铝化学抛光方法范文篇1

时间飞逝，眨眼间，两个星期的金工实习结束了，中间隔了个五一，在这短短的实习期间，我收益不少。

第一天我们做的是车工，我们分成两个小组，每个小组由一个老师带领，老师先给我们讲卧式车床的结构和一些基本操作及其工作原理，还亲自示范操作让我们看，边操作边说一些安全问题。然后让我们空车练习，等我们熟悉了操作就布置作业让我们做，老师要求我们把一个圆柱做成一边长20毫米，直径为10毫米的柱体，一边为长15毫米，直径为6毫米的柱体。

我们每人一台机器，各自按照老师的要求来加工零件。我先安装工件，安装工件时采用三爪自定心卡盘的方法，然后选择一把车刀，倾斜一定的角度，用来把端面削平，削光滑。接着校正工件，然后再选择另一把车刀，再调整车床的主轴转速和车刀的进给量，调整后主轴的转速是360转每分钟，然后是粗车和精车，粗车的目的是尽快地切去多余的金属层，使工件接近于最后的形状和尺寸，粗车后留下一定的加工余量。精车是切去余下少量的金属层以获得零件所求的精度和表面粗糙度。最后是纵向进给，纵向进给到所需长度时，关闭自动进给手柄，退处车刀，然后停车，检验。重复上述操作多次，直到达到老师的要求，然后再换另一边来加工工件，同样地安装工件，把端面削平，削光滑，然后校正工件，选择车刀……重复上述操作，直到把另一边也加工到老师要求的零件。在做的过程中，没发生什么安全事故，我们都按时完成了任务。我们做了一天，也站了一天，虽然有点累，但看到自己做的成品，就觉得是值得的了。

我觉得最需要耐心做的就是铸造了。铸造是指熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能铸件的成型方法。用铸造方法得到的金属件称为铸件。铸造的方法很多，主要有砂型铸造，金属型铸造，压力铸造，离心铸造以及熔模铸造等，我们用的就是砂型铸造。我们用的造型材料是型砂，良好的型砂具备透气星，强度，耐火性，退让性等性能。

我们采用整模两箱造型，步骤如下：第一，造下砂型：将模样安放在底板上的砂箱内，采用两个定位销座，加型砂后用砂冲子捣紧，用刮砂板刮平。第二：造上型砂：翻转下型砂，按要求放好上砂箱，横浇口，直浇口棒和定位销，撤分型砂后加型砂造上型砂。第三：取出浇口棒并按要求扎通气孔。第四：开箱起模与合型：打开上型砂，起初模样，修型。第五：浇注后经落砂得铸件。其中最需要耐心的就是修补。修补不同的形状，需要用不同的工具，一不小心，就会越修越坏，这就需要小心翼翼，慢慢地修补，没耐心的人是做不好这一步的。在做的过程中，我们有不懂的就问老师，老师耐心地给我们讲解，还给我们做示范。我们上午做了一个模型，做得好的就浇注蜡得铸件。下午我们又做了另一个模型，下午做的时候，我们熟练多了，效率也提高了。

我觉得最有趣的就是化学加工了。首先是铝的阳极氧化。在适当的电解质溶液中，将金属作为阳极，在外电流的作用下，使其表面生成氧化膜的过程，称为阳极氧化。铝及其铝合金的阳极氧化膜有以下特点：一，氧化膜具有多孔结构，可使膜层对各种有机物，无机物，树脂，地蜡，染料及油漆等表现出良好的吸附能力，因此，膜层可用作涂装底层，也可将其染成各种不同的颜色，获得装饰的外观。二，氧化膜的硬度高，可以增强尽是表面的耐磨性能。三，氧化膜的耐蚀性好。铝氧化膜在大气中很稳定，具有较好的耐蚀性，为进一步提高膜的防护性能，阳极氧化后的膜层通常需要再进行封闭式或喷漆处理。四，氧化膜的电绝缘性好，具有很高的绝缘电阻和击穿电压，击穿电压可达2000V。五，氧化膜具有良好的绝热性，在许多具有一定温度的场合下，铝及其铝合金零件须经阳极氧化处理才能安全稳定地工作。六，氧化膜与基本金属的结合强度高，不容易分离。

