铝及铝合金阳极氧化性能介绍
实验二-铝及铝合金的阳极氧化
实验二铝及铝合金的阳极氧化一、实验目的：1.熟悉铝及铝合金的阳极氧化工艺过程。
2.掌握阳极氧化中各工艺参数对阳极化过程及膜质量和性能的影响。
二、实验内容简介铝及铝合金具有优良的综合性能而得到较为广泛的应用，在其表面会生成一层致密的氧化膜，但厚度只有几纳米至几十纳米，起不到有效的防护和耐磨作用。
而采用阳极氧化处理形成的阳极化膜厚度可达3~30μm，不但既有良好的机械性能，而且耐蚀性和吸附性能均十分优异。
故在所有的铝表面处理方法中，阳极化在工业中的应用十分广泛，可作为防护性膜、防护装饰性膜、耐磨性膜、绝缘性膜等。
阳极氧化所用的电解液一般为具有中等溶解能力的酸性溶液（如硫酸、草酸、铬酸、磷酸等），电解时，铝工件为阳极，Pb(Pt)为阴极，阳极氧化时发生下列反应：阳极:H2O-2e→[O]+2H+,产生的初生态原子氧对铝制品表面有很强的氧化能力,生成薄而致密的氧化物薄膜（10~100nm）；阴极：2H++2e→H2↑。
在阳极还存在着酸对铝及氧化铝膜的溶解反应：2AL+6H+→2AL3++3H2↑,AL2O3+6H+→2AL3++3H2O。
由此可知，膜的成长过程包含着膜的生成与膜的溶解两个相辅相成的方面，并且只有当膜的生成速度大于溶解速度时才能获得一定厚度的膜，氧化初期，膜的生成速度大于溶解速度，膜厚不断增加，随着厚度的增加，其电阻也加大，结果使膜的生长速度减慢，一直到与膜的溶解速度相等时，膜的厚度才为一定值。
铝的阳极氧化膜的微观结构成蜂窝状，即由内层的阻挡层和外层的多孔层构成，由于膜是从基体上成长其来的，因此结合强度十分高。
色泽随电解液的成分及铝合金中所含的合金元素而异。
由于膜的多孔性质，决定了膜具有强烈的吸附性能，故可对膜进行染色，也可作为铝制品沉积金属前的底层等。
2．铝的阳极氧化工艺及步骤a.表面准备铝及其合金在阳极氧化之前都必须根据制件的材质、表面形状和对膜的要求进行适当的表面预处理，如除油、酸洗和抛光等。
铝及铝合金硬质阳极氧化膜
铝及铝合金硬质阳极氧化膜铝及铝合金硬质阳极氧化膜是一种常见的表面处理技术，用于增强铝材料的耐腐蚀性、硬度和装饰性。
本文将介绍铝及铝合金硬质阳极氧化膜的形成原理、特点及应用领域。
一、形成原理铝及铝合金硬质阳极氧化膜的形成是通过在铝表面进行阳极氧化处理。
在这个过程中，铝材料作为阳极，通过在电解液中施加电压形成氧化电流，使铝表面氧化生成致密的氧化膜。
阳极氧化过程中，铝表面的氧化膜主要由Al2O3组成。
氧化膜具有多孔性结构，可以通过控制氧化工艺参数来调节其孔径和厚度。
氧化膜的孔径与电解液中含有的添加剂有关，而氧化膜的厚度则与氧化时间和电压有关。
二、特点铝及铝合金硬质阳极氧化膜具有以下特点：1. 耐腐蚀性：硬质阳极氧化膜形成后，能有效提高铝材料的耐腐蚀性，使其在恶劣环境下具有更好的耐蚀性能。
2. 高硬度：氧化膜的硬度可达到1500-3000HV，比铝材料本身的硬度要高出数倍，能有效提高铝材料的抗划伤性能。
3. 装饰性：氧化膜的颜色可以通过改变氧化工艺参数和添加特定的染色剂来调节，因此可以获得不同的颜色，增加铝材料的装饰性。
4. 绝缘性：氧化膜具有较好的绝缘性能，能够有效防止电流的通过，提高铝材料在电气领域的应用性能。
5. 纳米级孔隙结构：氧化膜具有多孔性结构，这些纳米级孔隙可以用于储存润滑油或其他功能性材料，提高铝材料的附加功能。
三、应用领域铝及铝合金硬质阳极氧化膜广泛应用于以下领域：1. 建筑装饰：铝材料经过阳极氧化后，可以获得不同颜色的氧化膜，用于建筑装饰材料，如铝合金门窗、幕墙板材等。
2. 电子领域：氧化膜的绝缘性能使其在电子领域得到广泛应用，用于电子元器件的绝缘层、散热器、电子外壳等。
3. 汽车工业：铝及铝合金硬质阳极氧化膜可以提高汽车零部件的耐腐蚀性和硬度，用于汽车外饰件、发动机零部件等。
4. 航空航天：氧化膜的轻质、高硬度和抗腐蚀性能使其在航空航天领域得到应用，用于飞机结构件、发动机零部件等。
铝及铝合金阳极氧化性能介绍
为什么有些铝材可以阳极氧化着色有些铝材不可以阳极氧化着色？一、阳极氧化的原理阳极氧化处理是利用电化学的方法，在适当的电解液中，以合金零件为阳极，不锈钢、铬、或导电性电解液本身为阴极，在一定电压电流等条件下，使阳极发生氧化，从而使工件表面获得阳极氧化膜的过程。
按其电解液的种类及膜层性质可分为硫酸（可以着色）、铬酸、（不需着色）、混酸、硬质（不能着色）和瓷质阳极氧化；根据各种阳极氧化膜的染色性能，只有硫酸阳极氧化获得的氧化膜最适宜染色；其他如草酸、瓷质阳极氧化膜（微弧氧化）虽能上色，但干扰色严重；铬酸阳极氧化膜或硬质氧化膜均不能上色；综合所述，要达到阳极氧化上色的目的，仅有硫酸阳极氧化可行。
二、硫酸阳极氧化对铝合金材质的限制1、合金元素的存在会使氧化膜质量下降，同样条件下，在纯铝上获得的氧化膜最厚，硬度最高，抗蚀性最佳，均匀度最好。
铝合金材料，要想获得好的氧化效果，要确保铝的含量，通常情况下，以不低于95%为佳。
2、在合金中，铜会使氧化膜泛红色，破坏电解液质量，增加氧化缺陷；硅会使氧化膜变灰，特别是当含量超过4.5%时,影响更明显；铁因本身特点，在阳极氧化后会以黑色斑点的形式存在。
三、铝合金基础知识工业中使用的铝合金有两大类，即变形铝合金和铸造铝合金。
