铝合金阳极氧化及着色
铝及铝合金制品的阳极氧化和着色机理分析
化 学 抛 光 是 一项 金 属 表 面 光 饰 加 工 技 术 。化 抛 时 ， 铝
制 品 表 面 沾 附 的 油 污 必 须 除 去 ， 否 则 将 影 响 Ｆ 工 道 序 。常 用 的是 碱 性 化 学 除 油 法 。 即 通 过 皂 化 及 乳化 作 用 分 别 将 动 、植 物 油 以及 矿 物 油 污 除 去 。
ＩＩ５ 学抛 光 ．．化
氧 化物气 体 的作用 。当含 量为７ ～ １％ ％ ０ 时，对氮 氧化物 气体
近年 来应用 的无氮氧 化物气体 （ 无黄烟 ）的新 型酸 性化
抛 液 ， 其 成 分 为 ： ＨＰ 。 Ｈ Ｏ， （Ｈ）Ｓ ＯＮ ２ 。０，ＨＳ ， Ｎ 。 Ｎ Ｏ，Ｃ （Ｈ）， Ｏ Ｃ Ｓ ＩＯ。它 们 的 作 用 及 影 响 ： ｕ Ｏ，Ａ Ｐ ＨＰ 是 化 抛 液 中起 切 削 和 溶 解 作 用 的 最 主 要 成 分 。 含 。０： 量 要 求 在 ７ ％ ８ ％ 间 ，若 过 低 ， 将 使 化 抛 速 度 减 慢 ， 制 品 ０￣ ０之 表 面不易得到较高的光亮度 。 ＨＳ 没有 它 ，虽 然 制 品 表 面 仍 可 得 到 光 泽 ，但 很 容 易 Ｏ： 产 生 点 蚀 ， 故 它 在 化 抛 液 中 的含 量 以５ ～ １％ 宜 。 ％ ０为 Ｈ Ｏ： 其 含 量 以 ３ ～ ８ 为 宜 ， 过 高 ， 会 使 制 品 表 面 出现 Ｎ ％ ％ 点 蚀 ， 而 且 当 温 度 较 高 时 极 易 生 成 乳 白 色 氧 化 膜 ；但 低 于 ２将大 大降低制品表面的光亮度 。 ％
铝 是 一 种 化 学 活 动 性 较 强 的 轻 金 属 元 素 。铝 及 铝 合 金 制 品表 面 能 在 大气 中 自然 地 生 成 一 层 厚 度 为０ ２ 的 ．５ １ ｕ１ Ｘ ０ １ １ 氧 化 膜 ，但 这 层 薄 膜 不 但 耐 蚀 性 和 耐 磨 性 都 很 差 ， 而且 制 品都 是 单 一 的 银 白色 ，所 以 ， 对 铝 及 铝 合 金 制 品 经 过 阳 极 氧 化 以提 高 其 耐 蚀 耐 磨 性 能 并 进 行 着 色 装 饰 ， 是 目前 广 泛 采 用 的 方 法 。 本 文 论 述 了铝 及 铝 合 金 制 品 阳 极 氧 化 及 着 色 方 法 主 要 工 艺 的作 用 机 理 ，这 对 于确 保 制 品 质 量 ，增 强 抗 蚀 能力 ， 延 长 使 用 寿 命 ，装 饰 美 化 外 观 ， 都 有 重 要 作 用 。
铝阳极氧化着色工艺及色彩原理
铝阳极氧化着色工艺及色彩原理铝阳极氧化着色工艺一般包括以下步骤：准备工作、阳极氧化、着色和封孔。
首先，需要对铝制品进行表面清洁，以去除杂质和油污等。
然后将铝制品浸入含有硫酸等化学物质的电解槽中，使其成为阳极，通过电解反应在表面生成一层氧化膜。
此时，铝制品外表形成了一层均匀的氧化膜，但颜色为银白色。
为了使其呈现出不同的颜色，需要使用着色剂，将铝制品浸入含有染料的溶液中。
染料的种类决定了最终颜色，可选用的着色剂有无机酸盐、有机颜料、金属颜料等。
着色剂通过渗透或吸附的方式颜色进入氧化膜内部，使其产生各种不同的颜色。
最后，通过封孔处理来增加氧化膜的密封性能，提高耐腐蚀性。
铝阳极氧化着色的色彩原理主要涉及到两个方面：氧化膜的结构与色彩特性、着色剂与颜色之间的相互作用。
首先，氧化膜是由氧化铝组成的多孔膜层，该膜层具有特定的孔隙结构，孔隙大小、形状以及其分布情况会影响光线的折射和散射。
这种孔隙结构会使光线在氧化膜内部发生多次的反射和干涉，导致不同波长的光波长在氧化膜中的传播路径不同，从而产生不同颜色。
其次，着色剂是通过渗透或吸附的方式进入氧化膜内部，并与其表面相互作用。
不同的着色剂具有不同的化学性质和吸附特性，对光线的吸收、反射和散射起到不同的作用，从而影响色彩的呈现。
铝阳极氧化着色工艺广泛应用于实际生产中的颜色选择上，可以通过控制氧化膜厚度和染料使用量来调节颜色的深浅。
一般来说，氧化膜越厚，颜色越深，颜色也会随着染料浓度的提高而加深。
同时，还可以通过改变氧化膜的孔隙结构来调节反射和干涉效果，从而改变颜色的亮度和饱和度。
总之，铝阳极氧化着色工艺通过氧化膜的结构和着色剂的相互作用，使铝制品呈现出多种各具特色的颜色。
这一工艺不仅能够提高铝制品的耐腐蚀性能，还能增加其美观度，满足不同领域对铝制品颜色的要求。
铝的阳极氧化与表面着色
实验3：铝的阳极氧化与表面着色【实验目的】1.掌握阳极氧化的基本原理，学习铝的阳极氧化与表面着色工艺，了解对金属表面处理的一般方法；2.了解和探讨铝在阳极氧化过程中影响氧化膜性能的各种因素，通过对比耐腐蚀性来评价氧化膜的质量。
【实验背景】1.铝的广泛应用：铝及铝合金具有密度小，比强度高，导电和导热性好，成型容易，无低温脆性等优点，是一种综合性能优良的轻金属材料。
目前，铝材在航空航天工业及建筑材料、交通工具、电子产品等领域中得到了广泛的应用。
2.铝氧化膜的性质：金属铝在大气中其表面总是被一层透明的氧化膜所覆盖，但是天然的铝氧化膜极薄且孔隙率大，机械强度低，抗蚀和耐磨性都不能满足防腐需要。
利用电化学方法，可使铝（或铝合金）表面生成致密的优质氧化膜，且膜较厚，其厚度可达几十至几百微米，能有效地提高铝的耐腐蚀性。
另外，由于所形成的氧化膜存在均匀的孔隙，故可用有机染料进行染色处理，经封密后色泽稳定，使铝材的应用更加广泛。
这种使铝表面氧化的电化学工艺称为铝的阳极氧化。
3.铝氧化膜分类：根据氧化膜用途可以在阳极氧化的同时，再进行其它工艺得到相应的氧化膜，如：防护性氧化膜；防护-装饰性氧化膜（氧化后再着色）；功能性氧化膜如硬质氧化膜；自润滑氧化膜；导电氧化膜；绝缘氧化膜、磁性氧化膜、光吸收氧化膜、催化膜等【实验原理】1.铝的阳极氧化1将铝制品作阳极，以硫酸、铬酸、磷酸、草酸等为电解液，惰性电极为阴极。
其反应历程复杂。
现在以 Al为阳极，Pb为阴极，H2SO4溶液为电解质介绍其反应原理：阴极：2H++2e-→H2↑阳极：Al-3e-→Al3+Al3++3H2O→Al(OH)3+3H+Al(OH)3→Al2O3+3H2O阳极上的Al被氧化，且在表面形成一层氧化铝膜的同时，由于阳极反应生成的H+和电解质H2SO4中的H+都能使所形成的氧化膜发生溶解：Al2O3+6H+→Al3++3H2O当成膜和溶膜的速率决定了膜的厚度和致密度。