一般及其合金零件的处理工艺流程：机械抛光――除油脂――清洗――化学抛光或点解抛光――清洗――阳极氧化――清洗――(着色――清洗――)封闭处理――检验。铝及其铝合金阳极氧化按电解液的不同合氧化膜的特点可有硫酸阳极氧化，铬酸阳极氧化，草酸阳极氧化，磷酸阳极氧化，硬质阳极氧化以及瓷质阳极氧化等方法。我们用的硫酸阳极氧化法，用此法得到的氧化膜硬度较高，空隙多，吸附性好，易染色。经封闭处理后，具有较高的耐蚀性。该法工艺简单，操作方便，溶液稳定，电耗较少，成本低廉，氧化时间短，生产效率高，使用范围广。我们还使用有机染料染色。有机染料染色法法是染料分子对氧化膜通过物理吸附和化学反应进行填充。该法着泽鲜艳，但耐晒性差。

其次是化学腐蚀加工。化学腐蚀加工就是将零件要加工的部位与化学介质直接接触，发生化学反应，使该部位的材料被腐蚀溶解，以获得所需要的形状和尺寸。化学腐蚀加工有一下特点：一，可加工能被化学介质腐蚀的金属和非金属材料，不受被加工材料的硬度影响，不发生物理变化。二，加工后表面无毛刺，不变形，不产生加工硬化现象。三，只要腐蚀液能浸入的表面都可以加工。四，加工时不需要特殊夹具和贵重设备。五，腐蚀液和废气污染环境，对设备和人体液有危害作用，需采取适当的防护措施。经过阳极氧化的铝板再经烘干――描图――雕刻――腐蚀――去蜡（烘干），就得到工艺品了，我选择的图案是竹子，在铝板的背面写上友谊长存，铝板的颜色是绿色的，这样一个工艺品就诞生了，我还镶上了有机玻璃，这工艺品还可以当作礼物送给朋友呢！化学加工，不仅培养了我们的动手能力，还加强了我们对化学的探索愿望。

我们还做了锻压冲压，汽车，铣工，PLC，加工中心，数车，数铣，电火花等工种，做电火花时，我还用一块五角钱的硬币，在其上印了一个五角星，留作纪念呢！

铝化学抛光方法范文

关健词：渗花墨水；Lab值；白炭黑

1引言

渗花砖是抛光砖的一种，传统渗花砖的工艺是通过丝网或胶辊将渗花釉印刷在砖坯表面，再在整片砖上喷助渗剂，烧成后抛光，产品图案设计比微粉砖更加容易实现，但图案清晰度较低、没有变化且色系较为单调。抛釉砖凭借喷墨打印技术使产品图案远比抛光砖丰富和精细，占领了大量属于抛光砖的市场。

喷墨渗花是传统渗花砖的升级，通过喷墨打印的方式将渗花墨水和助渗剂打印在瓷砖表面，做到定位渗透，使产品的图案更加丰富、清晰。2015年以来，市场上已经有多家企业推出喷墨渗花产品，这些产品的表面装饰效果和抛光平整度均介于抛光砖和抛釉砖之间，所使用的渗花墨水主要有国外的美高和国内的道氏、伯陶。

但该类产品存在红黄色发色偏浅的缺点。在传统渗花砖的生产中，米黄色产品一般通过在坯体中加入二氧化钛来增强黄色渗花釉的发色能力[1，2]。棕色渗花墨水中的着色剂是硅铁红，研究硅铁红发色的文献中提到氧化硅[3～6]和矿化剂[5，7]能促进硅铁红发色。本研究探讨配方中原料及工艺对渗花墨水发色的影响，从二氧化钛、超细氧化硅、矿化剂、增白剂、渗透时间这五个因素研究渗花墨水的发色影响，为生产喷墨渗花产品提供一些参考。