1、变形铝合金不同牌号的变形铝合金具有不同的成分、热处理工艺和相应的加工形态，因此它们分别具有不同的阳极氧化特性。
按照铝合金系，从强度最低1xxx系纯铝到强度最高7xxx系铝锌镁合金。
1xxx系铝合金又称“纯铝”,一般不用于硬质阳极氧化。
但在光亮阳极氧化和保护性阳极氧化具有很好的特性。
2xxx系铝合金又称“铝铜镁合金”，由于合金中的Al-Cu金属间化合物在阳极氧化时易溶解，因此难以生成致密的阳极氧化膜，在保护性阳极氧化时，其耐腐蚀性更差，因此此系列的铝合金不易阳极氧化。
3xxx系铝合金又称“铝锰合金”，不会使阳极氧化膜的耐腐蚀性下降，但是由于Al-M n金属间化合物质点，会使阳极氧化膜呈现灰色或灰褐色。
铝合金阳极氧化作用
铝合金阳极氧化作用
铝合金阳极氧化作用是一种将铝合金表面形成氧化膜的电化学过程。
该过程利用电解液中铝离子作为阳极，通过外加电压的作用，吸引电子从阴极向阳极流动，从而使铝离子被氧化成了氧化铝离子，形成了致密、硬度高、防腐蚀性能强的氧化膜。
该氧化膜可用于增强铝合金的耐腐蚀性、耐磨损性、红外辐射性能等。
同时，氧化膜具有多种颜色，可通过控制电解液成分和电解条件等因素进行调控，用于制造各种色彩的铝合金制品。
铝合金阳极氧化过程是一种表面处理方法，可以用于对各类铝合金制品进行表面处理，如航空、汽车、建筑等领域常见的铝合金制品。
该过程可以对铝合金表面形成不同厚度和不同颜色的氧化膜，并且氧化膜具有良好的附着性和耐磨性，可用于制造耐腐蚀、耐磨损、美观、装饰性的铝合金制品。
工业上常用的氧化剂为硫酸或硫酸混合物，电解液中掺入氟化物或柠檬酸等物质可以增加氧化速度和改变氧化膜的颜色。
一般情况下，氧化层的厚度在5到25微米之间，但也可以根据需要进行特殊处理，例如制造超厚氧化层的铝合金制品，常用于制造复杂的航空器和导弹零部件。
总之，铝合金阳极氧化作用是一种常用的表面处理技术，可以提高铝合金制品的性能，广泛应用于制造、航空、汽车、建筑、电子等领域。
铝及铝合金阳极氧化
铝及铝合金阳极氧化一片绿叶编写0 内容提示本文简要介绍了铝及铝合金阳极氧化的原理和阳极氧化方法的种类，着重介绍硫酸直流电阳极氧化。
对硫酸阳极氧化的工艺规范和操作条件、溶液配制和调整方法、常见估障判断及排除等作了较为详细的介绍。
铝合金成分对氧化膜形成及质量的影响、新老涂覆标记的含义等相关内容也结合我所实际情况作了介绍。
通过对本文内容的学习，能够正确掌握硫酸直流电阳极氧化的操作技能，准确控制氧化质量，做出符合质量标准的产品。
1 概述铝是最为丰富的元素之一，地壳内含量仅次于氧和硅。
铝的产量仅次于钢铁。
铝及其合金具有比强度高、导热和导电性好，反光性强，色泽美观、无磁性、耐热性好，以及塑性和成形性好，无低温脆性等优点，是一种具有优良综合性能的有色金属材料，因此在许多部门得到广泛应用。
铝及铝合金暴露在空气中，其表面会自然行成一层致密的氧化膜，但这层氧化膜的厚度极薄，只有几纳米到几十纳米，不足以防止恶劣环境下的腐蚀，同时，铝的硬度也不高，在使用过程中不能防止磨擦而造成的破坏。
因此，铝及铝合金制品需要针对其不同用途采取不同的保护措施。
对铝和铝合金进行阳极氧化就是一种十分有效的方法。
通过阳极氧化可以获得5～30μm厚的人工氧化膜(在一些特殊条件下氧化膜的厚度可以达到100μm以上)，从而可显著提高铝及铝合金的各种性能，包括耐蚀性、耐磨性、耐候性、绝缘性及吸附性等。
2 铝阳极氧化膜形成的基本原理铝阳极氧化实际上就是水的电解。
电解液通电后在电流的作用下发生水解，在阴极上放出氢，即H++e 1/2H2↑在阳极上释放电子，即4HO—－4e 2H2O+2O↑其中一部分新生(原子)氧与铝(阳极)反应，生成氧化铝膜，2Al3++3O22—Al2O3+热量。
＋－产生氧气形成Al2O3 释放氢气H2↑并产生热量阳极阴极电解液图1 铝阳极氧化示意图在不同的处理条件下，阳极上可能发生如下几种情况：a 阳极上的生成物是可溶的，即边生成边溶解，这可理解为不能在阳极上生成氧化膜。
铝和铝合金的阳极氧化标准
铝和铝合金的阳极氧化标准
铝和铝合金的阳极氧化标准通常按照以下步骤进行：
1. 材料要求：材料应符合适用的铝合金标准，并满足各种机械和物理性能的要求。
2. 表面预处理：在阳极氧化之前，表面应进行适当的清洗和预处理，以确保镀膜附着力。
3. 氧化电流密度：氧化时应适当控制氧化电流密度，以确保获得预期的氧化膜厚度。
4. 酸洗和封孔：氧化后，通常需要进行酸洗和封孔处理，以进一步提高氧化膜的耐腐蚀性能。
5. 镀膜厚度和颜色：对于不同的应用，有不同的要求，氧化膜的颜色和厚度也有相应的要求。
常见的颜色有黑色、透明、带色等。
以上步骤完成后，还需要根据具体的应用场景和要求进行后续处理，例如电泳表面处理、粉末喷涂等。
需要注意的是，具体的阳极氧化标准可能因不同的应用领域和产品类型而有所不同。
因此，在实际操作中，建议参考相关行业标准和具体产品要求进行操作。
铝及铝合金的阳极氧化
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(zhuāngshì)效果。
•
3Al + 3O →Al2 O3
•阴极反应：2H+ + 2e → H 2 ↑
