铝及铝合金的阳极氧化.

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1、铝及铝合金的阳极氧化铝及铝合金的阳极氧化1、什么使阳极氧化在适当的电解液中，以金属作为阳极，在外加电流作用下，使其表面生成氧化膜的方法。通过控制反应条件（不同类型、不同浓度的电解液、控制氧化时的工艺条件）可以获得不同性质、不同厚度的阳极氧化膜，在硫酸、铬酸、草酸电解液中，铝的自然氧化膜厚度可以从0.01um---0.015um。铝及铝合金的阳极氧化2、铝及铝合金阳极氧化膜的性质合用途（1）氧化膜结构的多孔性，蜂窝状结构，膜成的孔隙率与电解液的溶解能力和膜成的生长速度有关，也就是说决定于电解质的类型和氧化的工艺条件

2、。比如，在硫酸溶液中形成的氧化膜，每平方微米大约有800个孔，（孔径为0.015um,孔隙率为13.4％）在草酸溶液中形成的氧化膜每平方微米大约是60个孔，（孔径为0.025um,孔隙率为8％）所以我们可以根据氧化膜的不同要求选择不同类型的电解液。氧化膜的这种多孔性，使膜层具有很好的吸附能力，可以作涂镀层的底层，氧化膜还可以被染成各种不同的颜色，提高金属的装饰效果。铝及铝合金的阳极氧化（2）氧化膜的耐磨性，纯氧化铝的硬度非常高，HV=1960,普通阳极氧化铝的氧化膜硬度大约在196－490HV，（因为氧化膜带有孔

3、隙，所以硬度要低很多），采用硬质阳极氧化工艺，氧化膜的硬度可达1176－1470HV，因为硬度高，所以氧化膜的耐磨性非常好，如果膜层吸附润滑剂，还能进一步提高它的耐磨性。（3）氧化膜的耐蚀性，铝氧化膜在空气、土壤中都很稳定，同基体的结合力也很强，为提高耐蚀性，阳极氧化后的膜层要经封闭和喷涂处理。铝及铝合金的阳极氧化（4）氧化膜的绝缘性，铝的阳极氧化膜的阻抗较高，导热性也很低，稳定性可高达1500度，热导率0.419W/(m•K)—1.26W/(m•K)。所以电解电容器的电介质层或电器制品的绝缘层。（5）氧化膜的结

4、合力，氧化氧化膜于基体金属的结合力很强，很难用机械的方法将它们分离，即使膜层随金属弯曲，膜层仍于基体金属保持良好的结合，但氧化膜的塑性小，脆性大，当膜层受到较大的冲击负荷和弯曲变形时，会产生龟裂，所以这种氧化膜不易在机械作用下使用，可以用作油漆层的底层。铝及铝合金的阳极氧化二、阳极氧化膜的形成机理铝及铝合金的阳极氧化就是在适当的电解液中，将铝或铝合金的制品作为阳极，铅作为阳阴极，（只起导电作用），在外加电流的作用下生成氧化膜的过程，电解液一般为中等溶解能力的酸性溶液。阳极反应：H2O–2e→O+2H+3Al+3O

5、→Al2O3阴极反应：2H++2e→H2↑反应的同时还伴随着酸对铝及生成的三氧化二铝的氧化膜的溶解Al+6H+→2Al3++3H2↑Al2O3+6H+→2Al3++3H2O氧化膜的生成与溶解是同时进行的，氧化初期，膜的生成速度大于溶解速度，使膜的厚度不断增加，随着膜厚度的增加，电阻逐渐增大，膜的生成速度变慢，当膜的生成速度与溶解速度相等时，膜的厚度就一定了。铝及铝合金的阳极氧化第一阶段：无孔层的形成阶段，ab段，通电开始断时间（几秒到几十秒）内电压剧增，达到临界电压，（电压的最大值）表明这时阳极表面形成了连续、无

6、孔的薄膜层。无孔层电阻较大，阻碍了膜的继续增厚，无孔层的厚度与形成电压成正比，氧化膜在电解液中溶解速度成反比。厚度约0.01～0.1微米铝及铝合金的阳极氧化第二阶段：多孔层形成阶段，bc段，在膜最薄的地方将首先被溶解出空穴来，电解液就可以通过这些空穴到达铝的新鲜表面，电化学反应得以继续进行，电阻减小，电压随之下降（下降幅度为最高值的10～15%），膜上出现多孔层。铝及铝合金的阳极氧化第三阶段：多孔层增厚，cd段，这时电压平稳而缓慢的上升，这时无孔层不断被溶解成多孔层，新的无孔层友在生长，这样多孔层就在不断增厚，当

7、生成速度与溶解速度达到动态平衡时，膜的厚度就不再增加，这时反应就应该停止了。铝及铝合金的阳极氧化三、铝及铝合金的阳极氧化工艺1、硫酸阳极氧化以稀硫酸作电解液，对铝及铝合金进行阳极氧化，膜的厚度可达5um—20um，膜的吸附性好，无色透明，工艺简单，操作方便。硫酸阳极氧化的工艺规范铝及铝合金的阳极氧化2、影响因素（1）硫酸浓度，氧化膜生长的过程，也是它溶解的过程，硫酸浓度提高，溶解速度也会加快，这样生成的膜就会比较薄，防护能力下降，但是膜的孔隙率高，吸附力强，染色能力好，为了兼顾膜层的染色和防护，硫酸的浓度应控制在

8、170－20g/L，通常采用15％～20％。（2）温度的影响，膜的形成速度和溶解速度达到平衡时，膜就不再增厚。如果提高温度，就会使膜的溶解速度加快，膜层就会变薄，而且疏松多孔，硬度低。温度过低，膜的厚度增大，硬度高，耐磨性好，但是孔隙率低，脆性较大。铝及铝合金的阳极氧化（3）电流密度的影响，提高阳极电流密度，能使膜的生长速度加快，氧化时间缩短，膜的溶解量就会减少，生成的膜