一种高发射率黑色阳极铝板及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高发射率黑色阳极铝板及其制备方法，方法为：先对铝板的外观面进行粗化处理使其粗糙度Rz达到5～15μm，再通过电化学氧化和着色的方法在该外观面上原位生成厚度均匀且为10～20μm的黑色阳极氧化膜层，制得的高发射率黑色阳极铝板具有复合层结构，主要由相邻的铝板层和黑色阳极氧化膜层组成，黑色阳极铝板的发射率为0.50～0.99，总传热辐射为12.5～13.4W。本发明专利技术方法处理工艺简单，成本低，制得的黑色阳极铝板发射率高，散热性能好，克服了现有技术的阳极铝板发射率低和散热性能差的问题。

A High Emissivity Black Anode Aluminum Plate and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种高发射率黑色阳极铝板及其制备方法
本专利技术属于散热器件
，涉及一种高发射率黑色阳极铝板及其制备方法。
技术介绍
阳极氧化铝板是将原铝置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极，在特定条件和外加电流作用下，进行电解得到的产品。阳极氧化铝板可广泛应用于建筑装饰、灯具照明、家用电器和汽车装饰等领域。由阳极铝板制得的动力机械装置、智能化装置和电子器件等运行一段时间后都需要进行散热才能保证后续设备的正常运行，保证设备不会因高温损坏或者故障。阳极铝板散热的途径主要有热对流及热辐射两种方式。行业内从业人员普遍采用热对流的方式即后置散热片的方式进行散热，散热片是给电器中的一种易发热电子元件的散热装置，一般呈板状、片状或多片状结构，材质为铝合金、黄铜或青铜。电脑中的CPU中央处理器、电视机中的电源管、行管或功放器中的功放管都要使用散热片。散热片在使用时需在元器件与散热片的接触面涂上一层导热硅脂，从而使元器件发出的热量更有效地传导到散热片上，再经散热片散发到周围空气中去。但散热片成本高，工序多，且需要很大的空间。因此，研发一种散热效果好的高发射率黑色阳极铝板及其制备方法具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种散热效果好的高发射率的黑色阳极铝板及其制备方法。本专利技术的黑色阳极铝板还具有耐高温的特点。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种高发射率黑色阳极铝板的制备方法，先对铝板的外观面进行粗化处理使其粗糙度Rz达到5～15μm，再通过电化学氧化和着色的方法在该外观面上原位生成厚度均匀且为10～20μm的黑色阳极氧化膜层。由于黑色阳极氧化膜层的厚度均匀，黑色阳极氧化膜层下铝板外观层的粗糙度与黑色阳极氧化膜层的粗糙度相同，黑色阳极铝板的发射率与其表面状况有极大的关系，尤其是表面粗糙度，黑色阳极氧化膜层的厚度对发射率也有较大影响，其厚度达不到10μm以上，会影响到黑颜色的深浅，进而影响到发射率，本专利技术通过将黑色阳极氧化膜层表面的粗糙度与黑色阳极氧化膜层的厚度相互配合显著提高了黑色阳极铝板的发射率。作为优选的技术方案：如上所述的一种高发射率黑色阳极铝板的制备方法，所述粗化处理采用物理法，本专利技术的保护范围不限于此，化学粗化处理的方式同样适用于本专利技术。如上所述的一种高发射率黑色阳极铝板的制备方法，所述粗化处理采用磨轮磨刷的方式，磨轮共三组，三组的目数分别为120目、240目和600目，磨轮与铝板之间的接触压力为0.2～0.8MPa。本专利技术采用三组磨轮磨刷的方式对铝板的外观面进行粗化处理，有利于改善粗化处理的铝板的粗糙均匀性，若采用两组磨轮磨刷或一组磨轮磨刷进行粗化，则粗糙度均匀性不佳。本专利技术的保护范围不限于此，其他物理粗化方式如喷砂等同样适用于本专利技术，只要能够将铝板外观面的粗糙度控制在特定范围内即可。如上所述的一种高发射率黑色阳极铝板的制备方法，具体工艺流程为：铝板粗化处理-水洗-烘干-碱处理-硝酸处理-氟化处理-电化学氧化-着色-封孔-烘干；所述碱处理是指将铝板浸泡在NaOH溶液中，目的是为了清除铝板的外观面上的污渍；所述硝酸处理是指将铝板浸泡在硝酸溶液中，目的是为了中和铝板的外观面上残留的NaOH；所述氟化处理是指将铝板浸泡在氟化氢铵溶液中，目的是为了去除铝板中含硅质点；所述电化学氧化是指将铝板放入电解槽中，通直流正极，在电流密度为1.0～1.6A/dm2的条件下，电解35～70min；所述着色是指将铝板放入黑色染液中浸泡，或者在电解着色槽中，在电流密度为1.0～1.6A/dm2的条件下，电解着色15～18min。如上所述的一种高发射率黑色阳极铝板的制备方法，所述铝板的外观面共两面，一面进行粗化处理，另一面不进行粗化处理。如上所述的一种高发射率黑色阳极铝板的制备方法，烘干工序与碱处理工序之间还有贴膜处理工序，贴膜处理是指在铝板未经粗化处理的外观面上贴附仅一面涂覆有不粘胶的塑料膜，用于保护无需阳极氧化的铝板的外观面。