铝合金阳极氧化膜与着色技术-实验二
表面技术概论实验指导书之一实验一铝阳极氧化膜与着色技术实验一、实验目的1．了解转化膜与着色技术的实际意义。
2．了解铝的阳极氧化和着色的原理。
3．掌握铝阳极氧化膜与着色技术工艺方法。
二、实验原理表面转化膜与着色技术是材料表面工程技术中的重要分支之一，应用非常广泛。
转化膜技术是通过化学或电化学方法，使金属表面形成稳定的化合物膜层而不改变其金属外观的一类技术，其形成方法是：将金属工件浸渍于处理溶液中，通过化学或电化学反应，使被处理金属表面发生溶解并与处理溶液发生反应，在金属表面上形成一层难溶的化合物膜层。
转化膜以“基体金属发生溶解、参与反应”，形成的是“难溶的化合物膜层”及“不改变金属外观”区别于电镀层、化学镀层或有机涂层等其它表面处理层。
（一）铝的阳极氧化轻金属材料的阳极氧化属于表面转化膜技术中的分支之一。
轻金属材料重量轻、导电导热性好，但这些材料耐腐蚀性差，容易产生晶间腐蚀，耐磨性比较低。
通过阳极氧化处理，可在其表面生成一层厚度达几十到数百微米的氧化膜。
根据不同用途，阳极氧化膜可赋予表面防护、装饰性、耐磨性、绝缘、隔热、光学性能等。
铝在大气中会自然形成非晶态的氧化铝膜，厚度为4～5μm。
这层膜不致密，耐腐蚀性差。
人工形成阳极氧化膜是在一定的电解池中进行的。
将铝制件作为阳极，其它材料(如铅、铝等)作为阴极置于电解池(如以硫酸溶液作为电解液)中，通上直流电，这时可以观察到在阳极上和阴极上都有气体析出。
阳极析出氧气，阴极析出氢气。
而阳极上析出的氧大部分与铝作用生成了Al203(氧化膜) (见图1)。
氧化膜的生成是两个不同过程同时进行的结果：一个是电化学过程，它产生氧并与铝作用生成从Al203，另一个是化学过程，生成的Al203膜被电解液溶解成为多孔层。
没有溶解过程，Al203膜就不能导电，反应不能继续。
其次，氧化膜的生成速度必须大于溶解速度，否则膜层不能增厚。
铝阳极氧化过程的电极反应可简单地描述如下：硫酸对金属铝和氧化膜的溶解作用为阳极氧化一开始，铝表面立即生成一层致密的氧化膜。
铝合金阳极氧化着色
铝合金阳极氧化着色
铝合金阳极氧化着色是一种对铝合金的表面进行处理，以增加其耐腐蚀性和美观性的方法。
这个过程包括将铝合金件浸入电解槽中，通过施加电流使铝合金表面生成一层氧化铝膜。
在氧化铝膜形成后，可以在膜上进行着色处理。
着色的方法可以通过使用不同的着色剂和处理条件来实现不同的颜色效果。
常用的着色方法有两种：吸附型着色和电解着色。
吸附型着色是将着色剂溶液浸泡在形成的氧化铝膜中，着色剂会通过吸附作用附着在氧化铝膜上，达到着色的效果。
着色剂可以是天然染料或合成染料，如金红石红、钴胺蓝、石榴红等，可以实现不同的颜色选择。
电解着色是将着色剂溶液与电解液混合，并将铝合金件浸泡其中，在施加电流条件下进行着色。
电解着色的优点是可以实现更加均匀的着色效果，并且可以在氧化铝膜上实现更高的吸附量和更稳定的着色层。
着色剂可以是有机染料或无机染料，如铬酸盐、硫酸盐、硫氰酸盐等。
通过阳极氧化着色，可以为铝合金件提供耐腐蚀性和装饰性的保护，使其具有更长的使用寿命和更好的外观。
这种方法广泛应用于建筑、汽车、电子等领域中对铝合金件的表面处理。
铝的阳极氧化和着色
铝的阳极氧化和着色——着色染料温度和种类的影响摘要：本实验中主要介绍了在固定铝的阳极氧化的其他最佳工艺条件下，探讨在对氧化膜进行有机着色时着色染料温度和种类的影响。
关键词：铝阳极氧化氧化膜染料Abstract：This experiment explores the temperature and kind of dye on the properties of oxide film in a fixed optimum condition of the anodized aluminum. Keywords：Aluminum Anodizing Oxide film Dye1 研究进展铝由于其比重小，加工性能好，导电、热性能优良，塑性好，抗大气腐蚀能力强，易于成形，价格便宜等优点在轻工，建材，航天等领域广泛应用。
铝在空气中可自然形成一层氧化膜，起到一定的防护作用，但这种在空气中自然形成的膜性能并不足以真正地保护铝基体。
因而人们研究了各类方法以制得性能优良的氧化膜，阳极氧化法是其中最为常用的一种。
阳极氧化膜不仅具有良好的力学性能、很高的耐蚀性，同时还具有较强的吸附性，可对其进行着色处理获得诱人的装饰外观。
铝阳极氧化的方法可以根据是电解液的不同分为硫酸法、草酸法、铬酸法、磷酸法、有机酸法和混合酸法等。
阳极氧化使用的电源从开始时的直流电，发展到交流电、交直流叠加、方波脉冲电源等。
用硫酸配电解液直流电进行阳极氧化，是最为经典的方法，此法具有工艺简单、溶液稳定、操作简便和成本低等优点。
硫酸具有强导电性，所以氧化时所需的电压低，而且它对新生成的氧化膜有较强的溶解作用，不宜长时间通电，通电10-15min即可获得厚度为5-20μm的氧化膜，膜的硬度高、孔隙多、吸附力强、易着色，将孔隙封闭后有较高的抗蚀能力。
用硫酸配电解液直流电进行阳极氧化时，铝的阳极氧化膜性能受到诸多因素的影响，主要包括电流密度、硫酸浓度、氧化时间、添加剂等。
铝的阳极氧化和着色华南师范大学物化实验
铝的阳极氧化和着色(华南师范大学物化实验）————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:ﻩ华南师范大学实验报告铝的阳极氧化和着色——添加柠檬酸对氧化膜性能的影响摘要铝及铝合金具有密度小、比强度高、导电和导热性好、成型容易等优点,是一种综合性能优良的轻金属材料。
目前，铝材在航空航天工业及建筑材料、交通工具、电子产品等领域中得到广泛使用。
另外由于铝所形成的氧化膜存在均匀的孔隙，可用于有机染料进行染色处理，孔径大小不同的氧化铝膜可应用于不同的领域。
使铝表面氧化的电化学工艺称为铝的阳极氧化,因此对改善阳极氧化膜性能的因素研究显得非常重要。
而在电解液中添加添加剂，可明显改善氧化膜性质,如硬度、厚度和耐蚀性能等。
本次探究以柠檬酸添加剂作为研究对象,探究其对阳极氧化铝绝缘性能、耐腐蚀性能以及着色能力的影响。
