用的恒温仪器没有一个可能清澈地观察仪器内试样变动情况的观察口，那么要想正确地判断出试样何时起头腐 蚀冒泡是不大可能的
。另表，目视观察法还受试验人员经验的影响，在现实检验工作中发现，从阳极氧化膜起头溶化到氧化膜被穿透（试样起头侵蚀冒泡）这一过程 中并没有一个很显著的变动，给氧化膜穿透功夫的判断带来很大难度，这就对试验人员提出了很高的要求，试验人员必必要有极度丰硕的实际经验，可能正确地判断 出氧化膜何时被穿透而起头侵蚀冒泡
。

    3 仪器丈量法的步骤描述

    对于仪器丈量法在国标中并未描述其具体的操作步骤，但日本工业尺度JIS H 8601中划定按JIS H 8681-1：1999《铝及铝合金阳极氧化膜耐侵蚀性试验步骤-第1部门：耐碱性试验》执行，在JIS H 8681-1中对仪器丈量法进行了具体的描述
。为了使国内从事质量检验工作的人员对仪器丈量法有一个比力明显的相识，本文就日本工业尺度JIS H 8681-1所划定的碱点滴试验步骤（仪器丈量法）的操作重点进行介绍
。本步骤重要的试验仪器有：滴液仪器（可能在设定的功夫距离按设定的试液量陆续地滴 落试液）、恒温仪器以及测电阻的仪器
。其试验要求如下表所示：
    项目 试验要求
    试验空气温度 35℃±1℃
    试验溶液温度 35℃±1℃
    每个测试点的试验面积 约莫28mm?（直径为6mm）
    每个测试点的试液量 约莫16mg
    试液滴落的功夫距离 5s
    氢氧化钠溶液的浓度 100g/L
    在试验前应选取浸有适当溶剂（如丙酮、乙醇等对试样无侵蚀的溶剂）的柔软的布将试样表表的污渍洗濯干净
。接着用耐碱性墨水或其他墨水在试样表表画一些肯定 间距并且内径约莫为6mm的圆或将有一些直径为6mm的孔的合成树脂带粘在试样表表，并将试样放在温度为35℃±1℃的恒温仪器中至少维持30min，使 试样温度恒定为35℃±1℃
。而后用滴液仪器将试液陆续地滴落到试样上象征的圆内
。当侵蚀冒泡点的数量增长到所有测试点的数量一半时，立即将试样投入漂洗 水中，在测试面上用棉球等轻轻地擦洗并晾干
。纪录从最初滴落的液滴或最后滴落的液滴到试样被投入水中的距离功夫
。用可测电阻的仪器丈量每个测试点的导电 性，要求每个点丈量3次，当仪器的读数达到5000Ω或更低，则以为此测试点导电并且以为此测试点的氧化膜已被溶化
。推算最后一个导电的测试点到试样被投 入水中的距离功夫，这一功夫就可用于评价该试样耐碱侵蚀机能
。然而，笔者以为仪器丈量法的操作也并不愿定要求一尘不变，基于本步骤的试验道理，对操作步骤 进行适当的批改也还是能够的
。例如国内有些检验人员将仪器自动滴加试液的操作改为手动滴加试液，这应该算是一个很好的变动，由于这一扭转使仪器丈量法的适 用领域更广，通常的尝试室都可选取，而无需采办专门的试液滴加仪器
。

    4 结论

    （1） 仪器丈量法对氧化膜被穿透的判断是通过丈量其导电性来反映的，与目视观察法相比力，其操作单一易行,削减了报答成分的影响，使了局的巢轮性更好
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    （2）与目视观察法相比力，仪器丈量法对检验人员经验的要求更少些，有利于新接触本试验的检验人员急剧把握
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    参考文件
    [1] GB/T 5237.2-2000[S],铝合金构筑型材 第2部门 阳极氧化、着色型材
    [2] JIS H 8601:1999[S],Anodic oxide coatings on aluminium and aluminium alloys
    [3] 朱祖芳.铝合金阳极氧化与表表处置技术[M].北京:化学工业出版社,2004.299
    [4] JIS H 8681-1:1999[S],Test methods for corrosion resistance of anodic oxide coatings on aluminium and aluminium alloys- Part 1:Alkali resistance test