•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+பைடு நூலகம்+ 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
•必须用蒸馏水或去离子水，不能用自来水，否则自来水中的杂质会进 入氧化膜的微孔，降低膜的色泽和透明度。热水温度90～100度，PH 值6～7.5，时间15～30分钟
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铝及铝合金的阳极(yángjí)氧化
•水蒸汽封闭法
•原理与热水封闭法相同(xiānɡ tónɡ)，但是必须有蒸缸设备，操作 条件是，蒸汽压1～3×105Pa,蒸汽温度100～110度，封闭时 间30分钟。其效果比热水封闭好，但成本高，难以推广。
•（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(jī tǐ)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。
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铝及铝合金的阳极(yángjí)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)—1.26 W/(m•K)。所以电解电容器 的电介质层或电器制品的绝缘层。
铝阳极氧化及阳极氧化膜基础
铝制电子产品的表面处理
总结词
铝制电子产品如手机、平板电脑等的外 壳，通常采用阳极氧化技术进行表面处 理，以提高产品的防护性能和外观质感 。
VS
详细描述
铝制电子产品外壳需要具备防滑、耐磨、 防指纹等特性，同时还要满足轻量化、美 观化的要求。阳极氧化膜不仅具有优异的 防护性能，还能增强外壳的硬度和抗冲击 能力，提高产品的可靠性和用户体验。
铝制家具的表面处理
总结词
铝制家具的表面处理中，阳极氧化技术被广泛应用，以提高家具的耐候性和抗腐蚀能力。
详细描述
铝制家具如桌子、椅子、床架等，在日常使用中需要承受摩擦和撞击。阳极氧化膜能够有效 地保护铝材，防止氧化腐蚀和变色，同时还能增强家具的抗刮擦和抗冲击能力，延长使用寿 命。此外，阳极氧化膜还能为家具带来独特的外观和质感，提升整体的美观度和价值感。
由于其高绝缘性，阳极氧化膜能够承受较高的电压，不易发生电击穿或电火花现 象。
阳极氧化膜的耐腐蚀性能
耐腐蚀性
阳极氧化膜能够有效地保护铝材免受大气和各种化学介质的 腐蚀。这主要归功于其致密的氧化铝层，能够阻挡外部环境 中的水分、氧气和化学物质与铝基体接触。
耐候性
阳极氧化膜具有良好的耐候性，即使在恶劣的环境条件下， 如高温、高湿、盐雾等，仍能保持稳定的性能和外观。
汽车行业
用于制造汽车零部件，如发动机 罩、车门、保险杠等，可以提高 零部件的耐腐蚀性和美观性。
航空航天行业
用于制造飞机零部件和卫星结 构件等，具有高强度、轻质、 耐腐蚀等特点。
电子行业
用于制造电子元件和电路板等 ，具有绝缘、防潮、防震等特
点。
02 铝阳极氧化原理
铝的阳极氧化过程
铝的阳极氧化是铝在 电解液中失去电子， 发生氧化反应的过程。
铝及铝合金的阳极氧化
H2O －2e → [O] + 2H+ 2Al + 3[O] → A12O3 ＋ 1670kJ
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电镀工艺学10-136
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通过电子显微镜、示踪原于等现代测试方法，对氧化膜形 成过程提出了新的观点，在阳极上铝原子失去电子而氧化：
还提出有三层结构模型和胶体结构模型。
除磷酸氧化膜外，硫酸、铬酸和草酸阳极氧化膜也都具有 相似的结构，仅孔径、孔隙串等具体数值不同而已。不同类 型溶液取得的氧化膜性质，如表26—1所列。
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溶液
15% 硫酸 4％磷酸 3％铬酸 2％草酸
Al － 3e → Al3＋ 2Al3＋ ＋ 3O2－ → Al2O3 与铝结合的氧离子来自哪个原子团或离子尚不得而知，实 际上阳极反应过程是相当复杂的，一些问题仍在探索中。 在氧化膜／溶液界面上还发生氧化膜的化学溶解： Al2O3 ＋ 3H2SO4 → Al2(SO4)3 ＋ 3H2O
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表26－1 不同溶液所得氧化膜的性质
温度 形成电压 阻挡层厚度 孔径
/℃
/V
/nm·V－1
/nm
孔壁厚
孔数
孔体积
/nm·V-1 /×109·cm-2
％
10
15
25
60
40
40
25
60
1.00
12
0.80
77.0
7.5
1.19
33
1.10
4.1
铝及铝合金的氧化
铝合金的化学氧化
❖ 在含有缓蚀剂的对氧化膜有轻微溶解作用 的弱酸和弱碱溶液中煮沸，可得0.5~4m 的化学氧化膜．
❖ 优点：快，不耗电，设备简单，成本低， 有一定的耐蚀性，与涂层的结合力好．
❖ 缺点：薄，着色难，装饰性不好，软． ❖ 适用于涂装底层和不宜阳极氧化的小薄工
