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姓名 吳治良(chih-liang wu)  查詢紙本館藏   畢業系所 機械工程學系
論文名稱 噴砂與前處理對鋁合金陽極皮膜品質的影響
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摘要(中) 本研究主要是探討試片表面粗糙度對其陽極處理的影響。實驗使用的材料為1050 與5052 鋁合金,利用不同的噴砂磨料與噴砂壓力改變試片表面粗糙度,陽極處理採直流電硫酸法。實驗中利用資料擷取系統紀錄電極電壓變化,使用分光式色差計、光澤度計與粗糙度儀量測試片表面型態。
實驗結果發現鐵粉磨料噴砂可以得到圓形坑洞,磨料碎裂情況輕微,在後續鹼洗、化拋及陽極處理都與氧化鋁粉磨料噴砂的有所不同。氧化鋁粉磨料噴砂可以得到角形坑洞,磨料碎裂情況嚴重。高低粗糙度與圓形、角形坑洞對鹼洗和化學拋光都有不一樣的影響,進而影響陽極處理後的外觀型態。
摘要(英) Effects of surface roughness on the qualities of aluminum alloy (1050 and 5052-H32) were studied in the present work. Tow powders (iron and alumina) were used along with tow blasting pressure. In the anodizing process, D.C. and diluted sulfate acid (15﹪) were used. During anodizing process, relation of voltage and time were record. To realize the surface morphology and cosmetic appearance, the surface roughness tester, spectrophotometer and glossmeter were used to obtain gloss, L*a*b value.
When the iron (#80) and alumina powder (#80) were used as blasting abrasive, the cavities shown on the specimen surface were round and polyhedral, respectively. Based on sieve analysis, the alumina powder was fracture during blasting. The iron powder suffer a high degree of wear and tear. This result in two types of cavities on the specimen surface and influenced the tested, the gloss and L*a*b of specimen after alkaline etching, chemical polishing and anodizing treatment.
關鍵字(中) ★ 光澤度
★ 噴砂
★ L*a*b
★ 表面粗糙度
★ 陽極
★ 電壓-時間曲線
關鍵字(英) ★ gloss
★ blasting
★ L*a*b
★ surface roughness
★ Anodizing
★ voltage-time curve
論文目次 中文摘要………………………………………………………………………… Ⅰ
Abstract………………………………………………………………………… Ⅱ
總目錄…………………………………………………………………………… Ⅲ
表目錄…………………………………………………………………………… Ⅶ
圖目錄…………………………………………………………………………… Ⅸ
第一章 前言……………………………………………………………… 1
第二章 文獻回顧………………………………………………………… 2
2.1 噴砂處理………………………………………………………… 2
2.2 噴砂對噴砂件機械性質的改變………………………………… 2
2.3 鋁的化學拋光…………………………………………………… 3
2.4 鋁的化學拋光理論……………………………………………… 3
2.5 化學拋光的機制………………………………………………… 6
2.5.1 溶解速率是由擴散控制的化學拋光…………………... 7
2.5.2 小範圍的緩慢溶解速率的化學拋光…………………... 7
2.6 工業上所使用的化學拋光溶液種類…………………………… 8
2.6.1 磷酸為主的化學拋光溶液……………………………... 8
2.6.2 磷酸-硫酸為主的化學拋光溶液……………………….. 8
2.6.3 磷酸-硝酸為主的化學拋光溶液……………………….. 9
2.6.4 磷酸-硝酸-醋酸為主的化學拋光溶液…………………. 10
2.6.5 磷酸-硫酸-硝酸為主的化學拋光溶液…………………. 11
2.6.6 硝酸-氟化物為主的化學拋光溶液…………………….. 11
2.6.7 鹼性化學拋光溶液(Alkaline solutions)…………… 12
2.7 鹼洗(Alkaline etching)………………………………………… 12
2.8 酸洗……………………………………………………………… 13
2.9 鋁的陽極處理…………………………………………………… 14
2.10 陽極處理的分類………………………………………………… 15
2.10.1 硫酸法…………………………………………………. 15
2.10.2 草酸法…………………………………………………. 15
2.10.3 鉻酸法…………………………………………………. 15
2.11 陽極處理的生長機制…………………………………………… 16
2.11.1 障礙型(barrier type)陽極皮膜……………………… 16
2.11.2 多孔型(porous type)陽極皮膜……………………… 17
2.11.3 合金元素對陽極處理的影響…………………………. 18
2.11.4 溫度對陽極氧化膜的影響……………………………. 20
2.12 蒸氣封孔………………………………………………………… 20
2.13 鋁陽極處理後的多孔層之光學特性…………………………… 21
2.13.1 透明度…………………………………………………. 21
2.13.2 散射……………………………………………………. 21
2.13.3 折射率與堆積密度……………………………………. 22
2.14 表面的光澤度(gloss)……………………………………………. 22
第三章 實驗步驟………………………………………………………… 24
3.1 實驗材料………………………………………………………… 24
3.2 實驗儀器………………………………………………………… 24
3.2.1 乾式噴砂機……………………………………………... 24
3.2.2 表面粗度儀……………………………………………... 24
3.2.3 分光式色差儀…………………………………………... 24
3.2.4 光澤度計………………………………………………... 25
3.2.5 直流電源供應器………………………………………… 25
3.2.6 薄膜測厚儀……………………………………………... 25
3.3 實驗步驟………………………………………………………… 26
3.3.1 脫脂(Degreasing)………………………………………. 26
3.3.2 噴砂(Sand blasting)…………………………………… 26
3.3.1.2 鹼洗(Alkaline etching)………………… 26
3.3.1.3 去汙點/去除氧化物(Desmutting/Deoxidizing) .............................................26
3.3.3 化學拋光處理…………………………………………... 27
3.3.4 陽極處理(Anodizing)…………………………………… 27
3.3.5 封孔處理………………………………………………... 27
3.4 實驗參數………………………………………………………… 27
3.4.1 噴砂參數………………………………………………... 27
3.4.2 陽極參數………………………………………………... 28
第四章 結果與討論……………………………………………………… 29
4.1 不同噴砂條件對鋁合金表面外觀與型態的影響……………… 29
4.1.1 鐵粉(Iron powder)磨料對鋁合金表面外觀與型態的影響……………………………………… 29
4.1.2棕色氧化鋁(Brown aluminum oxide)磨料對鋁合金表面外觀與型態的影響……………………………………………… 30
4.1.3 磨料碎裂行為對鋁合金表面外觀與型態的影響…….…. 31
4.2 鹼洗(Alkaling etching)與化學拋光(Chemical polishing)對鋁合金表面外觀與型態的影響……………………………………… 33
4.2.1鹼洗(Alkaling etching) 對鋁合金表面外觀與型態的影響33
4.2.2 化學拋光(chemical polishing)對鋁合金表面外觀與型態的影響…………………………………………………………… 35
4.3 硫酸法陽極處理對鋁合金表面外觀與型態的影響…………… 36
4.3.1 原始輥軋板材陽極處理後的電壓時間曲線變化……….. 36
4.3.2 噴砂試片陽極處理後的電壓時間曲線變化…………….. 38
4.3.3 噴砂試片陽極處理後的鋁合金表面外觀與型態的影響.. 40
綜論……………………………………………………………… 42
第五章 結論……………………………………………………………… 43
參考文獻………………………………………………………………………… 44
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指導教授 施登士(Teng-Shih Shih) 審核日期 2006-7-24
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