アルマイト前処理での表面状態の変化

以前の記事『アルマイトの前処理で、どのようにアルミニウム表面の粗さが変化するのか？』と、 『前処理の違いによる白色アルマイトの外観の色調』でご色調や表面粗さをご紹介させていただきましたが・・・

今回は、各サンプルを顕微鏡で100倍〜1500倍まで拡大し表面の状態を確認してみました。
肉眼で見るのと、拡大してみるのとでは思っていた以上に違いがありましたので、処理内容別にご紹介させていただきます。

テストピースに処理した内容を再確認のために下記に記載しておきます。

アルミニウム素地のまま
機械的前処理
サンドブラスト 化学的前処理
苛性ソーダによるエッチング
酸性エッチング（化学梨地）
化学研磨（リン酸・硫酸タイプ）

この５パターンになります。

1.アルミニウム素地の拡大写真

最初にアルミニウム素地の状態を拡大した写真をご紹介したいと思います。

素地の状態は以前の記事でもご紹介したようにフライスで仕上げのため、表面粗さはRa で0.100μmでした。
処理内容など詳しいことは、こちらの記事でご確認ください。

では、その表面状態を拡大してみてみると、どんな状態なのか？
下記の写真が各倍率での拡大写真になります。

×100倍

×500倍

×1000倍

×1500倍

※写真をクリックすると拡大します。

 フライスのツールマークの痕なのでしょうか？
縦に筋が入っているのがわかります。
この表面状態がベースとなりアルマイトの前処理で、どのように変化していくのか？
と言うのを確認していきます。

2.サンドブラスト後アルマイトの拡大写真

先ほどのアルミニウム素地に、直径100μmのガラスビーズを使用して、サンドブラストを投射し、アルマイト皮膜を生成させたテストピースの表面を拡大して観察してみました。
処理内容など詳しいことは、こちらの記事でご確認ください。

このテストピースの表面粗さはRaで2.001μmでしたので、どんな状態になっているのか！？
拡大写真は、下記になります。

×100倍

×500倍

×1000倍

×1500倍

※写真をクリックすると拡大します。

先ほどの写真と比べて、ざらついていることが×100倍の写真でもわかります。
この状態にまでなると、アンカー効果を期待でき、接着剤の密着性や塗膜の密着性が向上することは間違いありません。

3.苛性ソーダによるエッチング後アルマイトの拡大写真

アルマイトを施した状態で、拡大写真や表面の粗さを測定しているので、本当に前処理の違いなのか？と言うことも考えられますので、通常のアルマイト前処理をおこなったテストピースも作成して比較しています。

苛性ソーダでエッチングして、その後にアルマイトした状態の表面粗さはRaで0.236μmでしたので、素地の時と比べて大きな違いがないことが数値ではわかっています。
処理内容など詳しいことは、こちらの記事でご確認ください。

ですが、拡大してみたらどんなことがわかるのか？
観察してみた写真が、下記になります。

×100倍

×500倍

×1000倍

×1500倍

※写真をクリックすると拡大します。

最初のアルミニウム素地のままの拡大写真とは、あきらかに違います。
ツールマークの後のような模様は、少し残っている感じですがエッチング工程でエッチングし、アルマイトの皮膜が生成したことにより、表面の状態が変わっていることがわかりますが、接着剤や塗膜の密着性を問う場合には、強固な密着性を得られるような表面ではないように見えます。

倍率の高い写真の、黒い析出物のようなものが気にはなりますが、今回、解析をお願いはしていないので、何かはわかりませんが封孔剤に含まれるニッケル分なのかもしれません。