件．
（一）．基本原理
❖ 沸水中：
❖ 耐蚀性 ❖ 电绝缘性 ❖ 绝热性
（一）．硬质氧化膜的形成条件
❖ 降低温度以降低氧化膜的溶解速度 ❖ 延长时间 ❖ 提高电压和加大电流以克服电阻，提高氧
化膜的生成速度
（二）．影响硬膜成长及性质的 因素
延长多孔层加厚段时间区的长度 １.硫酸的浓度 ２.温度 ３.阳极电流密度
４.始末电压 ５.合金成分(重要因素)
氧化膜的着色
2.整体着色(带色氧化膜)
❖ 利用合金中的元素发色； ❖ 利用溶液中的元素发色．耐晒性好．
3.电解着色(金属沉积于孔底)
❖ 在金属盐溶液中用交流电电解； ❖ 一般用镍盐，锡盐．
2．氧化膜的封闭
（1）.热水封闭 （2）.重铬酸盐封闭(主要用于防护目的) （3）.水解盐封闭
（4）.两步法
阳极氧化膜的形成
３．电渗流
▪ 水化的氧化膜带负电 ▪ 孔底水化程度低，接近基体，电位高，使得
Al3+溶液从里向外按电位高低移动 ▪ 新鲜溶液由中心进入
（二）、阳极氧化膜的组成和 结构
❖ 氧化物，水，阴离子 ❖ 六方形氧化物组成的蜂窝状结构
阳极氧化工艺
❖ 工艺流程
硫酸阳极氧化
１．槽液组成及工艺条件 ２．影响氧化膜质量的因素
▪ 硫酸含量 溶膜，导电
▪ 温度（重要因素） 热量来源：反应放热；无孔层电压降 冷冻机降温；加入有机酸；控制电压和电流； 搅拌
铝及铝合金铬酸阳极氧化
铝及铝合金铬酸阳极氧化铝及其合金应用铬酸阳极化工艺所获得的氧化膜随基材成分的差异，溶液配方的不同，呈现出不透明的灰白色至深灰色，色泽自然，外观与塑料制品相似，兼有瓷质感，有一定的装饰性能。
此工艺对铝及其合金的溶解度极小，适于有精度和粗糙度要求的工件选用，对于不适宜采用硫酸法阳极氧化工艺的铆接件、点焊件、压铸件和浇铸件都可用铬酸电解液进行阳极氧化处理，且这类工件缝隙中滞留的少量铬酸溶液对基材也不会产生有害的影响。
本工艺所获得的氧化膜层耐磨性较差，膜层很薄，只有3～5μm。
选用前先要了解工件的使用环境。
对加工后的成品要妥善包装，以防在运输过程中互相摩擦而损伤膜层表面。
646．根据精度要求选择工艺配方铬酸阳极氧化的工艺配方比较简单，溶液组成只有铬酸一种，但随着阳极化件的精度和表面粗糙度的不同要求，选用的工艺配方和工艺条件也稍有区别，在此仅举两种配方。
(1)用于高精度和有粗糙度要求的制件铬酐 30～40g／LJA 0．4～O．6A／dm2T 38～42℃t 50min电压 0～45V电压调节方法见图l0-3。
(2)用于一般钣余制件电压调节方法见图l0—4。
647．工艺条件变化对氧化膜质量的影响(1)电流密度。
由于阳极化处理过程中电流是受电压支配的，蝴要严格控制每一周期中的电压，以避免因此而引起工件受到侵蚀。
蝴个阳极化过程中电流密度如基本能控制在各自的工艺范围之内的话钥则都能获得理想的膜层质量，若电流密度过小，难以形成氧化膜；嘲流密度过大，所获得的氧化膜色暗并出现粉末。
(2)阳极氧化时间。
阳极氧化时间过短所获得的氧化膜发白并较薄；阳极氧化时间过长所获的氧化膜会出现疏松并发暗。
(3)电压要根据不同配方中各自电压调节图所示次序按阶梯式遣增。
稍有疏忽即有可能因初始电压过高造成工件烧毁。
(4)电解液温度的影响。
温度过高时氧化膜呈暗灰并有灰霜；温度太低时不易形成氧化膜。
648．严防电流突然上升击穿工件由于铬酸阳极化工艺要求的电压较高，阳极化过程中如发现电流突然上升，则说明此时某一工件表面生成的氧化膜已被电流击穿，应立即关闭电源，提出工件检查，检查时要严防未击穿件与夹具之间的位置受到变动，要将已被击穿的工件卸下来，视其击穿部位和击穿程I度，决定是否回用，对能回用的工件可退除膜层后重新氧化。
铝及铝合金阳极氧化性能介绍
为什么有些铝材可以阳极氧化着色有些铝材不可以阳极氧化着色？一、阳极氧化的原理阳极氧化处理是利用电化学的方法，在适当的电解液中，以合金零件为阳极，不锈钢、铬、或导电性电解液本身为阴极，在一定电压电流等条件下，使阳极发生氧化，从而使工件表面获得阳极氧化膜的过程。
按其电解液的种类及膜层性质可分为硫酸（可以着色）、铬酸、（不需着色）、混酸、硬质（不能着色）和瓷质阳极氧化；根据各种阳极氧化膜的染色性能，只有硫酸阳极氧化获得的氧化膜最适宜染色；其他如草酸、瓷质阳极氧化膜（微弧氧化）虽能上色，但干扰色严重；铬酸阳极氧化膜或硬质氧化膜均不能上色；综合所述，要达到阳极氧化上色的目的，仅有硫酸阳极氧化可行。
二、硫酸阳极氧化对铝合金材质的限制1、合金元素的存在会使氧化膜质量下降，同样条件下，在纯铝上获得的氧化膜最厚，硬度最高，抗蚀性最佳，均匀度最好。
铝合金材料，要想获得好的氧化效果，要确保铝的含量，通常情况下，以不低于95%为佳。
2、在合金中，铜会使氧化膜泛红色，破坏电解液质量，增加氧化缺陷；硅会使氧化膜变灰，特别是当含量超过4.5%时,影响更明显；铁因本身特点，在阳极氧化后会以黑色斑点的形式存在。
三、铝合金基础知识工业中使用的铝合金有两大类，即变形铝合金和铸造铝合金。
1、变形铝合金不同牌号的变形铝合金具有不同的成分、热处理工艺和相应的加工形态，因此它们分别具有不同的阳极氧化特性。
按照铝合金系，从强度最低1xxx系纯铝到强度最高7xxx系铝锌镁合金。
1xxx系铝合金又称“纯铝”,一般不用于硬质阳极氧化。