实验探究发现，往电解液中添加柠檬酸，可有效增加氧化膜厚度，并提高阳极氧化铝的绝缘性能和耐腐蚀性，但着色效果很差，几乎不能着色。
关键词:阳极氧化;柠檬酸;添加剂;绝缘性能；耐腐蚀性;着色;AbstracｔAluｍiｎuｍand aluminuｍalｌｏy, whichｈａｖe strong aｄvantａges ｉn low deｎsitｙ, ｈｉｇh ｓtｒｅngth and excellent ｑuａｌity in conduc ｔing elｅctricitｙaｎｄheａt,ｉｓ a kind of integrａteｄliｇht metal mａt ｅriaｌwith excelｌｅｎt performａnｃｅ．Currentｌy, thｅａｌｕminｕm m ａterial are wｉdelｙusｅd ｉn the aｅrｏspaｃe iｎdusｔrｙ，constructiｏn materiaｌs, trａnsｐoｒt，electronicｓand othｅr fieｌｄs．Tｈｅfilm of ｔｈe Alｕmina fｏｒmed bｙthe presｅnce oｆpoｒｏsitｙaperｔurｅs ｓo thａt iｔcan beｕseｄfoｒthｅorgaｎic ｄｙｅ. Ａlumina filmｗith ｄifferent sｉzes of aperture can ｂe appliｅd to dｉfｆｅreｎt aｒeas.Tｈｅcr ａfts to oｘiｄeｏfｔhe alｕminum sｕｒface iｎelecｔrｉcity way iｓcaｌleｄaluminum anodic oｘide and it is verｙｓigｎificant ｆｏｒresea ｒchers to ｓｔudｙdeｅｐer. Bａｓed on ｔhe ｆormerｓtuｄy, whｅn addｉng ｔhe adｄitiveｉn tｈe eｌecｔroｌｙte, tｈｅfilｍｐropertiｅs can bｅsｉｇnifiｃantｌy iｍproｖe, such as haｒdｎeｓｓ, tｈickness ａｎd ｃorｒosion resistanｃe.The inqｕiry ｔoｏk citｒic aｃｉｄａs tｈｅaddｉtivｅ, exｐloｒｅits impacｔoｎaｎｏdized alｕminum ｉnｓulatｉon properties，corrosion rｅsistance and ｃoloｒiｎｇcａpaｂilitｉｅs.It ｆｏｕnd thaｔthe additｉoｎof citrｉcａcid tｏｔhｅelecｔｒolyte solutiｏｎcaｎeffｅｃtｉveｌｙｉncｒeａｓｅthe thickneｓｓ，ｔheｉｎｓulatingｐropeｒties and corrosｉon ｒesistａnce ｏf the oxｉdｅfilm, but ｔhｅcoloring prｏpｅrｔyｉs poｏr,ｈardlｙcoｌoreｄ．Keｙworｄｓ：anodiziｎｇ;Ｃｉtric acid;Addｉtive；inｓuｌatiｏn funcｔiｏn;Cｏｒrosｉｏｎｒesiｓtancｅ;Ｃolorａtｉoｎfuｎcｔiｏn一、研究进展1.1阳极氧化膜研究进展综述影响阳极氧化膜性能参数的主要因素包括有电解液种类、阳极氧化电压、电流密度、氧化温度、氧化时间和铝合金成分等。
铝的阳极氧化与表面着色
氧化膜的封闭处理
封闭处理的目的：
氧化膜的表面是多孔的，在这些孔隙中可吸附染料，也可 吸附结晶水。由于吸附性强，如不及时处理，也可能吸附 杂质而被污染，所以要及时进行填充处理，从而提高多孔 膜的强度等性能。
封闭方法：封闭处理的方法很多，如沸水法、高压蒸气法， 浸渍金属盐法和填充有机物（油，合成树脂）等。众多方 法中应用最广的是沸水法。
铝的阳极氧化和着色工艺要求形成的膜既 有一定厚度，又要在膜上有均匀的孔隙， 以保证电流的通过及将来着色。这是一个 既有膜的生长又伴随有膜的溶解的电极过 程。由于膜的不断生长与加厚，致使电阻 不断增加，从而使膜的生长速率渐缓，此 时膜的形成速率与膜的溶解速率达到动态 平衡，膜的厚度就不会变化了。
氧化膜着色
化膜厚度。
实验要求
本实验可以这样安排：（１）对欲进行阳 极氧化的铝片表面预处理；（２）由影响 氧化膜形成的因素入手来设计具体实验内 容，对铝进行阳极氧化处理；（３）对已 氧化好的铝片进行后处理（水封或着色后 水封）；（４）对已处理的、形成氧化膜 的铝片进行质量检验及比较。
实验仪器与试剂
电极与试剂 1）电极：铝片，铅片或铂片 ２）铝表面预处理试剂：去污粉，氢氧化钠溶液 （3mol/L），硝酸溶液（2mol/L），化学抛光液配方：磷酸 （70%），硝酸（3%），醋酸（12%），水（15%）（均为 质量分数）。 ３）电解液：25%的硫酸（质量分数）或自行设计。 ４）着色试剂：染料酸性元青、酸性大红，直接耐晒翠绿， 活性艳橙；电解着色可用五水硫酸铜，硫酸镍。 ５）其它：氨水，三氧化铬，重铬酸钾，盐酸，火棉胶，无 水酒精等。 仪器 电解槽 ; 温度计; 搅拌器（普通搅拌器）; WLS稳流电源; 分 析天平; 其它：镊子，万用电表，电炉，电吹风等
实验一-铝阳极氧化及着色
实验一铝阳极氧化与染色技术一、表面预处理无论采用何种方法加工的铝材及制品，表面上都会不同程度地存在着污垢和缺陷，如灰尘、金属氧化物（天然的或高温下形成的氧化铝薄膜）、残留油污、沥青标志、人工搬运手印（主要成分是脂肪酸和含氮的化合物）、焊接熔剂以及腐蚀盐类、金属毛刺、轻微的划擦伤等。
因此在氧化处理之前，用化学和物理的方法对制品表面进行必要的清洗，使其裸露纯净的金属基体，以利氧化着色顺利进行，从而获得与基体结合牢固、色泽和厚度都满足要求且具有最佳耐蚀、耐磨、耐侯等良好性能的人工膜。
（一）脱脂铝及铝合金表面脱脂有有机溶剂脱脂、表面活性剂脱脂、碱性溶液脱脂、酸性溶液脱脂、电解脱脂、乳化脱脂。
几种脱脂方法及主要工艺列于表-1。
在这些方法中，以碱性溶液特别是热氢氧化钠溶液的脱脂最为有效。
表-1 脱脂及主要工艺有机溶剂是利用油脂易溶于有机溶剂的特点进行脱脂，常用的溶剂有汽油、煤油、乙醇、乙酸异戊脂、丙酮、四氯化碳、三氯乙烯等。
