金属防腐镀膜阳极氧化法模板.doc

试验题目：钛金属防腐镀膜——阳极氧化法
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一、试验目标
1. 了解阳极氧化法金属镀膜原理；
2. 了解致密膜薄膜干涉原理及其结构色形成规律；
二、试验内容
1. 借助电化学阳极氧化反应在钛金属表面镀膜
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图1 阳极氧化反应装置示意图
前处理：采取目标砂纸对钛金属片表面进行抛光处理；接着，相继在纯水、***、去离子水中超声清洗处理；取出后，于室温环境下晾干。
接着，将钛片按图1所表示连接：钛金属作为阳极，铜片作为阴极，电极间距为1 cm。 mol/L硫酸水溶液作为电解液，分别调整5 V、15 V、22 V和50 V电压，进行3分钟反应。反应得到样品经去离子水充足清洗后，避光晾干。
反应过程中，Ti金属作为阳极，发生了以下反应：Ti + H2O - 4e à TiO2 +
H+。在电压作用下，Ti金属表面形成了一层致密TiO2薄膜层。
2. 镀膜薄膜干涉原理及结构色形成规律
钛金属表面镀膜是厚度很薄一层TiO2透明薄膜。当一束单色光射到一透明TiO2薄膜上时，一部分在上表面反射，另一部分向薄膜内折射，再在下平面反射并经过薄膜上表面折回空气，图2所表示，这两部分光光程差为（2b-a）。光程差为零，对应于镀膜厚度为零。经镀膜上下两表面反射所得光束能量全部是从入射光出来。
图2 致密TiO2膜薄膜干涉示意图
表1 不一样阳极氧化电压下镀膜样品颜色
干涉是怎样产生颜色呢？牛顿研究了不一样光程差间发生干涉形成颜色，得到表1所表示光程差和薄膜干涉色（也叫结构色）。光程差小于100 nm时展现黑色，伴随光程差增大，出现一系列色彩。560 nm光程差为一个序列，序末基础是带浅红颜色，第四序后，大家通常只能看到浅绿和浅红条纹。
三、试验结果
mol/L硫酸水溶液作为电解液，在不一样电压下，阳极氧化3分钟，金属颜色发生了改变，如表1所表