Wydział Metali Nieżelaznych	Imię i nazwisko: Justyna Juszkiewicz	Rok III
Temat ćwiczenia: Anodowanie aluminium
Data wykonania ćwiczenia: 22.04.2016r.	Data oddania sprawozdania: 18.05.2015r.	Ocena:

1. Wstęp teoretyczny

W celu zwiększenia odporności metali na korozje, ścieranie oraz twardości przeprowadza się proces wytwarzania tzw. powłok konwersyjnych. Powłoki te są warstwami tlenkowymi, chromianowymi lub fosforanowymi. Procesem w jakim otrzymuję się powłoki tlenkowe to proces elektrolizy nazywany anodowaniem(zwany również: eloksacją, oksydowaniem). Anodowanie przeprowadza się najczęściej na czystym aluminium, a także stopach magnezu, tytanu i niektórych stali.

Anodowanie aluminium polega na wytworzeniu warstewki tlenku glinu Al₂O₃ którą otrzymuję się w procesie elektrolizy(anodowanie), anodą w tym procesie jest utleniany przedmiot z aluminium, katodę tworzy metal odporny na elektrolit może nim być np.: ołów, aluminium.

Od rodzaju elektrolitu zależą otrzymane właściwości otrzymanej warstewki tlenkowej:

● w roztworach kwasów H2SO4, H2CrO4 oraz H2C2O4 otrzymuję się warstwy antykorozyjne i dekoracyjne, grubość uzyskanych powłok to 5-150 μm,

● w roztworze kwasu H3BO3 uzyskuję się cienkie nieporowate warstwy elektroizolacyjne na folii aluminiowej których grubość wacha się od 0,1-1μm mają one zastosowanie w produkcji kondensatorów,

● w roztworach kwasów H2SO4 lub H2C2O4 wytwarza się warstwy o wysokich właściwościach odpornych na ścieranie grubość ich wacha się 25-150 μm,

● w roztworach kwasu H3PO4 otrzymuję się powłoki tlenkowe o grubości od 1-5 μm,

Tworzą podłoże pod powłoki lakiernicze, metalowe a także środki smarujące oraz kleje.

Otrzymywanie powłok tlenkowych prowadzi się w procesie elektrolizy w określonych warunkach takich jak natężenie, napięcie prądowe a także stała temperatura.

W trakcie anodowania aluminium w środowisku kwasów, na elektrodzie dodatniej czyli anodzie zachodzący proces opisany jest równaniem:

2Al(s) + 3H2O(c)=Al2O3(s) + 6H⁺+ 6e^-

Powłoka tlenkowa powstaje na skutek przepływu jonów Al³⁺ oraz jonów O^2- lub OH^- które powstają w wyniku reakcji rozkładu wody.

Na katodzie wydziela się wodór w postaci gazowej, proces ten opisuję równanie:

2H⁺ + 2e^- = H2

1. Cel ćwiczenia

Uzyskanie powłok tlenkowych na aluminium w procesie anodowego utleniania w roztworach kwasów: siarkowego, szczawiowego, fosforowego i borowego. Przeprowadzenie barwienia warstwewek w roztworach soli nieorganicznych.

1. Wykonanie ćwiczenia

Anodowe warstewki tlenkowe otrzymuje się w układzie pomiarowym złożonym z zasilacza, elektrolizera, woltomierza i amperomierza. Przed pomiarem próbki zostały przeczyszczone papierem ściernym, spłukane wodą destylowaną oraz alkoholem, następnie je wysuszono i zmierzono ich wagę na wadze analitycznej. Próbki zostały umieszczane kolejno w kwasach na czas 20 minut przy stałej gęstości prądu 2 A*dm^-2. Druga seria ćwiczenia wykorzystywała jeden rodzaj kwasy przy różnych wartościach gęstości prądu (1,2,3 A*dm^-2). Poddane procesowi anodowaniu próbki następnie poddano barwieniu solami nieorganicznymi na okres kilku minut.

1. Opracowanie wyników

Tab.1. Dane pomiarowe i obliczenia procesu anodowania aluminium dla stałej gęstości prądowej i różnych kwasów.

Stężenie kwasu - 10% iA = 2*dm^-2 tpomiaru=20 minut t^0=22,1^oC
Kwas
H2SO4
H2C2O4
H3PO4
H3BO3

Tab.2. Dane pomiarowe i obliczenia procesu anodowania aluminium dla danego kwasu i różnych gęstości prądowych.

Kwas H2SO4 tpomiaru=20 minut t^0=22,1^oC
Gęstość prądu anodowego iA [A*dm^-3]
1,000
2,000
3,000

Tab.3. Dane pomiarowe dla określenia wartości masy teoretycznej obliczonej z prawa Faraday’a wraz z przeliczonymi wartościami natężenia z gęstości prądu.

Prawo Faraday'a	I1	0,581728	I2	0,242964
Mal	27		0,4884
z	3		0,566464
F	96500		0,51088