有机溶剂仅用于小批量小型的或极污秽的制品脱脂处理。
表面活性剂是一些在很低的浓度下，能显著降低液体表面张力的物质。
常用于脱脂的表面活性剂有肥皂、合成洗涤剂、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠等。
碱性脱脂溶液的配方非常多，传统工艺采用磷酸钠、氢氧化钠和硅酸钠，其中磷酸钠和硅酸钠有缓蚀、润湿、稳定作用，溶液加热和搅拌有助于获得最好的脱脂效果。
油脂在酸的存在下也能进行水解反应生成甘油和相应的高级脂肪酸。
电解脱脂可用阳极电流、阴极电流或交流电。
在碱性溶液中阴极电流脱脂，阳极最好为镀镍钢板。
其在铝及铝合金表面处理中不常用。
乳化脱脂所用的溶液为互不溶解的水与有机溶剂组成的两相或多相溶液，并添加有降低表面张力及对各相均有亲和力的去污剂。
（二）碱蚀剂碱蚀剂是铝制品在添加或不添加其他物质的氢氧化钠溶液中进行表面清洗的过程，通常也称为碱腐蚀或碱洗。
其作用是作为制品经某些脱脂方法脱脂后的补充处理，以便进一步清理表面附着的油污赃物；清除制品表面的自然氧化膜及轻微的划擦伤。
铝阳极氧化着色工艺与色彩原理
铝阳极氧化着色工艺与色彩原理铝阳极氧化着色工艺是一种通过阳极氧化处理来改变铝合金表面颜色的工艺。
通过该工艺处理后的铝合金表面具有丰富多样的色彩，不仅美观大方，还具有较强的耐候性和耐腐蚀性。
以下将详细介绍铝阳极氧化着色工艺及其色彩原理。
1.铝阳极氧化工艺铝阳极氧化是指将铝合金材料作为阳极放入电解槽中，经过电解处理后，在铝表面形成氧化膜。
这一氧化膜具有一定的硬度和厚度，可有效提高铝合金材料的耐候性和耐腐蚀性。
铝阳极氧化可通过调整电解槽中的温度、电流密度、电解液成分等参数来改变氧化膜的特性。
2.铝阳极氧化着色工艺a.吸附着色吸附着色是指在阳极氧化膜表面通过吸附有机染料来着色。
这种方法可以产生丰富的色彩，色彩饱和度高，并且具有良好的光泽度。
常见的有机染料有染料黑、染料绿、染料棕等。
着色过程中，铝阳极氧化膜的孔隙可以吸附染料分子，并在孔隙的相互作用下形成染料分子吸附层，从而使铝膜颜色发生变化。
b.金属成分着色金属成分着色是指通过电解方法在阳极氧化膜表层沉积金属盐来实现着色。
这种方法产生的颜色相对较稳定，但颜色较少。
常见的金属盐有铁盐、钴盐等。
金属离子可通过电解那个法在阳极氧化膜表面的孔隙中沉积，从而改变铝膜的颜色。
沉积后的金属盐相对固定，不容易被移除。
3.色彩原理在吸附着色中，有机染料分子与阳极氧化膜孔隙表面的氧化铝之间通过物理吸附作用相互结合，产生色彩。
吸附染料分子的种类和分布与氧化膜孔隙的结构和尺寸有关，这些因素共同决定了氧化膜的色彩效果。
在金属成分着色中，金属离子通过电解沉积在氧化膜孔隙表面，形成了金属陶瓷的结构，从而改变了阳极氧化膜的光学特性。
金属成分可以吸收、反射和散射光线，改变了光线的传播路径和波长，从而产生不同的颜色。
总体而言，铝阳极氧化着色工艺可以通过调整工艺参数和选择合适的着色方法来实现多种色彩的效果。
这种工艺不仅能够提高铝合金材料的外观质感，还能改善其表面性能，增强其耐候性和耐腐蚀性，广泛应用于建筑、汽车、电子等领域。
铝合金硬质阳极氧化及着色技术研究的开题报告
铝合金硬质阳极氧化及着色技术研究的开题报告
一、研究背景
随着工业生产的不断发展，铝合金材料在各个领域得到了广泛应用。
然而，铝合金表面往往会受到氧化、腐蚀等影响，影响其持久性和美观度。
因此，铝合金表面处理技术尤为关键。
其中，硬质阳极氧化及着色
技术是一种常用的表面处理方法。
硬质阳极氧化及着色技术是指在一定的电解条件下，使铝合金表面
被氧化形成一层硬质氧化膜，并在氧化膜表面通过着色技术，使其表面
颜色达到人们所需求的多种颜色。
其主要优点是硬度高、耐腐蚀性好、
表面光洁度高、颜色丰富等。
二、研究方法
本研究将采用实验室规模的方法对铝合金硬质阳极氧化及着色技术
进行研究，主要包括以下步骤：
1. 铝合金样品制作：选取符合要求的铝合金材料，通过机械加工方
法制作成符合要求的试样。
2. 硬质阳极氧化处理：采用常规的电解处理方式，通过调节电解液
组成、电流密度、电解时间等参数，制备出不同硬度、不同颜色的氧化膜。
3. 着色处理：通过染色、电化学着色等方法，在氧化膜表面形成不
同颜色的薄膜。
4. 表征分析：采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、紫外可见光谱
仪等分析手段对样品进行分析和检测。
三、预期成果
本研究的预期成果为：
1. 建立一套完整的铝合金硬质阳极氧化及着色技术体系；
2. 揭示铝合金硬质阳极氧化及着色过程中的主要影响因素和影响机理；
3. 确定铝合金表面属性和颜色之间的关系，提供铝合金表面颜色设计的思路。
铝合金的阳极氧化讲解
图2 三种着色阳极化膜的特征
注意：⑴某些染液中有硫酸存在，会使膜层着色不上。即使硫酸对染料无影响， 也会使染料的pH值下降，导致色调的变化。因此，着色前制品的清洗尤为重要。
⑵严禁油污进入染液中，否则着色表面容易出现条纹或污斑缺陷。 ⑶为保证着色均匀、色泽一致，铝件阳极氧化处理条件必须一致，染色条 件也应一致。
铝的阳极氧化与着色
主讲教师: 谭小平
一 实验目的
了解铝与铝合金阳极氧化及着色的原理 与方法。
掌握阳极氧化着色的基本操作规程，为今 后参加工业生产提供感性和理性认识。
二 实验原理
以经过预处理的铝试样作为阳极，在适当的电解液中，在外 加电流作用下生成氧化膜(Al2O3层）的过程称为铝的阳极氧化。 其装置中阴极为在电解溶液中化学稳定性高的材料，如铅、不 锈钢、铝等。铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。当 电流通过时，在阴极上，放出氢气；在阳极上，析出的氧不仅 是分子态的氧，还包括原子氧（O）和离子氧，通常在反应中 以分子氧表示。作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化，形成无 水的氧化铝膜，生成的氧并不是全部与铝作用，一部分以气态 的形式析出。同时该过程中伴随有铝的溶解、离子迁移，离子 在电极上放电以及其他反应过程。