2实验方案

2.1样品制备

实验原料为工业纯的釉用原料，按配方称取一定量的原料后，加入适量的CMC、三聚和水，放入球磨罐中按料：球石：水=1：2：0.8球磨，每100g干料球磨8min得到釉浆，将釉浆比重调整至1.65±0.02备用。

样品制备的基本流程为压制坯体干燥施釉干燥喷渗花墨水喷助B剂烧成抛光，施釉方式小试为刮釉，中试和大生产为淋釉。施釉后的半成品在辊道窑烧成，窑炉最高表温1187℃，烧成时间75min。

2.2样品表征

使用喷墨机按80%的灰度打印色卡，使用EFIColorVerifier设备扫描，得到墨水的发色范围。其中Lab模式是由国际照明委员会（CIE）于1976年公布的一种色彩模式，是CIE组织确定的一个理论上包括了人眼可见的所有色彩的色彩模式。Lab模式由三个通道组成，L通道是明度通道，数值越大则亮度越高，对它调整只发生亮度变化而没有色彩变化；a通道的颜色变化是从绿色到红色，正值为红色且越大越红，负值为绿色且越小越绿；b通道则是从蓝色到黄色，正值为黄色且越大越黄，负值为蓝色且越小越蓝；调整a和b通道只有色彩变化而没有亮度变化。

样品蓝、棕、黄三色墨水中只要有一种颜色的墨水发色很差则认为该面釉配方不适合喷墨渗花墨水使用。

2.3实验仪器

样品实验及检测所用实验仪器见表1。

3实验结果与讨论

渗花墨水中的主要成分与普通墨水相似，包括着色剂、悬浮剂、稳定剂等，其中着色剂具有一定的渗透能力，配合助渗剂能渗透到釉层中。着色剂属于高温色料，影响其发色的基本因素与常规色料类似。

实验用样品坯体白度为41度，釉料配方在抛光砖面料基础上调整，配方组成为SiO2：65～70，Al2O3：18.5～21，CaO：0.9～1.3，MgO：1.2～1.7，K2O：3.5～4.5，Na2O：2.5～3.5。此配方砖型、内质均符合国标要求，但是渗花墨水发色极差，只有蓝色墨水发色较深，棕色和黄色墨水发色极浅，具体发色情况见表2。

如表2所示，渗花墨水中蓝色在此面釉上发色正常，棕色和黄色的Lab值与基础釉面接近，基本不发色。

3.1二氧化钛

在基础面釉配方中分别加入质量百分比0.5%、1%、1.5%的二氧化钛，试验渗花墨水的发色情况，具体结果见表3。

由表3可知，在面釉配方中加入二氧化钛能明显提升黄色渗花墨水的发色能力，对蓝色和棕色墨水的发色影响较弱。但是面釉的颜色随着二氧化钛的加入而逐渐变黄，过度的黄色影响产品的整体色调，蓝色和棕色墨水也随之偏向黄调。

因加入质量百分比1%的二氧化钛时黄色墨水的发色已经有明显提升，效果最佳。后续实验均在面釉中加入质量百分比1%的二氧化钛。

3.2超细氧化硅

氧化硅的细度及比表面积对硅铁红发色影响极大，研究对比多种氧化硅以及其加入方式对渗花墨水的发色影响。

3.2.1不同氧化硅之间的发色对比

对比釉用石英粉、超细石英粉、国产气相白炭黑、进口气相白炭黑、沉淀法白炭黑[8，9]、硅藻土对渗花墨水的发色影响，在面釉中的加入量为质量百分比3%，球磨1min。其中釉用石英粉是公司常用工业原料，粒径较粗；超细石英粉是将釉用石英粉研磨至1000目以内；国产气相白炭黑、进口气相白炭黑、沉淀法白炭黑、硅藻土为购买工业纯原料。渗花墨水的具体发色情况见表4。

