Was ist schwarz eloxiertes Aluminium?
Schwarz eloxiertes Aluminium ist eine Art der farbigen Eloxierung, bei der die Oberfläche von eloxiertem Aluminium mit einem Farbstoff schwarz gefärbt wird.
Eloxiertes Aluminium bezieht sich auf Aluminium, das einem Eloxierverfahren unterzogen wurde, bei dem die Oberfläche durch Elektrolyse an einer Anode mit einer Oxidschicht überzogen wird. Es ist korrosionsbeständiger als Aluminium in seiner ursprünglichen Form.
Der Glanzgrad kann durch die Behandlung vor und nach der Verarbeitung verändert werden, und es gibt verschiedene Arten, wie z. B. mattschwarz eloxiertes Aluminium und glänzend schwarz eloxiertes Aluminium. Es ist möglich, den Typ zu wählen, der am besten zur Funktion und optischen Gestaltung des zu verwendenden Produkts passt.
Anwendungen von schwarz eloxiertem Aluminium
Schwarz eloxiertes Aluminium hat eine hohe Korrosions- und Verschleißfestigkeit sowie eine hohe Härte und Isolierfähigkeit.
Zu den spezifischen Produkten gehören Haushaltswaren wie Brotdosen, Wasserflaschen und Kochutensilien wie Töpfe und Pfannen, Industrieausrüstungen wie Autos, Halbleiterbauteile und medizinische Geräte sowie die Innenausstattung von Schiffen und Flugzeugen. Schwarz eloxiertes Aluminium in glänzender und mattschwarzer Ausführung wird auch für optische Produkte verwendet.
Herstellung von schwarz eloxiertem Aluminium
Schwarz eloxiertes Aluminium wird in folgender Reihenfolge hergestellt: 1) Eloxieren des Aluminiumsubstrats und 2) Einfärben des eloxierten Aluminiums.
1. Eloxieren
Eloxieren ist ein Behandlungsverfahren, bei dem Aluminium als Anode elektrolysiert wird, um eine Eloxalschicht auf der Aluminiumoberfläche zu erzeugen. Beim Eloxieren wird die Oberfläche des Aluminiumsubstrats zunächst im Elektrolyten aufgelöst, bevor die Eloxalschicht gebildet wird, so dass die Schicht aus zwei Schichten besteht: einer nicht porösen Sperrschicht und einer porösen Schicht.
Die anodisierte Aluminiumschicht ist hart, abriebfest und korrosionsbeständig und schützt das darunter liegende Aluminiumsubstrat. Während das Galvanisieren eine Behandlungsmethode ist, bei der die Elektrolyse als Kathode für das zu beschichtende Objekt verwendet wird, um einen Metallfilm auf der Oberfläche abzuscheiden, ist das Eloxieren ein Verfahren, bei dem das Aluminiumsubstrat als Anode verwendet und selbst elektrolysiert wird.
2. Eloxieren von anodisiertem Aluminium
Wie bereits erwähnt, bildet sich auf der anodisierten Aluminiumschicht eine poröse Schicht. Bei der Herstellung von schwarz eloxiertem Aluminium wird schwarzer Farbstoff in einen Färbetank gegeben und in diese Hohlräume gegossen, wo er von den Zellen absorbiert wird; sobald er absorbiert ist, werden die Hohlräume durch einen Versiegelungsprozess versiegelt.
Die Menge des absorbierten Farbstoffs hängt von der Dicke der eloxierten Aluminiumoxidschicht ab. Wenn also eine dunklere Farbe gewünscht wird, muss die Schichtdicke erhöht und die Menge des absorbierten Farbstoffs gesteigert werden. Schwarz glänzend eloxiertes Aluminium und mattschwarz eloxiertes Aluminium werden mit Chemikalien vorbehandelt.
Glänzend schwarz eloxiertes Aluminium ist eloxiertes Aluminium mit einem zusätzlichen Glanz. Im Gegensatz dazu wird beim mattschwarzen Eloxieren der Glanz durch Auftragen einer matten Oberfläche entfernt.
Arten von schwarz eloxiertem Aluminium
Schwarz eloxiertes Aluminium kann nach Schichtdicke und Farbstoff klassifiziert werden.
1. Schichtdicke
Die Standardschichtdicke des schwarz eloxierten Aluminiums beträgt ca. 10-30 µm; bei einer dünnen Schichtdicke, z. B. 10 µm oder weniger, wird die Menge des an der Oberflächenschicht haftenden Farbstoffs verringert, und es kann kein ausreichender Effekt erzielt werden. Ein gewisses Maß an Schichtdicke muss gewährleistet sein, insbesondere wenn eine gleichmäßige schwarze Farbe erzielt werden soll.
Obwohl dickere Filme von 30 µm oder mehr gebildet werden können, lassen sie sich nicht an Stellen mit physikalischen Einschränkungen anbringen, wie z. B. an der Innenseite langer, dünner Rohre oder an der Innenseite von Teilen mit scharfen Formen (scharfe Kanten). Die Leistung der durch schwarz eloxiertes Aluminium erzeugten Schicht ist je nach Material sehr unterschiedlich, so dass die Schichtdicke unter Berücksichtigung der Farbstoffverträglichkeit berücksichtigt werden muss.
2. Farbstoffe
Ein typischer Farbstoff für schwarz eloxiertes Aluminium ist ein organischer Chromkomplexfarbstoff. Das Farbstoffmolekül hat eine Struktur, bei der ein organischer Ligand im Verhältnis 1:1 oder 1:2 an das metallische Chrom gebunden ist.
Die Komplexierung des organischen Liganden mit dem Chrom erhöht die Licht- und Wärmebeständigkeit des Farbstoffs im Vergleich zu einem einzelnen Chromliganden. Da der Porendurchmesser der Folie mehrere hundert Å beträgt, während die Größe der Farbstoffmoleküle etwa einige zehn Å beträgt, dringen die Farbstoffmoleküle in die Poren der Folie ein und werden durch Adsorption gefärbt.
Die wichtigsten organischen Liganden sind aromatische Ringe wie Benzol und Naphthalin, an die Substituentengruppen mit chromogenen Eigenschaften, wie Nitro- und Azogruppen, gebunden sind. Farbstoffe, an die Sulfonsäure-, Hydroxy- oder Aminogruppen gebunden sind, wurden ebenfalls entwickelt, um die Löslichkeit in Lösungsmitteln zu erhöhen.
Bei schwarz eloxiertes Aluminium-Oxid können die im Sonnenlicht enthaltenen ultravioletten Strahlen und die Wärme die Farbstoffmoleküle zersetzen, was zu Verfärbungen und Verblassen führt. Dies wird hauptsächlich durch die Verwendung organischer Farbstoffe verursacht. Aus diesem Grund wurden in den letzten Jahren Farbstoffe entwickelt, die gegen ultraviolette Strahlen und andere Elemente resistent sind.