但在光亮阳极氧化和保护性阳极氧化具有很好的特性。
2xxx系铝合金又称“铝铜镁合金”，由于合金中的Al-Cu金属间化合物在阳极氧化时易溶解，因此难以生成致密的阳极氧化膜，在保护性阳极氧化时，其耐腐蚀性更差，因此此系列的铝合金不易阳极氧化。
3xxx系铝合金又称“铝锰合金”，不会使阳极氧化膜的耐腐蚀性下降，但是由于Al-M n金属间化合物质点，会使阳极氧化膜呈现灰色或灰褐色。
铝及铝合金阳极氧化基本原理介绍精选ppt
陽極氧化膜可保護拋光表面的金屬光澤，陽極氧化膜還可以染 色和著色，獲得和保持豐富多采的外觀。
❖ 4.有機塗層和電鍍層附著性
陽極氧化膜是鋁表面接受有機塗層和電鍍層的一種方法，它有 效地提高表面層的附著力和耐蝕性。
整理
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阳极氧化膜的特性
❖ 5.電絕緣性
鋁是良導體，鋁陽極氧化膜是高電阻的絕緣膜，絕緣擊穿電壓 大於30V/um,特殊制備的高絕緣膜甚至達到大約200V/um。
整理
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铝的阳极氧化操作过程
上掛
中性脫脂
水洗
鹼性蝕刻
水洗
中和
水洗
水洗
氧化處理
水洗
中和
水洗
梨面蝕刻
中和
水洗
封孔
水洗
烘乾
下掛
整理
8
铝的阳极氧化封孔处理
封孔处理的原理：
多孔型氧化膜雖然賦予著色和其它功能的能力，但是耐腐蝕 性，耐污染性等都不可能達到使用的要求，未封閉的陽極氧 化膜，由於大量微孔孔內的面積，使暴露在環境中的工件等 有效表面積增加幾十倍到上百倍，為此，腐蝕速度也大大增 加。不論從提高耐腐蝕性還是耐污染性考濾，都必須進行封 孔處理。
整理
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阳极氧化膜的特性
❖ 1.耐腐蚀性
陽極氧化膜可以有效保護鋁基體不受腐蝕，陽極氧化膜顯然比 自然形成的氧化膜性能更好，膜厚和封孔質量直接影響使用性能。
❖ 2.增加硬度和耐磨性
鋁陽極氧化膜的硬度比鋁基體高得多，基體的硬度為HV100，普 通陽極氧化膜的硬度約HV300，而硬質氧化膜可達到HV500，耐磨性 與硬度的關系是一致的。
表面过热,局部会烧点,且有粉沫层; 时间↑,则膜厚不断增加至一定程度会减缓,
铝合金阳极氧化工艺介绍
礙鋁與硝酸的反應
第一章 鋁及鋁合金物理化學特性簡介
1.3. 鋁合金牌號
純鋁---1× × ×系﹐如1000合金 非熱處理型合金 AL-Mn 系合金--3× × ×系﹐如3004合金
AL-Si系合金-- 4× × ×系﹐如4043合金
第六章 氧化原理
6.1氧化反應
陰極: 4 H+ + 4e = 2H2↑ 陽極: 4OH- _ 4e = 2H2O + O2↑
2Al3+ + 3O2- = Al2O3
氧化膜
6.2氧化原理
鋁及其合金陽極氧化時將工件挂在陽極,陰極用純鉛板或鋁板, 通入直流電,在陽極上鋁原子失去電子而氧化:Al-3e —Al3+,同時 OH-電离6OH- —3H2O+3O2-.在電場作用下,氧离子的擴散速度快, 氧化膜是由于氧离子擴散到陰擋層內部與鋁离子結合而形成 的:Al3++3O2- — Al2O3+399卡熱量.
L* Lightness C* Chroma
(saturation) h°hue angle
sample
E L **
b *
standa a
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*
第八章 染色原理
8.3 染料與顏色的關系---發色理論
1868年格拉勃和李勃曼就提出不飽和性是有機物發色的原因。 1876年德國的維特確認為﹕有機物至少需要某些不飽和基團存在 時﹐才能顯出顏色。如-N=N-﹐ ＞ C=C＜ ﹐-CH=N-﹐＞ C=O, ＞ C=S, -N=O等﹐但并不是有以上基團存在就一定會發色﹐這些 還必須連在足夠長的共軛體系上或同時有多個連在一起時﹐才能 顯出顏色。
铝及铝合金硫酸阳极氧化
铝及铝合金硫酸阳极氧化铝及铝合金硫酸阳极氧化就是在一定浓度的硫酸溶液中，在给定的工艺条件下，受到外界直流电的作用，铝合金表面形成一层抗腐蚀氧化膜的过程，其所获得的氧化膜还具有无色透明，有一定的防护性能，且孔隙多、吸附性好，易于染色等优点。
铝及其合金硫酸阳极氧化工艺不甚复杂，但工艺要求很严，质量故障通常都是由疏忽、轻视而引起的。
603．阳极氧化件的盲孔、狭缝口出现粗糙印痕这一现象是碱洗、硝酸出光后硝酸未被充分洗净引起的。
阳极化时硝酸从工件的孔眼、狭缝中缓缓释放出来，在电流的作用下引起腐蚀，故硝酸出光后的工件要加强清洗，甩净，也可用医用注射器抽出，保证隐藏在这些部位的残留污液抽取干净，以免引起后患。
604．阳极氧化时不使用辅助阴极阳极化时工件表面生成的三氧化二铝膜层的电阻高于阳极化溶液的电阻，并具有良好的分散能力，因此，阳极化时无需使用辅助阴极，只要不窝气，不产生气袋，工件的深凹部位都能获得与其他部位基本相同的膜层厚度。
605．阳极氧化件表面出现红色、灰色挂霜这种现象实际上是由于工件阳极化时接触不良，工件表面尚未形成氧化膜，红色挂霜是工件在阳极化溶液中置换出来的铜，而灰色挂霜又是含硅铝合金受到酸的浸蚀而残留下来的硅。