由表4可知，釉用石英粉和超细石英粉完全不能促进棕色渗花墨水发色；气相白炭黑和沉淀法白炭黑能够明显影响棕色墨水渗花发色，但沉淀法白炭黑发色效果远不如气相法白炭黑，气相白炭黑同时促进红黄色发色，沉淀法白炭黑使棕色墨水发出很重的黄调；硅藻土使棕色墨水略发出黄调，且釉面出现大量闭口泡。

氧化硅的比表面积对硅铁红的发色影响极大，实验原料中白炭黑为人工合成，具有较高的比表面积，其中气相白炭黑的比表面积极大，在高温时能充分促进硅铁红发色，从而使棕色墨水的发色能力大幅提升。

3.2.2加入量对发色的影响

选用进口气相白炭黑实验加入量对渗花墨水发色的影响，加入量分别为质量百分比1%、3%、5%、7%，球磨1min，具体发色情况见表5。

如表5所示，进口气相白炭黑加入量在1～5%时，渗花墨水的发色能力随白炭黑的增多而逐渐增强，加入量达到7%时渗花墨水的发色没有明显变化。说明促进发色的物质在加入量达到一定程度后已达到饱和，继续增加含量难以提高其发色能力，后续实验均按质量百分比5%加入进口气相白炭黑。

3.2.3加入方式对发色的影响

实验进口气相白炭黑在面料浆中直接搅拌、球磨30s、球磨5min、球磨10min、球磨15min对渗花墨水发色的影响，具体效果见表6。

由表6可知，气相白炭黑的加入方式会影响渗花墨水的发色，主要是影响棕色墨水，影响结果如下：

（1）直接搅拌、球磨30s、球磨5min这三种加入方式，蓝、棕、黄三色墨水发色均变化较小；

（2）球磨10min后，蓝色墨水逐渐偏暗，颜色变化小；

（3）球磨10min后，棕色墨水逐渐偏浅，颜色明显偏黄；

（4）黄色墨水整体影响不大，随球磨时间增长略偏浅；

因此，为了喷墨渗花产品的生产稳定性，气相白炭黑最好在其它原料球磨达到细度要求后，单独加入并短时间混合均匀；或者在生产前通过搅拌的方式加入到面料浆中。

3.3矿化剂

实验添加矿化剂进一步增强渗花墨水的发色能力，矿化剂包括氯化锂、碳酸锂、氟化钙和冰晶石，试剂纯度为化学纯，与气相白炭黑一起球磨30s，结果见表7。

由表7可知，矿化剂对渗花墨水的发色能力没有明显的改善作用，且从实验结果发现，部分矿化剂还会造成釉面不平整，影响产品效果。

3.4增白剂

喷墨渗花产品和抛釉砖一样有不同深浅的产品，其中比较鲜艳的产品需要面釉的白度较高，一般通过在面釉中加入硅酸锆或α-氧化铝来提高白度。实验加入不同质量百分比的硅酸锆和α-氧化铝，具体结果见表8。

由表8可知，硅酸锆和α-氧化铝均可以提高面釉的白度，同时减弱墨水的发色能力，需要综合参考面釉白度和发色能力选择增白剂的种类和加入量。

面釉随着硅酸锆加入量增多逐渐变鲜艳，但是棕色和黄色渗花墨水发色逐渐变弱，加入量达到3%时棕色墨水已经明显下降，加入量达到6%时棕色和黄色墨水发色均明显减弱，其中棕色墨水发色已经不到无增白剂面釉的一半。

α-氧化铝增加面釉白度不如硅酸锆，但对墨水的发色影响较小，加入量6%时棕色墨水发色才有较明显降低，黄色墨水无明显影响，此时面釉白度高于加入3%硅酸锆。但此时面釉温度偏高，抛光后易吸污。

3.5渗透时间

喷墨渗花墨水由于具有渗透性和扩散性，在图案表现上与传统喷墨墨水有较大区别，主要表现在图案清晰程度偏弱。喷墨渗花产品图案颜色与墨水的渗透深度和产品的抛光深度有关，而墨水渗透深度又与烧成前的渗透时间有关。研究不同渗透时间对渗花墨水颜色的影响，具体效果见图1。

