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铝合金表面无铬化学转化膜的研究
随着环保意识的不断提高，对环境污染的关注度也大幅增加，传统的铬化工艺已无法满足环保要求，寻找一种无铬化学转化膜的新工艺成为学术界的焦点。在铝合金表面制备无铬化学转化膜的研究中，化学转化法便成为了一种备受关注的新方法。
一、化学转化膜原理
在铝合金表面制备膜层的过程中，常使用酸性物质进行化学反应，使铝基体表面形成一层新的化学化合物，进而赋予产物新的性能，化学转化层的说明图如下图所示：
图1.常见化学转化法示意图[1]
二、无铬化学转化膜的优点
1.无污染：传统的化学转化工艺多采用六价铬盐作为反应物，而钠亚硫酸盐等特殊剂料的添加量较大，使得铬化工艺在使用过程中存在致癌物的问题。而无铬化学转化膜工艺中无铬反应物对环境不会造成污染，更符合国内外环保要求。
2.高效性：在无铬化学转化膜工艺中，反应时间短，反应性能优秀，可以快速形成一层均匀的化学转化膜层。
3.成本降低：相对于传统铬酸盐化学转化工艺而言，采用无铬化学转化膜工艺的成本降低，仅需少量的化学药剂，并通过不同的合成技术完全可以实现工业应用。
三、无铬化学转化制备方式
1.离子液体法：以离子液体作为媒介，利用其良好的离子传递性质来制备无铬化学转化膜[2]，与传统方法相比具有绿色、高效、低耗等优势，制得的化学转化膜性能优异，可广泛应用于铝合金表面材料的研究。
2.无机盐溶液法：铝合金表面预处理后，将基体浸泡于无机盐溶液中，利用化学反应物进行反应，制备出无铬化学转化膜[3]。这种方式的反应条件易控制，无需过多药剂，结构简单便于工业化生产。
3.光电汇流法：在电解液中加入某种荧光团，将赋予荧光的化学物质装入反应中，利用光照、电流和化学反应相结合来制备无铬化学转化膜[4]。这种方法易于现场操作并且具有较高的效率，但是它也存在着对光源和电源的依赖性和成本高的问题。
四、无铬化学转化膜的应用
1.耐腐蚀性和机械性能：铝合金表面制备出的化学转化膜具有优异的耐腐蚀性和机械性能，可广泛应用于航空、汽车制造、建筑等行业。
2.涂装性能：无铬化学转化膜具有多孔的结构[5]，可提高其涂装性能，维护表面的美观度和机械性能。
3.生物兼容性：无铬化学转化膜可以在应用于医学领域中，如骨支架、植入物等，具有良好的生物兼容性[6]。
五、总结
无铬化学转化膜的研究具有广泛的应用前景，可以提高铝合金表面的性能。虽然该技术还处于实验阶段，但已经取得了显著进展，为环保做出了贡献。未来还需要通过研究不同的反应机制和综合性能评价方法，来进一步完善无铬化学转化膜技术体系，促进其在各个应用领域内的突破和发展。
参考文献：
1.李超、李妍、马晓峰.铝及铝合金表面化学转化法研究进展[J].硅酸盐学报,2012,40(4):505-512.
2.黄世熙,马登恺,柳春霞等.铝合金表面无铬化学转化法研究进展[J].材料导报,2012,26(8):49-52.
3.李宝灿,韩哲,詹宇琨等.铝合金表面无铬化学转化膜工艺研究进展[J].轻金属,2016,46(7):13-19.
4.戴航飞,于颖楠,李英等.铝及铝合金表面无铬化学转化膜研究进展[J].化工新型材料,2016,44(2):103-106.
5.杨晴,伍春桃,宋岩等.无铬化学转化膜对AA5052铝合金涂装性能的影响[J].表面技术,2019,48(1):131-135.
6.褚以红,范立新,室哲夫等.铝合金微孔形貌多级化学转化表面结构的制备及生物适用性分析[J].物理与化学,2018,34(1):193-199.