出现这种情况，可先检查夹具，如夹具有氧化膜，需把工件卸下来，。
对夹具作退膜处理，工件经混合酸漂洗后重新装夹氧化处理。
如夹具也没有氧化膜，则是夹具与导电铜梗接触不好引起的，这时可移动一下位置继续氧化处理。
为避免上述现象再度出现，装夹时夹具必须随用随洗，装夹要牢固可靠，阳极化时还要进行测试，检查工件导电是否正常。
简易的检测方法如下。
一般铝合金在阳极极化时会冒气泡，是否导电较易识别，但高纯铝材冒泡极轻微，铸造铝不导电也会冒泡，都较难辨别，在这种情况下可采取下列方法检查。
(1)所用夹具已知是经过碱洗的：取一段塑料电线，把电线两头塑料皮剥去，检查时一头捆在6V灯泡的螺纹部位，一头连接负极，灯泡端头部位触及夹具时发光说明工件是导电的。
铝合金的阳极氧化
J I A N G S U U N I V E R S I T Y 现代表面工程综合实验学院名称：材料科学与工程学院专业班级：金属1002姓名：陈浩学号： 31007020392013年1月8日铝合金的阳极氧化摘要：介绍了铝和铝合金的阳极氧化方法，并论述了铝和铝合金的阳极氧化原理。
铝合金阳极氧化技术能够提高基体表面的耐蚀性、耐磨性及硬度等，不同酸性工艺条件下能够得到不同性能的阳极氧化膜以及氧化膜厚度检测方法。
关键词：铝片；膜厚；阳极氧化；氧化膜；耐腐蚀性1.前言铝在空气中能形成一层均匀而致密的氧化物保护膜，使内部金属在一般情况下免遭腐蚀。
但这种自然形成的氧化膜厚度仅0.02—1um，保护能力不强。
另外，为使铝具有较大的机械强度，常在铝中加入少量其他元素，组成合金，但一般铝合金的耐蚀性能不如纯铝，因此常用阳极氧化的方法使其表面形成氧化膜，以达到防腐耐蚀的目的。
本文就铝和铝合金的阳极氧化原理进行阐述，并介绍将铝和铝合金的阳极氧化方法。
2.电极反应原理铝及铝合金的阳极氧化，是将铝及铝合金工件经过表面除油、抛光等预处理后，作为电解池的阳极材料，石墨或铜棒作为阴极材料，一定浓度的稀硫酸（或磷酸、铬酸、草酸）溶液作为电解液，通电后适当控制电流和电压条件，使阳极电位维持在钝化区间进行阳极氧化处理，可以获得非晶态结构的氧化膜。
电极反应如下：阳极： 4 OH-（aq）-4 e-= 2H20 + O2（g） 4 Al +3 O2（g）= 2Al203阳极的总反应可表示为2 Al+6 0H -（aq）- 6 e-= Al203 + 3 H20阴极：2 H +（aq）+ 2 e- = H2（g）在阳极氧化过程中，氧化膜的生成是两种不同的化学反应竞争的结果：一种是Al203不断形成的反应，另一种是Al203被电解液不断溶解的反应。
当生成速率大于溶解速率时，氧化膜就能形成并保持一定的厚度。
Al203氧化膜是离子导体，它的生长速度遵守法拉第定律。
各类铝材阳极氧化的性能、优缺点及应用
各类铝材阳极氧化的性能、优缺点及应用在现实工艺中，针对铝合金的阳极氧化，比较多，可以应用在日常生活中，以为这种工艺的特性，使铝件表面产生坚硬的保护层，可用于生产厨具等日用品。
但铸造铝的阳极氧化效果不好，表面不光良，还只能是黑色。
铝合金型材就要好一点。
类型：硫酸阳极氧化性能：1 膜厚约为3-15微米2 膜层多孔，孔隙率为35%3 膜层脆，不导电，脱水后绝缘性能提高，热辐射能力高。
4 可以有机染料着色，可以电解着色：黄，红，绿，蓝，黑等。
特点：为了提高耐腐蚀性孔隙可以用四种方法封闭：A重铬酸盐封闭，为黄色，耐腐蚀性高；B聚合物进行二次封闭，大大提高耐腐蚀性；C沸水封闭，保持原色；D高压蒸汽封闭。
应用范围：1 铝合金零件防护。
2 零件着色。
3 要求光亮外观和一定的耐腐蚀性。
4 Cu大于4%的铝合金防护。
5 形状简单的对接气焊零件。
类型：铬酸阳极氧化性能：1 膜厚约为3微米，不透明。
2 膜厚致密，成灰色或乳白色。
3 染色能力不好，粘接力中等特点：1 对率合金的疲劳强度影响小。
2 可以显露缺陷和晶粒组织3 对零件尺寸和粗糙度影响小。
4 溶液的腐蚀性小。
应用范围：1 对疲劳性能要求较高的铸件。
2 要求检查加工工艺量的铸件。
3 气孔率超过三级的铸件。
4 Al-Si合金的防护。
5 精密零件的防护。
6 对接气焊零件或需胶结的零件。
7 检查晶粒度的铸件。
8 蜂窝结构面板的防护。
类型：草酸阳极氧化性能：1 膜层后度6-39微米2 孔隙直径大。
3 膜呈灰色至深灰色。
4 可以颜色，但成本高。
特点：1 电绝缘性最好，侵漆后和耐300-500V电压2 膜层耐腐蚀性好。
3 阳极氧化后使零件尺寸加大。
应用范围：1 要求有较高的电绝缘性能的精密仪器，仪表零件。
2 要求有较高的硬度和良好的耐腐蚀性的仪器，仪表零件。
类型：硬质阳极氧化性能：1 膜层厚可达50微米以上。
2 硬度高，可达300HV。
3 膜层脆性大。
特点：1 电绝缘性好。
2 耐磨性，耐热性，耐腐蚀性好。
铝合金阳极氧化标准
铝合金阳极氧化标准铝合金是一种常见的金属材料，其具有优良的导热性、导电性和耐腐蚀性，因此在工业制造和日常生活中被广泛使用。
然而，铝合金的表面往往需要进行阳极氧化处理，以提高其表面硬度和耐腐蚀性能。
阳极氧化是一种通过电化学方法在铝合金表面形成氧化膜的工艺，而铝合金阳极氧化标准则是对这一工艺的要求和规范。
本文将就铝合金阳极氧化标准进行详细介绍。