4. 比较两种情况，并进行解释。
思考题： 1.阳极氧化着色效果与哪些因素有关？ 2.为什么每次工序后要水洗？ 3.封闭处理的作用是什么？
为了提高阳极膜的防护性能和经久保持膜的着色效果， 阳极氧化膜需要在热水中封闭。一般认为封闭过程是无定形 氧化铝的水合作用生成水合氧化铝(Al2O3 ·H2 O)晶体的化学 过程。热水为98~100℃，比电导不超过10Ms/cБайду номын сангаас的蒸馏水。 阳极氧化膜的封闭示意图见图3。
铝及铝合金阳极氧化着色工艺规程
控制措施：调整工艺参数、 优化工艺流程、加强过程 控制等
质量标准：符合相关国家 标准和行业标准
检测频率：根据生产实际 情况确定检测频率
检测记录：记录检测结果， 便于追溯和分析
着色质量检测与控制
检测项目：颜色均匀性、光泽度、耐磨性等 检测方法：目测、色差仪、耐磨试验等 控制措施：调整工艺参数、更换原材料、加强过程管理等 质量标准：符合相关国家标准和行业标准
着色原理及方法
阳极氧化：在铝 及铝合金表面形 成氧化膜，提高 耐磨性和耐腐蚀 性
着色原理：利用 电解液中的金属 离子与氧化膜中 的氧离子发生化 学反应，形成有 色化合物
着色方法：根据 需要选择不同的 电解液和着色温 度，控制着色时 间和着色深度
着色效果：可以 获得各种颜色的 氧化膜，如黑色、 蓝色、红色等
PART 6
封闭处理工艺
封闭处理的作用及原理
封闭处理：在阳 极氧化过程中， 通过封闭处理， 使氧化膜表面形 成一层致密的保 护层，提高氧化 膜的耐腐蚀性和 耐磨性。
原理：封闭处理 是通过化学反应， 在氧化膜表面形 成一层致密的保 护层，阻止外界 环境对氧化膜的 侵蚀，提高氧化 膜的耐腐蚀性和 耐磨性。
工艺流程：水洗→脱脂→ 水洗→中和→水洗→干燥
脱脂剂：常用的有碱性脱 脂剂、酸性脱脂剂、中性 脱脂剂等
脱脂温度：根据工件材质 和脱脂剂种类确定，一般 在40-60℃之间
脱脂时间：根据工件材质 和脱脂剂种类确定，一般 在5-15分钟之间
脱脂效果检验：目测工件 表面无油脂、污垢等，水 洗后无泡沫产生
碱蚀处理
铝及铝合金阳极氧化着色原理
阳极氧化原理
阳极氧化是一种电 化学过程，通过电 解液中的电流作用， 使铝及铝合金表面 形成一层氧化膜。
铝合金的阳极氧化及电解着色工艺
铝合金的阳极氧化及电解着色工艺铝合金阳极氧化电解着色是铝合金表面处理中重要的方法之一。
将铝合金置于适当的电解液中作为阳极通电处理，表面会生成厚度为几个至几十个微米的阳极氧化膜，氧化膜的表面是多孔蜂窝状的。
上世纪60年代，人们开始利用氧化膜的多孔性，将阳极氧化和电沉积技术相结合发明了电解着色技术。
铝合金阳极氧化电解着色技术最初起源于欧洲，由于该工艺操作简便、工艺简单、成本低廉，广泛应用于汽车、航空、造船、机械、建筑和日常生活等多方面。
我国的电解着色技术开始于上世纪80年代，一直以来都是镍盐、锡盐电解着色工艺，由于颜色单一、着色液的稳定性和分散性差等问题一直没有得到很好解决，而且随着时代的进步，工业上对电解着色的工艺条件和应用要求越来越高，为了满足市场的需要，鑫申金属研究人员一直在做着不懈的努力。
1.1铝的性能和用途铝(Afumin um)是自然界中分布最广，储量最多的元素之一，广泛分布于岩石、泥土和动、植物体内，其含量约占地壳总质量的8.2%，仅次于氧和硅，比铁(约占2.1%)、镁(约占2.1%)和钛(约占0.6%)的总和还要多川。
1854年，法国化学家德维尔把铝矾土、木炭、食盐混合，通人氯气后加热得到Na CI，AIC13复盐，再将此复盐与过量的钠熔融，得到了金属铝。
这时的铝生产工艺复杂，成本高，应用非常有限，直到1886年，美国的豪尔和法国的海朗特，分别独立地电解熔融的铝矾土和冰晶石的混合物制得了金属铝，奠定了今天大规模生产铝的基础。
一个世纪的历史进程中，铝的产量急剧上升，到了20世纪60年代，铝在全世界有色金属产量上超过了铜而位居首位，它的用途涉及到许多领域，大至国防、航天、电力、通讯等，小到锅碗瓢盆等生活用品。
铝及铝合金阳极氧化着色工艺流程介绍
铝及铝合金阳极氧化着色工艺流程介绍1. 简介铝及铝合金阳极氧化着色是一种常用的表面处理技术，可以改善铝材和铝合金的耐腐蚀性能、提高外观质量，并增加材料的装饰效果。
本文将介绍铝及铝合金阳极氧化着色的工艺流程。
2. 工艺流程铝及铝合金阳极氧化着色的工艺流程主要包括以下步骤：2.1 表面预处理在进行阳极氧化着色之前，首先需要对铝材和铝合金表面进行预处理，以去除表面的油污、氧化层和其他杂质。
常用的表面预处理方法包括机械抛光和碱洗处理。
2.2 阳极氧化阳极氧化是指将铝材或铝合金放置于强酸性或碱性电解液中，通过外加电流的作用，在材料表面生成一层致密的氧化膜。
氧化膜的厚度可以通过控制电解液的成分、温度和电流密度等参数来调节。
2.3 非染色阳极氧化非染色阳极氧化是指在完成阳极氧化后，直接在氧化膜表面密封处理，但不进行染色。
通过非染色阳极氧化可以增加氧化膜的硬度和耐蚀性，但不能改变铝材的颜色。
2.4 染色处理染色是在阳极氧化完成后，将铝材或铝合金放置在染色液中，使氧化膜表面被染上不同的颜色。
常用的染色方法包括有色金属离子染色、有机染料染色和电解着色等。
2.5 密封处理密封处理是指将经过染色的铝材或铝合金放置在浸染剂中，使氧化膜表面的微孔闭合，增加密封层的厚度和硬度。
常用的密封剂包括热浸密封剂和冷浸密封剂。
2.6 脱膜处理脱膜处理是在染色和密封处理完成后，用酸或碱溶液对铝材表面进行处理，去除多余的染色剂和密封剂，以及阳极氧化过程中生成的残余物质。
3. 应用领域铝及铝合金阳极氧化着色工艺广泛应用于以下领域：3.1 建筑业在建筑业中，阳极氧化着色的铝材常用于制作窗框、门框、幕墙和天花板等装饰材料。
不同的着色效果可以满足建筑师和设计师对于外观质量和装饰效果的需求。
3.2 汽车制造业在汽车制造业中，阳极氧化着色的铝合金常用于制作车身外壳、车轮和其他可见部分。
着色的铝合金具有轻质、高强度和抗腐蚀性能，同时也能增加汽车的外观美观度。
铝合金阳极氧化及着色
1 前言铝及其合金材料由于其高的强度/重量比，易成型加工以及优异的物理、化学性能，成为目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料。