如图1所示，喷墨打印后烧成前的渗透时间从左至右分别是1h、30min、20min、9min。随着渗透时间的增长，表面图案的颜色逐渐变浅和模糊。9min和20min的颜色差距最大，说明刚开始图案迅速变浅，墨水中的着色因子快速的渗透到砖坯中。随着渗透时间的增长，表面颜色变浅和模糊的速度也逐渐放慢，30min后图案的颜色和清晰程度基本趋于稳定。

4实验结论

（1）氧化钛能增强黄色墨水的发色能力，加入质量百分比1%最佳。

（2）气相白炭黑能增强棕色墨水的发色能力，加入质量百分比5%最佳；其加入方式对棕色墨水的发色有较大影响，直接加入搅拌或球磨5min以榷匝丈影响较小。

（3）矿化剂对三种墨水的发色无明显影响。

（4）增白剂中硅酸锆会明显减弱棕色墨水发色，不宜在喷墨渗花砖中使用；α-氧化铝在增加面釉白度的同时对墨水发色影响较小，加入质量百分比4%较佳。

（5）喷墨渗花墨水打印后的渗透时间对表面颜色有一定影响，30min后颜色趋于稳定。

参考文献

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[2]朱咏梅.浅析影响渗花抛光砖渗花效果的因素[J].陶瓷，2005，（4）：39～41.

[3]范方禄，秦威.硅铁红色料的生产及工艺控制[J].佛山陶瓷，2006，116（8）：15～16.

[4]王改民，田继安，王新艳.正交试验在硅铁红陶瓷颜料研究中的应用[J].中国陶瓷，2007，43（7）：40～42.

[5]俞康泰.包裹色料的研究[J].武汉理工大学学报，2003，25（2）：20～30.

[6]俞康泰，彭长琪.硅铁红色料包裹机理的研究[J].陶瓷，2003，（3）：23～26.

[7]张文丽.矿化剂在ZrO2-SiO2系陶瓷色料合成过程中作用机理浅探[J].中国陶瓷，1993，129（02）：19～23.

铝化学抛光方法范文

各国的制取方法。世界上生产高纯铌的厂家有多国，如巴西、日本、美国、德国以及我国等国家都有相关的生产厂家，不同的国家也有各自不同的生产技术。比如德国海拉斯公司制取高纯铌材的方法是先在市场上买回铌锭，用铌锭来做作为原材料加工，加工的设备采用电子束炉熔炼，其熔炼的过程要进行多次，通过多次的熔炼达到生产出的铌锭的RRR值到300以上的标准，之后再进行锻造开坯、轧制和退火等，从而生产出射频超导腔用的高纯铌板。美国以及我国等国家的生产方式是先用化工还原技术，将五氧化二铌还原成粗铌，然后再运用电子束炉来进行熔炼，熔炼的方式同样是要经过多次反复的熔炼生产出RRR值到达300以上的高纯铌锭，之后的加工工艺和德国的工序方式相差不大，都是再对铌锭进行锻造开坯、轧制退火等。总的来说各国的工艺有一定的差别，但是整体上的工序还是相差不大。

杂质的去除。铌材料中一般都会有其它的杂质，如果杂质含量过多，那么不仅对腔频向外散发热量有影响，而且会降低铌材在液氦温区的导热系数，因为铌材既是超导体也是热导体，是高能粒子运动中产生的能量向外传递的载体，所以在超导性和热导性上超导腔用铌材要具备很好的性能，因此在一般的运用在高梯度超导射频腔中的铌材都要具备很高的纯度。

一般金属铌中含有的杂质比例各不相同，但是其杂质的种类可以规划为四种，第一种是杂质含有铋、砷、锑等元素，第二种是含有钴、镍、锰、铝、镁、铁的蒸汽压高的金属；第三种是含有钽、钼、钨等高熔点金属；第四种是含有氧、氮、氢、碳等非金属元素。如图所示：