首先，铝合金阳极氧化标准主要包括对氧化膜的厚度、硬度、耐蚀性和颜色等方面的要求。
在实际生产中，氧化膜的厚度是一个非常重要的指标，通常要求在5-25μm范围内。
而氧化膜的硬度则直接影响着铝合金的耐磨性和耐腐蚀性能，因此硬度的测试和控制也是至关重要的。
此外，氧化膜的耐蚀性和颜色也是铝合金阳极氧化标准所要求的重点内容。
其次，铝合金阳极氧化标准还涉及到了处理工艺的要求。
在阳极氧化过程中，电解液的成分、温度、电压和时间等参数都会对氧化膜的质量产生影响，因此需要严格控制这些工艺参数，以确保氧化膜能够符合标准要求。
同时，还需要对氧化膜进行密封处理，以提高其耐腐蚀性能。
此外，铝合金阳极氧化标准还对检测方法和检测设备提出了要求。
在生产过程中，需要通过一系列的检测手段来验证氧化膜的厚度、硬度、耐蚀性和颜色等指标是否符合标准要求。
因此，需要配备相应的检测设备，并严格按照标准的检测方法进行检测。
最后，铝合金阳极氧化标准的实施对于提高铝合金制品的质量和使用性能具有重要意义。
通过严格执行标准要求，可以确保铝合金制品具有良好的耐腐蚀性能和装饰效果，从而满足不同行业对铝合金制品的需求。
综上所述，铝合金阳极氧化标准是对铝合金阳极氧化工艺和产品质量的要求和规范。
严格执行标准要求，不仅可以提高铝合金制品的质量和使用性能，还能够满足不同行业对铝合金制品的需求，推动铝合金产业的发展。
铝及铝合金阳极氧化
铝及铝合金阳极氧化铝及铝合金阳极氧化，这可是个很有趣的事儿呢！你知道吗？铝这种材料在咱们生活里到处都是，像那些亮晶晶的铝制门窗啦，轻便的铝制小物件啥的。
可铝和铝合金要是就那么放着，有时候就显得有点普通，而且还容易被腐蚀呢。
这时候阳极氧化就像给它们穿上了一层超级酷炫的魔法外衣。
阳极氧化啊，就像是给铝和铝合金做了个超级变身。
这个过程就像是一场奇妙的化学反应之旅。
把铝制品放到特定的溶液里，通上电，然后就像魔法开始生效一样，铝的表面开始发生变化。
它会慢慢地形成一层氧化膜，这层膜可不是普通的膜哦，它就像是铝制品的铠甲，可以保护铝不被外界的东西轻易欺负，像那些潮湿的空气啊，还有一些可能会让铝生锈的物质。
而且这层氧化膜还能让铝变得超级好看。
它可以染上各种各样的颜色，你想要鲜艳的红色、神秘的紫色，还是清新的蓝色，都可以做到。
这就好比给铝制品化了个美美的妆，让它从一个普普通通的小物件，变成了一件艺术品。
在工业上，这个阳极氧化的作用可就更大啦。
那些需要在恶劣环境下工作的铝制部件，经过阳极氧化后，就像是拥有了超能力，能够长时间地保持稳定的性能。
比如说汽车发动机附近的一些铝制零件，要是没有这层保护，估计很快就会被发动机的热量和周围的环境弄得不成样子啦。
对于咱们日常生活来说，那些阳极氧化后的铝制品用起来也更让人放心。
就拿厨房的铝制厨具来说吧，阳极氧化后的厨具不仅不容易脏，而且还更加安全卫生。
清洗的时候也方便，就像有个小天使在帮忙一样，轻轻一擦，污渍就没了。
铝及铝合金的阳极氧化真的是个很神奇的技术，它把铝这种原本就很实用的材料变得更加完美。
它就像是一个默默在背后付出的小工匠，精心地雕琢着每一个铝制品，让它们在不同的地方发挥着独特的魅力，给我们的生活带来了很多的便利和美好的体验。
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为什么有些铝材可以阳极氧化着色有些铝材不可以阳极氧化着色？
一、阳极氧化的原理
阳极氧化处理是利用电化学的方法，在适当的电解液中，以合金零件为阳极，不锈钢、铬、或导电性电解液本身为阴极，在一定电压电流等条件下，使阳极发生氧化，从而使工件表面获得阳极氧化膜的过程。
按其电解液的种类及膜层性质可分为硫酸（可以着色）、铬酸、（不需着色）、混酸、硬质（不能着色）和瓷质阳极氧化；根据各种阳极氧化膜的染色性能，只有硫酸阳极氧化获得的氧化膜最适宜染色；其他如草酸、瓷质阳极氧化膜（微弧氧化）虽能上色，但干扰色严重；铬酸阳极氧化膜或硬质氧化膜均不能上色；综合所述，要达到阳极氧化上色的目的，仅有硫酸阳极氧化可行。
二、硫酸阳极氧化对铝合金材质的限制
1 、合金元素的存在会使氧化膜质量下降，同样条件下，在纯铝上获得的氧化膜最厚，硬度最高，抗蚀性最佳，均匀度最好。
铝合金材料，要想获得好的氧化效果，要确保铝的含量，通常情况下，以不低于95%为佳。
2、在合金中，铜会使氧化膜泛红色，破坏电解液质量，增加氧化缺陷；硅会使氧化膜变灰，特别是当含量超过4.5%时, 影响更明显；铁因本身特点，在阳极氧化后会以黑色斑点的形式存在。
三、铝合金基础知识工业中使用的铝合金有两大类，即变形铝合金和铸造铝合金。
1、变形铝合金不同牌号的变形铝合金具有不同的成分、热处理工艺和相应的加工形态，因此它们分别具有不同的阳极氧化特性。
按照铝合金系，从强度最低1xxx 系纯铝到强度最高7xxx 系铝锌镁合金。
1xxx 系铝合金又称“纯铝” , 一般不用于硬质阳极氧化。
但在光亮阳极氧化和保护性阳极氧化具有很好的特性。
2xxx 系铝合金又称“铝铜镁合金”，由于合金中的Al-Cu 金属间化合物在阳极氧化时易溶解，因此难以生成致密的阳极氧化膜，在保护性阳极氧化时，其耐腐蚀性更差，因此此系列的铝合金不易阳极氧化。
3xxx 系铝合金又称“铝锰合金”，不会使阳极氧化膜的耐腐蚀性下降，但是由于Al-M n 金属间化合物质点，会使阳极氧化膜呈现灰色或灰褐色。