然而，铝合金材料硬度低、耐磨性差，常发生磨蚀破损，因此，铝合金在使用前往往需经过相应的表面处理以满足其对环境的适应性和安全性，减少磨蚀，延长其使用寿命。
在工业上越来越广泛地采用阳极氧化的方法在铝表面形成厚而致密的氧化膜层，以显著改变铝合金的耐蚀性，提高硬度、耐磨性和装饰性能。
阳极氧化是国现代最基本和最通用的铝合金表面处理的方法。
阳极氧化可分为普通阳极氧化和硬质阳极氧化。
铝及铝合金电解着色所获得的色膜具有良好的耐磨、耐晒、耐热和耐蚀性，广泛应用于现代建筑铝型材的装饰防蚀。
然而，铝阳极氧化膜具有很高孔隙率和吸附能力，容易受污染和腐蚀介质侵蚀，心须进行封孔处理，以提高耐蚀性、抗污染能力和固定色素体。
2 铝及铝合金的阳极氧化2.1 普通阳极氧化铝及其合金经普通阳极氧化可在其表面形成一层Al2O3膜，使用不同的阳极氧化液，得到的Al2O3膜结构不同。
阳极氧化时，铝表面的氧化膜的成长包含两个过程：膜的电化学生成和化学溶解过程。
只有膜的成长速度大于溶解速度时，氧化膜才能成长、加厚。
普通阳极氧化主要有硫酸阳极氧化、铬酸阳极氧化、草酸阳极氧化和磷酸阳极氧化等，以下介绍一些普通阳极氧化新工艺[骐骥导航：机械网址导航]。
2.1.1 宽温快速阳极氧化[1]硫酸阳极氧化电解液的温度要求在23℃以下，当溶液的温度高于25℃时，氧化膜变得疏松、厚度薄、硬度低、耐磨性差，因此在原硫酸溶液中加入氧化添加剂对原工艺进行改进，改进后的溶液配方为：硫酸（ρ＝1.84g／cm3）150－200g／L（最佳值160g／L）CK－LY添加剂20－35g／L （最佳值30g／L）铝离子 0.5－20g／L （最佳值5g／L）CK－LY氧化添加剂包括特定的有机酸和导电盐，前者能提高电解液的工作温度，抑制阳极氧化膜的化学溶解，在较高的温度下对抑制氧化膜疏松有良好的作用；后者能增强电解液的导电性，提高电流密度，加快成膜速度。
铝的阳极氧化与着色实验方案
实验铝的阳极氧化与着色一．实验目的1、了解铝的阳极氧化的基本原理及方法。
2、了解铝阳极氧化后氧化膜着色的基本原理及方法。
二．实验用品仪器：烧杯，直流电源，导线，铜板（片），电炉。
试剂：NaOH(2.0mol L-1)，H2SO4(20%,约2.32mol L-1)，铝片，着色液（根据个人喜好，可用各种颜色墨水或染料稀释）。
三．实验原理铝在空气中形成的天然氧化膜很薄（4×10-3～5×10-3 μm），不可能有效地防止金属遭受腐蚀。
用电化学方法在铝或铝合金表面生成较厚的致密氧化膜，该过程称为阳极氧化。
阳极氧化使表面氧化膜加厚可达几十至几百微米，使铝的耐腐蚀性大大提高。
氧化膜具有很高的电绝缘性和耐磨性。
用染料将其染成各种颜色，还可大大提高其装饰效果。
由于阳极氧化后铝及铝合金具有这些优良性能，所以在许多工程技术中得到了广泛的应用。
以铜（或石墨）为阴极，铝为阳极，在H2SO4溶液中进行电解，两极反应如下：阴极2H+ + 2e- = H2阳极Al – 3e- = Al3+Al3+ + 3H2O = Al(OH)3 + 3H+Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O电解过程中，H2SO4又可以使形成的Al2O3膜部分溶解，所以氧化膜的生长以来于金属氧化速度和Al2O3膜溶解速度。
要得到一定厚度的氧化膜，必须控制氧化条件，使氧化膜形成速度大于溶解速度。
四．实验内容1、铝板切所需大小的样片2、铝片的表面清洁取一块铝片，先用去污粉刷洗，然后用自来水冲洗。
再将铝片放入2.0mol L-1的NaOH溶液中浸泡1min，取出后先用自来水冲洗，再用去离子水淋洗。
油除净的铝片表面应不挂水珠。
经过清洗后的铝片不能用手接触待氧化的区域，以免沾污。
洗净的铝片可存放于盛有去离子水的烧杯中待用。
3、铝的阳极氧化将铝片作为阳极，铜片作为阴极，2.32mol L-1H2SO4为电解液（室温），按图接好线路，电压为30V。
铝及铝合金阳极氧化着色工艺流程及原辅材料
铝及铝合金阳极氧化着色工艺流程及原辅材料引言：阳极氧化是一种常用的铝及铝合金表面处理方法，可以提高铝的耐腐蚀性和硬度，同时给铝表面提供了多种色彩选择。
在工业、建筑和家具等领域广泛应用。
本文将介绍铝及铝合金阳极氧化着色的工艺流程及所需的原辅材料。
一、铝及铝合金阳极氧化着色工艺流程：1.切割和成型：首先将铝或铝合金材料进行切割和成型，以得到所需的形状和尺寸。
2.去油：将铝材料表面的油污、杂质等清洗干净，可以采用溶剂或碱性清洗剂进行清洗。
3.酸洗：经过去油后的铝材料需要进行酸洗，以去除表面的氧化物、锈蚀物等，常用的酸洗剂有硫酸、草酸等。
4.除矾：铝材料中含有一定的矾土，在酸洗过程中需要除去，可以采用碳酸钠溶液进行除矾处理。
5.阳极氧化：将铝材料放入含有稳定氧化剂的电解液中，通过电流作用，使铝表面形成一层致密的氧化膜。
常用的电解液有硫酸、硫酸铝等。
6.染色：经过阳极氧化处理后的铝表面是无色的，染色是给铝表面涂上不同颜色的染料，以达到不同的视觉效果。
常用的染料有无机染料和有机染料两种，无机染料耐光、耐高温性能好，有机染料颜色鲜艳，但耐光、耐高温性能较差。
7.封闭：染色后的铝材料需要通过封闭处理来提高色彩稳定性和耐腐蚀性，常用的封闭剂有热水封闭、冷水封闭、热气封闭等。
二、铝及铝合金阳极氧化着色所需的原辅材料：1.铝或铝合金材料：作为阳极氧化的基材。
2.去油剂：用于去除铝材料表面的油污、杂质等，常用的去油剂有溶剂或碱性清洗剂。
3.酸洗剂：用于去除铝材料表面的氧化物、锈蚀物等，常用的酸洗剂有硫酸、草酸等。
4.除矾剂：用于除去铝材料中的矾土，常用的除矾剂有碳酸钠溶液。
5.电解液：用于进行阳极氧化，常用的电解液有硫酸、硫酸铝等。
6.染料：用于给阳极氧化后的铝表面涂上不同颜色的染料，常用的染料有无机染料和有机染料。
7.封闭剂：用于提高染色后的铝表面的色彩稳定性和耐腐蚀性，常用的封闭剂有热水封闭、冷水封闭、热气封闭等。
铝的阳极氧化和着色实验报告