本专利技术还提供采用如上所述的制备方法制得的高发射率黑色阳极铝板，具有复合层结构，主要由相邻的铝板层和黑色阳极氧化膜层组成，黑色阳极铝板的发射率为0.50～0.99。本专利技术通过电解着色制得的黑色阳极铝板还具有耐高温的优点，可以在340℃的环境下放置10h不会退色，而采用浸染方法制得的黑色阳极铝板只能在260℃的环境温度下耐1小时，超过此条件，黑色会发生退色变浅。作为优选的技术方案：如上所述的高发射率黑色阳极铝板，高发射率黑色阳极铝板的总传热辐射为12.5～13.4W。总传热辐射的功率为表征散热效果的参数，本专利技术的总传热辐射的功率较高，说明本专利技术通过黑色阳极氧化膜层的表面粗糙度与黑色阳极氧化膜层的厚度相互配合显著提高了黑色阳极铝板的散热效果。如上所述的高发射率黑色阳极铝板，所述黑色阳极氧化膜层的材质为氧化铝和染料，染料为有机染料或无机染料。专利技术机理：本专利技术通过控制铝板的粗糙度以控制黑色阳极氧化膜层的表面粗糙度，将其与氧化膜的厚度相互配合从而提高了其黑色阳极铝板的总发射率，进而提高了黑色阳极铝板的总体散热效果。阳极铝板的散热效果取决于多种因素，如铝板的发射率、氧化膜层的厚度等等。一般情况下，铝板的发射率越高，热量越容易散发出去，散热效果越好，铝板的发射率受到颜色、表面粗糙度等多种因素影响，由于高粗糙度铝板表面的辐射面积增大，且铝板的表面连续性遭到破坏，可降低镜面反射，物体的镜面反射程度越低，则吸收率越大即发射率越大，因此在一定条件下表面粗糙度与发射率会呈现出一定的线性关系，物体表面粗糙度变大，表面发射率也会相应增大，表面粗糙度过低，则发射率也会降低，同时铝板的发射率随铝板粗糙度增加存在相应临界值(即粗糙度Rz达到15μm)，达到临界值以后，发射率也几乎不再增加。光(电磁波)的穿透深度与消光系数成反比，铝板氧化膜层厚度过小(小于10μm)，容易发生透射，物体表面的透射率越大，则吸收率越小即发射率越低，同时氧化膜层厚度过小，则其染色后的颜色达不到深黑色，也会影响到发射率的提高，因此氧化膜层厚度过小容易导致发射率降低，但发射率随氧化膜层厚度增加存在相应临界值(即上限为20μm)，氧化膜层厚度小于临界值时，发射率随着氧化膜层厚度增加而增加，达到临界最大值以后，发射率随氧化膜层厚度增加保持稳定，甚至有所降低，此时，氧化膜层越大，铝板表面的热量越不容易散发出去，会对铝板的导热产生负面影响，而且需延长电解氧化时间，经济成本高。然而，黑色阳极铝板的总体散热效果不是简单调节铝板的表面粗糙度和氧化膜层厚度就能提高的，铝板的表面粗糙度影响其表面氧化膜层的厚度均匀程度，氧化膜层的厚度均匀程度又影响氧化膜层发生透射情况以及其表面颜色深度，进而影响黑色阳极铝板的总发射率，本专利技术控制铝板的粗糙度Rz大于等于5μm同时控制铝板的氧化膜厚度小于20μm，实现了铝板的表面粗糙度和氧化膜层厚度的相互配合，进而显著提高了黑色阳极铝板的总体散热效果，阳极氧化膜层厚度为10～20μm且铝板粗糙度Rz为5～15μm时黑色阳极铝板的总体散热效果最佳。有益效果：(1)本专利技术的一种高发射率黑色阳极铝板，通过控制铝板层的表面粗糙度和黑色阳极氧化膜层的厚度，从而使得制得的黑色阳极铝板的发射率高，散热性能好；(2)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高发射率黑色阳极铝板的制备方法，其特征是：先对铝板的外观面进行粗化处理使其粗糙度Rz达到5～15μm，再通过电化学氧化和着色的方法在该外观面上原位生成厚度均匀且为10～20μm的黑色阳极氧化膜层。

【技术特征摘要】
1.一种高发射率黑色阳极铝板的制备方法，其特征是：先对铝板的外观面进行粗化处理使其粗糙度Rz达到5～15μm，再通过电化学氧化和着色的方法在该外观面上原位生成厚度均匀且为10～20μm的黑色阳极氧化膜层。2.根据权利要求1所述的一种高发射率黑色阳极铝板的制备方法，其特征在于，所述粗化处理采用物理法。3.根据权利要求2所述的一种高发射率黑色阳极铝板的制备方法，其特征在于，所述粗化处理采用磨轮磨刷的方式，磨轮共三组，三组的目数分别为120目、240目和600目，磨轮与铝板之间的接触压力为0.2～0.8MPa。4.根据权利要求3所述的一种高发射率黑色阳极铝板的制备方法，其特征在于，具体工艺流程为：铝板粗化处理-水洗-烘干-碱处理-硝酸处理-氟化处理-电化学氧化-着色-封孔-烘干；所述碱处理是指将铝板浸泡在NaOH溶液中；所述硝酸处理是指将铝板浸泡在硝酸溶液中；所述氟化处理是指将铝板浸泡在氟化氢铵溶液中；所述电化学氧化是指将铝板放入电解槽中，通直流正极，在电流密度为1.0～1.6A/dm2的条件...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪迪·埃莫吴，张卫宁，罗伯特·阿特，王中秋，
申请(专利权)人：腾辉电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71