4xxx 系铝合金又称“铝硅合金”，由于此合金含有硅成分，会使阳极氧化膜呈灰色，硅含量越高，颜色越深。
因此也不易阳极氧化。
5xxx 系铝合金又称“铝美合金”，是一种用途较广的铝合金系，耐蚀性也好，可焊性也好。
此系列铝合金可以阳极氧化，如果镁含量偏高时，其光亮度不够。
典型的铝合金牌号：5052。
6xxx 系铝合金又称“铝镁硅合金”，在工程应用尤为重要，主要用于挤压型材，此系列合金可以做阳极氧化，典型的牌号：6063，6463（主要适用于光亮阳极氧化）。
强度高的
6061和6082合金的阳极氧化膜不能超过10卩m,否则会使阳极氧化膜呈现浅灰色或黄灰色，
其耐腐蚀性也明显低于6063 和6463。
2、铸造铝合金
铸造铝合金和压铸件一般含有较高的硅含量, 阳极氧化膜都是呈深色的, 不可能得到无色透明的氧化膜, 随着硅含量的增加, 阳极氧化膜的颜色从浅灰色到深灰色直至黑灰色。
因此铸造铝合金不适合于阳极氧化。
常用压铸铝合金的主要分类及成分构成：常用的压铸铝合金,主要可以分为三大类；一是铝硅合金,主要包含
YL102（ADC1、A 413.0 等）、YL104（ADC3 A360）;二是铝硅铜合金，主要包含YL112（A380 ADC10、Y L113（A383 ADC12、YL117（B390、ADC14 ；三是铝镁合金，主要包含302（5180、ADC 5、ADC6）。
对于铝硅合金、铝硅铜合金,顾名思义,其成分除铝之外,硅与铜是主要构成；通常情况下,硅含量在
6-12%之间,主要起到提高合金液流动性的作用；铜含量仅次之,主要起到增强强度及拉伸力的作用；铁含量通常在0.7-1.2% 之间, 在此比例之内, 工件的脱模效果最佳；通过其成分构成可以看出, 此类合金是不可能氧化上色的,即使采用脱硅氧化,也难以达到理想效果。
而铝硅合金或含铜量较高的铝合金, 氧化膜则较难生成, 且生成的膜发暗、发灰,光泽性不好。
对于铝镁合金的氧化膜容易生成,膜的质量也较佳,是可以氧化上色的,这是区别与其它合金的一个重要特点；但比较而言,也存在部分缺点。
1 、阳极氧化膜具备双重性,且孔隙较大、分布不均,难以达到最佳防腐效果；
2、镁有产生硬化及脆性、降低伸长率、增大热裂的倾向，如ADC5 ADC6等，在生产
中,因其凝固范围宽、收缩倾向大,经常产生缩松和裂纹,铸造性能极差,因此,在其使用范围上有较大局限性,结构稍复杂的工件,根本不宜生产；
3 、市场上常用的铝镁合金，因其成分复杂，铝纯度过低，硫酸阳极氧化时，难以产生透明防护膜，
多呈乳白色，上色状态也差，按正常工艺难以达到理想效果。
综合所述，可以看出，常用压铸铝合金是不宜采取硫酸阳极氧化的；但是，并非所有
压铸铝合金都不能达到氧化上色的目的，如铝锰钴合金DM32铝锰镁合金DM6等，压铸性
能与氧化性能俱佳，只是因为进入国内时间短，未得到普及罢了。
四、不同含量的铝合金氧化后的颜色
如果从氧化后要求氧化膜无色透明来看，5 和6 系列的铝合金是比较好的，并且也可以氧化后着色。
如果只是要求能阳极氧化，形成一层致密的阳极氧化膜，对于颜色没有要求的话，大部分铝合金是可以氧化的。
在选取氧化工艺前，应对铝或铝合金材质有所了解，因为，材料质量的优劣、所含成份的不同，是会直接影响到铝制品阳极氧化后的质量的。
比如，铝材表面如有气泡、划痕、起皮、粗糙等缺陷，经阳极氧化
后，所有疵病依然会显露出来。
而合金成份，对阳极氧化后的表面外观，也产生直接的影响。
前述已经提到铝合金中含有铜、硅、铁等杂质对氧化膜表面外观的影响。
其影响性能如下：铜会使氧化膜泛红色，破坏电解液质量，增加氧化缺陷；硅会使氧化膜变灰，特别是当含量超过4.5%时, 影响更明显；铁因本身特点，在阳极氧化后会以黑色斑点的形式存在。
另外还有合金中其他杂质成分对氧化膜外观的影响：1〜2%锰的铝合金，氧化后呈棕蓝
色，随铝材中含锰量的增加，氧化后的表面色泽从棕蓝色到深棕色转化。
含硅0.6〜1.5%的
铝合金，氧化后呈灰色，含硅3〜6%时，呈白灰色。
含锌的呈乳浊色，含铬的呈金黄至灰
色的不均匀色调，含镍的呈淡黄色。
一般而言，只有含镁和含钛量大于5%的铝含金，经氧
化后可以得到无色透明且光亮、光洁的外观。
另外需说明的是：有些型材外观做出不同的颜色，这些颜色不是氧化上去的，而是铝材经过阳极氧化后，染色或者电解着色形成的。
染色基本什么颜色都有，而电解着色就比较少了，可以做，黑色，古铜色，香槟色，金黄色，仿不锈钢色。
五、铝阳极氧化的预处理
铝的表面处理是一系列机械和化学表面预处理工序于表面成膜处理工序的搭配和组合。
铝的表面预处理方法有机械法和化学（或电化学）法两大类。
机械法包括喷砂、刷光、扫纹和抛光处理等；化学法包括脱脂、碱洗、亚光处理等。
铝的表面成膜技术主要有阳极氧化、化学转化、电镀与化学镀和有机涂装等。
化学转化包括铬化、磷铬化、无铬化学转化，适合做有机聚合物涂装的底层。
六、典型的铝合金阳极氧化生产工艺流程
图1为铝及铝合金阳极氧化工艺流程图
图2――图5为阳极氧化或喷涂产品的前处理生产情况
图1 :铝及铝合金阳极氧化工艺流程
图2阳极氧化或喷涂产品的前处理图片
图3阳极氧化或喷涂产品的前处理图片
图4阳极氧化或喷涂产品的前处理图片
图5阳极氧化或喷涂产品的前处理图片。