通过图1我们可以发现，钨和钽的蒸汽压要低于铌，但是他们的熔点却比铌要高，因此在加工处理上，仅仅一次的加工处理是很难让这些杂质有效分离的，针对的其他杂质还可以通过各种设备来去除降低，比如用电子束区域熔炼、电子束熔炼等方法来进行，但是对于上述第三种杂质要想有效去除，针对这些元素本身熔点高的特征，那么就要采用五氧化二铌为原材料的加工技术。

粗铌的制备。运用重结晶工艺方法可以萃取出五氧化二铌，而运用五氧化二铌还原加工成粗铌正是我国采用的制作高纯铌材的技术，大多采用的方法有铝热还原法和碳热还原法，对五氧化二铌进行精炼提取。从一般情况来讲，还有很多国家采用铝热还原法，因为铝热还原法具备价格上的优势，再者铝热还原法中的铝有很高的活性性质，对于国际日益响应的低碳经济，铝热还原法可以制作出无碳的铌材。相对于铝热还原法，碳热还原法仍然是一种生产铌材的重要技术手段，但是运用这样的方法，在其生产运作中碳与铌和钽还会产生化学反应，会生成结构很稳定的化合物，这些化合物的熔点比纯铌的熔点要高很多，因此控制的工作要很严格。

射频超导腔用的高纯铌的制作。射频超导腔用的高纯铌材大多运用的精炼方法是电子束精炼提纯，通过精炼提纯的方式对杂质进行降低去除处理，通过去除杂质来提炼出RRR值大于300的高纯铌，其加工的整个过程会制造出不同的污染，因此也要及时合理地对污染进行去除。制作出了高纯铌以后，要对具有RRR值大于300的铌材进行开坯、初轧、酸洗、退火的加工，然后再进行轧制、酸洗、退火的多次加工，最终再进行抛光和酸洗制作出射频超导腔用的高纯铌材。

射频超导腔用高纯铌材的发展

从六七十年代看，国外大多运用电子束熔炼铌和电子束悬浮区熔精炼技术，通过这两种技术的运用来提取纯度较高的金属铌。这个年代的日本东洋曹达公司采用了金属铌卤化物制取加热气化精馏分离工艺，其铌材纯度可到达99.997%，但是铌材的RRR值却无法达到300，因此无法有效运用在射频超导腔中。

通过几十年时间的发展，国内外也在不断提高射频超导的性能，在其腔体的形体上做出了优化，在发射效应上，做出了消除二次电子发射的措施，借助高纯铌材的运用，提高其腔体的热导性以及抗热崩溃性，在射频超导腔体的梯度环节上有了很多的提升。此外，射频超导腔体的清洗技术也在随着时代的进步而发展，克服了场致发射的问题。其中康奈尔大学在2007年研制出了1.3GHzRE超导腔，其超导腔的加速梯度达到59MV/m，是现在世界的最高记录。

随着射频超导腔梯度的发展，对于适用于其中的材料国内外的人员也做出了很多研究，在这些研究中，针对于大晶粒铌材的研究获得了一定的进展。大晶粒铌材高纯铌板的进展表现在两方面，一是大晶粒铌材的工艺得到改善，其改善的冶炼工艺更为简化，仅仅需用电子束熔炼就可以从铌锭上获得需要的铌板；二是大晶粒铌材的杂质集中在晶界处，对于杂质的去除更为方便，从很大程度可以提高射频超导腔体的多方面性能。此外，性能得到提高的同时，在消除高纯铌材制取过程的污染上也有很大进展，主要是针对材料中开坯、轧制的工作流程中进行了合理控制，减少了污染的产生和排放。再者，在制作射频超导腔用的高纯铌材时，在抛光的工序上也有了很大改善，对于以往造价昂贵的电化学抛光技术进行了淘汰，换以新的抛光技术做以替代，替代的同时也能满足射频超导腔的加速梯度。