铝的阳极氧化和着色实验报告铝的阳极氧化与表面着色――着色液种类及着色温度对氧化膜性能的影响学生姓名学号专业化学（师范）年级、班级课程名称物理化学实验实验项目铝的阳极氧化与表面着色实验类型□验证□设计□综合实验时间年月日实验指导老师实验评分摘要:本文综述了铝的阳极氧化的发展历程以及硫酸电解液对阳极氧化影响的研究进展.在其他因素为最佳条件的前提下，设计实验探讨着色液种类和着色温度；对氧化膜着色质量的影响，并通过耐腐蚀性检测，氧化膜厚度检测以及着色效果表征了铝片经过不同条件氧化的性能质量，关键词:铝片；阳极氧化；着色液；水封；着色质量；膜厚1 研究进展铝及其合金阳极氧化处理后表面可得到多孔氧化膜 ,其硬度高 ,抗蚀性、绝缘性好 ,耐高温 ,具有较高的化学稳定性、吸附性。
自20世纪20年代开始,铝阳极氧化膜的使用价值, 越来越高.近10年来 ,随着研究手段的不断先进化 ,对铝阳极氧化形成多孔膜的机理及影响因素的认识也在不断深入。
1953 年 Keller 等首先报道了用电化学方法制备氧化铝孔洞模板, 70年代Thompson 通过实验证明, 多孔层的形成主要是由于铝表面的显微不平引起电流分布不均,在表面突出的部位生长, 出现脊状的结构,脊状骨架之间的区域为氧化膜形成多孔结构创造了条件.1978 年 Heber提出在电流作用下使电解液产生对流,出现漩涡, 漩涡大小为微米级.Serebrennikova 等通过循环伏安法研究了银在多孔阳极氧化膜内的沉积过程。
Nathan 等采用脉冲和交流沉积的方法在阳极氧化膜沉积得到铜纳米线．80年代徐源等研究了纯铝在铬酸中的恒流阳极氧化过程。
目前国内外广泛应用的阳极氧化技术主要有硫酸阳极氧化、铬酸阳极氧化、草酸阳极氧化、瓷质阳极氧化和硬质阳极氧化等。
硫酸阳极氧化形成的氧化膜较厚(约5～20μm) ,无色透明;孔隙率较高(平均为10 %～15 %) ;吸附力强;有利于染色;硬度高 ,抗蚀性、耐磨性、着色性好 ,但受硫酸浓度、温度、电流密度、氧化时间、搅拌、添加剂、铝合金成分等多种因素影响;处理工艺简单 ,操作方便 ,废液处理容易;能耗少 ,成本较低;氧化时间短 ,生产效率高。
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1 前言铝及其合金材料由于其高的强度/重量比，易成型加工以及优异的物理、化学性能，成为目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料。
然而，铝合金材料硬度低、耐磨性差，常发生磨蚀破损，因此，铝合金在使用前往往需经过相应的表面处理以满足其对环境的适应性和安全性，减少磨蚀，延长其使用寿命。
在工业上越来越广泛地采用阳极氧化的方法在铝表面形成厚而致密的氧化膜层，以显著改变铝合金的耐蚀性，提高硬度、耐磨性和装饰性能。
阳极氧化是国现代最基本和最通用的铝合金表面处理的方法。
阳极氧化可分为普通阳极氧化和硬质阳极氧化。
铝及铝合金电解着色所获得的色膜具有良好的耐磨、耐晒、耐热和耐蚀性，广泛应用于现代建筑铝型材的装饰防蚀。
然而，铝阳极氧化膜具有很高孔隙率和吸附能力，容易受污染和腐蚀介质侵蚀，心须进行封孔处理，以提高耐蚀性、抗污染能力和固定色素体。
2 铝及铝合金的阳极氧化2.1 普通阳极氧化铝及其合金经普通阳极氧化可在其表面形成一层Al2O3膜，使用不同的阳极氧化液，得到的Al2O3膜结构不同。
阳极氧化时，铝表面的氧化膜的成长包含两个过程：膜的电化学生成和化学溶解过程。
只有膜的成长速度大于溶解速度时，氧化膜才能成长、加厚。
普通阳极氧化主要有硫酸阳极氧化、铬酸阳极氧化、草酸阳极氧化和磷酸阳极氧化等，以下介绍一些普通阳极氧化新工艺[骐骥导航：机械网址导航]。
2.1.1 宽温快速阳极氧化[1]硫酸阳极氧化电解液的温度要求在23℃以下，当溶液的温度高于25℃时，氧化膜变得疏松、厚度薄、硬度低、耐磨性差，因此在原硫酸溶液中加入氧化添加剂对原工艺进行改进，改进后的溶液配方为：硫酸（ρ＝1.84g／cm3）150－200g／L（最佳值160g／L）CK－LY添加剂20－35g／L （最佳值30g／L）铝离子 0.5－20g／L （最佳值5g／L）CK－LY氧化添加剂包括特定的有机酸和导电盐，前者能提高电解液的工作温度，抑制阳极氧化膜的化学溶解，在较高的温度下对抑制氧化膜疏松有良好的作用；后者能增强电解液的导电性，提高电流密度，加快成膜速度。
该添加剂溶于硫酸电解液，对电解液中的金属离子有络合作用，使溶液中铝离子的容忍量提高，氧化液的寿命延长，操作温度可达30℃以上，而普通硫酸氧化工艺21℃以上就必须开冷水机；同时减少了氧化时间，并可获得高质量的氧化膜。
2.1.2 硼酸－硫酸阳极氧化[2]硼酸－硫酸阳极氧化是取代铬酸阳极氧化的一种薄层阳极氧化新工艺。
硼酸－硫酸阳极氧化溶液的组成为：45g/L H2SO4＋8g/L H3BO3。
阳极氧化膜退膜溶液：按ASTMB137(美国实验材料标准)规定溶液，即：20g/L CrO3＋3 5mL/L H3PO4。
2.1.3 其它方面工艺的改进巩运兰等对铝在铬酸中高电压阳极氧化进行了研究[3]，结果表明，铬酸体系高电压阳极氧化得到的氧化膜多孔，膜孔径极不规整，呈树枝状，浓度对孔径和膜厚都有影响。
在磷酸中采用直流恒压电解的方法对铝试样进行阳极氧化处理。
实验表明，随着电解电压的升高，阻挡层厚度、多孔层胞径和孔径均呈线性增加，其原因与离子迁移等密切相关。
此项技术起源于本世纪30年代，由于磷酸氧化膜具有很强的粘合力，是电镀、涂漆的良好底层，因此得到越来越广泛的应用。
2.2 铝及铝合金的硬质阳极氧化铝及其合金经硬质阳极氧化处理后，可在其表面生成厚度达几十到几百微米的氧化膜，由于这层氧化膜具有极高的硬度(铝合金上可达400－6000kg/mm2，纯铝上可达1500kg/mm2)，优良的耐磨性、耐热性(氧化膜熔点可达2050℃)和绝缘性，大大提高了材质本身的物理性能、化学性能和机械性能，在国防及机械制造领域获得了广泛应用。
2.2.1 硫酸硬质阳极氧化[骐骥导航：机械网址导航]硫酸法成分简单稳定，操作容易，低温氧化可获得数十至数百微米的硬质膜。
硫酸硬质阳极氧化的主要缺陷是一般要在低温下进行，而且受铝合金组成的影响很大。
2.2.2 混合酸常温硬质阳极氧化混合酸常温硬质阳极氧化是指以硫酸为主，加入少量草酸等二元酸，以获得较厚的膜，同时扩大使用温度的上限，可允许将阳极氧化温度提高到10－20℃之间，所获得氧化膜的特征与硫酸阳极氧化膜相似。
