奇特的金属表面处理技术

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这是用阳极氧化法制造的铝制外壳,用于封装集成电路(IC)等微小零件。 首先,在铝基板上涂上薄薄的绝缘材料,然后以电镀法生成一层薄铜,用作阳极。在含有氯离子和碳酸根离子的溶液中,通过通电产生化学反应,在阳极上形成一层氧化膜。这层氧化膜厚度只有几个纳米,却比钢铁更坚硬,同时具有出色的导电性能。最后,再涂上一层防腐蚀涂层即可。整个工艺流程与陶瓷电容器制造类似。 用这种技术制成的铝制外壳质量轻、强度高、耐腐蚀、成本低且可回收利用——作为电子产品元件的包装再好不过。而且,由于电子产品的芯片组体积越来越小,对封装外壳的要求也越来越高,这项技术正在迅速普及开来。

采用阳极氧化法还可制作出具有透明外观的特殊铝制品。如果在氧化过程中加入电解质溶液,就能得到内部结构通透、外观看似玻璃的铝质部件。这些部件可用于需要光学透镜或照明组件的电子设备中。

除了传统的氧化法和电镀法之外,近年来兴起的3D打印技术也能实现复杂的铝构件加工。比如,美国佐治亚理工学院的研究人员就开发出一种快速原型制备方法,使用熔融铝直接铸造成型,无需借助模具。 通过将不同的合金元素混合到铝中制成各种复合材料,还可以进一步改善其机械性能及物理化学特性,从而拓展阳极氧化技术在更多行业中的应用。例如,加钛的铝镁合金硬度更高;添加镍能提高铝的性能持久力;而含锌的铝基复合材料兼具良好导热性和优异防腐性等等。

随着新技术和新材料的不断涌现,阳极氧化产业正朝着绿色化、多元化和高附加值的方向快速发展。据相关市场调研公司预测,全球阳极氧化材料和涂料市场规模将由2017年的86亿美元增长到2024年的109亿美元。

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