工业铝型材生产加工厂家

在碱性环境中，由于氢氧根离子的络合催化作用，铝型材均匀腐蚀的趋势较酸性环境为大；同时由于腐蚀液中大量氢氧根离子的存在，将阻碍卤素离子在表面钝化膜上的吸附；很显然，在碱性环境中卤素离子在铝型材表面形成点蚀的趋势较小，至少在较高碱性环境下是这样；所以碱性环境中的纹理蚀刻与酸性环境中的纹理蚀刻有较大差异；

铝型材在纯碱性溶液中都呈现均匀腐蚀，很难形成所需要的纹理表面（个别材料例外）；由于卤素离子在碱性环境中形成点蚀的趋势小，对铝型材表面纹理形成意义不大，所以，在碱性化学纹理蚀刻体系中，单一使用卤素离子作为纹理蚀刻剂很难达到所需的纹理效果；

铝型材在碱性环境中的纹理蚀刻，虽然不能像酸性环境那样可以通过氯离子或氟离子对氧化膜层的穿透作用而形成纹理，但我们可以在碱性环境中创造一个环境令其形成钝化膜层，再通过碱液中的氢氧根离子去穿透膜层进而达到纹理蚀刻的目的；

显然，在碱性溶液中加入氧化剂是可以实现这一过程的，首先铝型材在含有这些氧化剂的蚀刻液中极易形成钝化膜；形成的钝化膜是直接从铝型材表面生长而来，它对铝型材表面存在一种较强的结合力，能有效地起到瞬时阻滞腐蚀的作用；虽然这层钝化膜在碱性环境中要被溶解，但溶解后又会再次形成钝化膜；其次，由于铝型材表面质地的微观不均一性，在给定条件下，铝型材表面的钝化膜很难形成一连续膜层，且形成的膜层也因铝型材表面杂质和晶粒的性状不同呈现出不同的膜层结构；其结果是在膜层上有很多薄弱部位，甚至还有没有形成膜层的裸露金属；在这些膜层缺陷处，碱基将穿透膜层，作用于铝型材基体而被优先腐蚀；对于那些膜层完整的部位，腐蚀将被滞后；最后钝化膜被碱所溶解，完成第一次钝化膜形成—溶解过程；紧接着又开始下一次钝化膜再生-溶解过程，如此循环直到形成均匀的粗糙表面；

在众多的氧化物中，通过多年的试验和生产实践发现，硝酸盐和亚硝酸盐具有其他离子所不能代替的地位；首先，硝酸盐类原料易得，价格低，并对多种铝型材都可以形成均匀纹理；其次，在反应过程中，氧化性强的硝酸盐在和铝反应时被铝直接还原为氨，从溶液中排出，并不在溶液中留下残余物，便于补加；

铝型材在碱性环境中纹理蚀刻的化学原理如下（以硝酸盐为例，下同）

8Al+3NO3^-+2H2O+5OH^-→8AlO2^-+3NH3↑     （4-11）

Al2O3+2OH^-→2AlO2^-+H2O                  （4.12）

2Al+2H2O+2OH^-→2AlO2^-+2H2↑             （4-13）

在以上反应式中，反应式（4-11）是在铝型材表面形成钝化膜的过程，反应式（4-12）是钝化膜被溶解的过程，也即是碱性环境中“点蚀”的引发过程；这时会发现碱性环境中的点蚀剂就是碱基离子本身；是碱基离子在钝化膜附着不密处穿透膜层，直接作用于铝型材基体，促使点蚀过程的发生；铝型材表面在碱性环境中的纹理形成过程基本就由这两个反应式来完成；反应式（4-13）是铝在碱性环境中的腐蚀反应；这一反应过程虽然不直接影响纹理形成，但它是纹理形成的加速过程，提高纹理均匀性，并且还可以通过对溶液碱度的调节，即调节反应式（4-13）的反应速度，来达到对纹理粗糙度进行调节的目的；并且，通过实验证明是可行的；

在以上三个反应式中，主要以反应式（4-11）和反应式（4-12）为主时，才能在铝型材表面形成纹理，并通过控制反应式（4-13）的速度，达到对纹理粗糙度和纹理形成速度调节的目的；如以反应式（4-13）为主，则主要是对铝型材的减薄腐蚀，铝型材表面纹理形成慢且细；但只要有反应式（4-11）和反应式（4-12）存在，就能使铝型材表面形成纹理；当只有反应式（4-13），而没有反应式（4-11）和反应式（4-12）时，就不能在铝型材表面形成具有一定粗糙度的纹理效果；

当反应式（4-13）没有或很慢时同样也不能形成均匀的纹理效果；这时只是在铝型材表面形成深浅不一的麻点，这种麻点表面如重新在反应式（4-13）具有一定反应速度的纹理蚀刻液中进行二次蚀刻，可以得到比一次蚀刻时粗糙度较高的纹理效果；也正因为如此，可以通过控制蚀刻液中反应式（4-13）的速度，并通过二次蚀刻来达到较高的纹理粗糙度；

从以上三个反应式中可以看出，由于铝的强还原性，在和硝酸盐反应时，它能使硝酸盐中的氮从+5价直接还原到-3价，并以氨的形式从溶液中排出；而硝酸根离子本身并不在溶液中留下任何残余物质，这就能够做到对溶液的连续调整使用，而不必将蚀刻效能降低的溶液废弃；在硝酸盐消耗的同时，还有碱的消耗，并从以上三个反应式中可以计算出碱和硝酸盐的消耗比；只需分析碱的消耗量就可以通过这个比值添加相应的硝酸盐，完成对溶液的再生；这一再生方法在多家铝型材氧化厂获得了非常成功的应用；如果蚀刻液中的自由碱基离子由碳酸盐代替，则会有如下反应发生：

Al2O3+2CO3^2-=2AlO2^-+CO2

2Al+CO3^2-+3H2O=2AlO2^-+CO2+3H2↑

在上面的反应式中，反应式（4-14）等同于反应式（4-12），反应式（4-15）等同于反应式（4-13），从反应式（4-14）中看出，这时碳酸根离子代替碱基离子充当点蚀剂，其纹理形成原理亦和上面相同；在这种不含碱基离子的蚀刻液中，如果亚硝酸盐代替硝酸盐，则可以在较低浓度的情况下进行纹理蚀刻，但只能做到较细的纹理；如果用硝酸盐则需要在较高浓度下才能得到满意的纹理蚀刻效果；