在10－20℃下电解，能获得耐磨性好的氧化膜和高着色率；实行高电流密度的混合酸电解，可防止氧化膜溶解，可在较高的温度下实施，降低生产成本，使膜层更加平滑、光洁、细密，厚度更大，硬度更高。
2.2.3 脉冲硬质阳极氧化脉冲硬质阳极氧化采用间断电流或交替的高低电流进行氧化，成功避免了烧焦和粉末，在室温下，所获得氧化膜在硬度、耐蚀性、柔性、电阻和厚度的均匀性方面均优于一般的直流氧化，并且生产效率可提高3倍。
氧化膜性能比较见表1。
2.2.4 铸铝合金硬质阳极氧化[4]合金中含有较多的硅(超过7%)就很难在硫酸体系中进行阳极氧化，而ZL102合金含硅量高达10%－13%，高硅的存在，容易造成硅的晶向偏析，导致成膜困难，膜层均匀性差。
欧阳新平等人通过实验研究，研制出了适合高硅铝合金硬质阳极氧化的工艺配方，使直流电源成功地在ZL102合金上制取性能良好的硬质氧化膜。
该实验采用恒电流法，附加空气搅拌，得出的最佳工艺配方为[4]：硫酸(ρ=1.84g/cm3) 15－40g/L磺基水杨酸20g/L添加剂M Y 2.5－5.0g/L电流密度3－6A/dm2时间 60min温度0℃其中M Y是一种阴离子表面活性剂，同时也是Al3＋的络合剂。
它能优先吸附在高电流密度处并放电使电场分布均匀，同时也能起到缓冲作用，抑制氧化膜的溶解，从而获得均匀平整的氧化膜。
周建军等人以直流叠加脉冲电源对含铜的高硅铸造铝合金进行硬质阳极氧化，研究了电源脉冲幅度对膜层性能的影响。
实验的最佳工艺条件为[5]：硫酸(ρ=1.84g/cm3) 120－160g/L添加剂7－8g/L脉冲比 1.0∶1.3电流密度 2.5－3.5A/dm2温度0℃时间 50min搅拌压缩空气结果表明，提高氧化时电源的脉冲幅度能明显提高膜层性能。
利用直流叠加脉冲硬质阳极氧化，能够在难于氧化的含铜、高硅的铸造铝合金上生成性能较好的氧化膜。
2.2.5 低压硬质阳极氧化[6]绝大多数铝合金硬质阳极氧化零件，特别是零件的密封面和滑动配合部位，不仅要求膜层具有较高的硬度和厚度，而且还要求低的粗糙度(Ra0.08－0.16)。
雷宁等通过对氧化过程中零件表面状态的分析及膜层增长速率的测定，找出了影响氧化膜质量及表面粗糙度的主要原因，提出了低压硬质阳极氧化工艺：硫酸(ρ=1.84g/cm3) 220－240g/LT －2－2℃t 180minDA 0.8－1.0A/dm2最终电压≤40V给电方式：初始20min内，电流密度升至0.8－1.0A/dm2，并始终保持至氧化结束。
此外，成都飞机工业集团公司根据美军标MIL－A－8625F及麦道公司标准DPS11.02评价铝合金阳极氧化膜的各项性能，研究了具体材料及施加电流密度对膜厚、成膜时间、耐蚀性、耐磨性和烧毁率的影响。
结果表明：在交流叠加电源所产生的高电流密度下可得到质量较好的铝合金阳极氧化膜。
3 电解着色经阳极氧化后的铝材进行电解着色，可以提高装饰效果和商品价值。
氧化膜的厚度、均匀性及结构与电解着色速度和色差有直接关系。
电解着色时金属离子是在膜孔底部的阻挡层上还原沉积的。
由于金属粒子受光的散射作用而显色。
欲在阻挡层上沉积金属，关键在于活化阻挡层。
所以要使用交流电的极性变化来提高其化学反应活性。
又由于阻挡层具有整流作用，将交流电变成了直流电，故铝一侧电流的负成分占主导，进入膜孔内的金属离子被还原析出。
以往铝型材着色大都是青铜色系，以单锡盐或镍锡混盐为主。
近年来电解着古铜色将被钛金色、金黄色、仿不锈钢色、浅红色、香槟色、银灰色等多种浅色调所代替。
钛金色鲜活而不妖艳，黄中透红，令人赏心悦目，并具有着色成本较低，增值较高的优点，它作为浅色调中的主色调己十分明显。
以银盐和锰盐为主盐的金黄色在香港和越南市场行情良好。
锰盐着金黄色逼真，成本较低。
但不稳定，不宜连续生产；银盐着色可获得金黄色、绿金色、黄绿色和金土色等多种色调，槽液十分稳定，潜在经济效益好，应开发应用。
3.1 电解着色工艺的改进3.1.1 铝合金表面着亮黑色工艺[7]此工艺是经锡铜离子在着色电解槽中进行着色反应后生成的二元金属氧化物膜层，色泽墨黑亮丽，是一种独具特色的铝合金防腐蚀和装饰材料。
电解着色液组成为：30% SnSO4，3 0% NiSO4，15% CuSO4的混合溶液。
经氧化处理的铝材为阳极，以石墨电极为阴极，50Hz220 V交流电源经调压器调至8V后输入电解槽，电解着色10min，即可得到亮丽的黑色铝合金表面。
3.1.2 阳极化铝光干涉电解着色工艺[8]在用锡盐进行光干涉电解着色的研究中发现，获得蓝色的干涉色最为困难，用普通电解着色方法着色，获得蓝色也是困难的，于芝兰等人在此方面进行了研究。
实验材料为L2(2号工业纯铝，含铝99.6%)和LD31(相当于美国的6063)，试样尺寸L250 mm×50mm×1mm，L D3125mm×25mm角材，1.3mm厚，其表面积为0.68dm2；阳极氧化条件，H2SO4(ρ=1.84g/cm3) 180g/L，18℃，1.2－1.4A/dm2，30min，膜厚12－14μm；用磷酸直流扩孔处理；锡盐电解着色：SnSO416g/L，H2SO414g/L，混合添加剂16g/L，18－20℃，交流着色电压12－14V，此外还使用铜盐和Cu－Ni混合盐电解着色，可得到黄红、绿、蓝较稳定的干涉色。
3.2 开发新电源是开拓电解着色新工艺的重要手段[9]改变电源波形和施电方式来提高阳极氧化膜综合性能和开拓电解着色新工艺，是新的研究热点。
己商品化的有脉冲、电流反向(换相)和直流脉冲等电源。
功能性氧化和着色兼容的微弧氧化电源，是以提高氧化速度、厚度均匀性、硬度、孔隙率分布和改善孔结构形态为目的。
研究新电源可克服化学和电化学方法中的缺陷和局限。
4 封闭处理为了提高阳极氧化膜的耐蚀、抗污染、电绝缘和耐磨等性能，铝及铝合金在阳极氧化和着色后都要进行封闭处理。
其方法较多，对不着色的氧化膜可进行热水、蒸汽、重铬酸盐和有机物封闭；对着色的氧化膜可用热水、蒸汽、含有无机盐和有机物等封闭。
4.1 封闭的主要方法4.1.1 沸水和蒸汽封闭采用水蒸汽封闭法，可以有效地封闭所有的孔隙。
若在封闭前将氧化后的制件进行真空处理一段时间，则封闭效果更加明显。
蒸汽封闭的特点是不发生颜色的透扩散现象，因此不宜出现“流色”。
但是蒸汽封闭法所用的设备及成本较沸水法高，所以除非有特殊要求，应尽可能使用沸水法封闭。