1金屬防腐鍍膜-陽(yáng)極氧化法

1、實(shí)驗(yàn)題目：鈦金屬防腐鍍膜——陽(yáng)極氧化法班級(jí)：______________姓名：_____________學(xué)號(hào)：________________一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解陽(yáng)極氧化法金屬鍍膜的原理；2.了解致密膜的薄膜干涉原理及其結(jié)構(gòu)色的形成規(guī)律；二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.借助電化學(xué)陽(yáng)極氧化反應(yīng)在鈦金屬表面鍍膜圖1陽(yáng)極氧化反應(yīng)裝置示意圖前處理：采用2000目的砂紙對(duì)鈦金屬片表面進(jìn)行拋光處理；接著，相繼在純水、丙酮、去離子水中超聲清洗處理；取出后，于室溫環(huán)境

2、下晾干。接著，將鈦片按圖1所示連接：鈦金屬作為陽(yáng)極，銅片作為陰極，電極間距為1cm。以0.9molL的硫酸水溶液作為電解液，分別調(diào)節(jié)5V、15V、22V和50V的電壓，進(jìn)行3分鐘的反應(yīng)。反應(yīng)得到的樣品經(jīng)去離子水充分清洗后，避光晾干。反應(yīng)過(guò)程中，Ti金屬作為陽(yáng)極，發(fā)生了如下反應(yīng)：TiH2O4e?TiO2H。在電壓的作用下，Ti金屬表面形成了一層致密的TiO2薄膜層。干涉是如何產(chǎn)生顏色的呢？牛頓研究了不同光程差間發(fā)生干涉形成的顏色，得到表1

3、所示的光程差和薄膜干涉色（也叫結(jié)構(gòu)色）。光程差小于100nm時(shí)呈現(xiàn)黑色，隨著光程差的增大，出現(xiàn)一系列的色彩。560nm的光程差為一個(gè)序列，序末基本是帶淺紅的顏色，第四序后，人們通常只能看到淺綠和淺紅的條紋。三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果以0.9molL的硫酸水溶液作為電解液，在不同的電壓下，陽(yáng)極氧化3分鐘，金屬顏色發(fā)生了變化，如表1所示。表2不同的陽(yáng)極氧化電壓下鍍膜樣品的顏色陽(yáng)極氧化電壓V鍍膜鈦片的顏色5152250淡黃色紫紅色藍(lán)色淡黃色四、結(jié)果分析1.

4、陽(yáng)極氧化電壓對(duì)鍍膜厚度的影響答：稀硫酸電解液對(duì)TiO2的溶解程度較弱，當(dāng)陽(yáng)極氧化電壓增大，鍍膜的厚度增大；但過(guò)高的陽(yáng)極氧化電壓會(huì)造成鍍膜擊穿，形成微孔。2.陽(yáng)極氧化電壓對(duì)鍍膜顏色的影響答：鍍膜的Ti片呈現(xiàn)顏色，是因?yàn)楸砻嫔L(zhǎng)了納米級(jí)的TiO2膜層，該膜層使入射光與反射光形成光程差，產(chǎn)生薄膜干涉現(xiàn)象。在固定的電壓值下，鈦表面的TiO2膜層厚度固定，鈦片呈現(xiàn)某固定的顏色；增大電壓，因?yàn)槟拥暮穸劝l(fā)生變化，光程差變化了，所以鍍膜的鈦片顏色發(fā)生