铝的阳极氧化与表面着色

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铝合金阳极氧化着色氧化膜色差和外观质量检验方法

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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。

铝合金阳极氧化电解着色是铝合金表面处理中重要的方法之一

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，研究人员一直在做着不懈的努力。

1.1铝的性能和用途铝(Afuminum)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NaCI，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。

它的化合物用途非常广泛，不同的含铝化合物在医药、有机合成、石油精炼等方面发挥着重要的作用[2]。

纯的铝很软，强度不大，有着良好的延展性，可拉成细丝和轧成箔片，大量用于制造电线、电缆、无线电工业以及包装业。

它的导电能力约为铜的三分之二，但由于其密度仅为铜的三分之一。

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。

铝的阳极氧化与表面着色

在硫酸电解液中阳极氧化，作为阳极的铝制品，在阳极化初始的短暂时间内，其表面受到均匀氧化，生成极薄而又非常致密的膜，由于硫酸溶液的作用，膜的最弱点（如晶界，杂质密集点，晶格缺陷或结构变形处）发生局部溶解，而出现大量孔隙，即原生氧化中心，使基体金属能与进入孔隙的电解液接触，电流也因此得以继续传导，新生成的氧离子则用来氧化新的金属，并以孔底为中心而展开，最后汇合，在旧膜与金属之间形成一层新膜，使得局部溶解的旧膜如同得到“修补”似的。
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;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＝／cm3150－200g／L最佳值160g／LCK－LY添加剂20－35g／L 最佳值30g／L铝离子－20g／L最佳值5g／LCK－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;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＋35mL /L H3PO4;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;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;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;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;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;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=cm315－40g/L磺基水杨酸20g/L添加剂M Y－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=cm3120－160g/L添加剂7－8g/L脉冲比∶电流密度－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;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－;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=cm3220－240g/LT －2－2℃t 180minDA －dm2最终电压≤40V给电方式：初始20min内,电流密度升至－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;电解着色工艺的改进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% SnSO4,30% 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,50Hz220V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;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L22号工业纯铝,含铝%和LD31相当于美国的6063,试样尺寸L250 mm×50mm×1mm,LD3125mm×25mm 角材,厚,其表面积为；阳极氧化条件,H2SO4ρ=cm3180g/L,18℃,－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,18－2 0℃,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;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;封闭的主要方法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;当用蒸汽封闭时,温度应控制在100－110℃,时间为30min,温度太高,氧化膜的硬度和耐磨性严重下降,因此蒸汽温度不可太高;重铬酸盐封闭此法适宜于封闭硫酸溶液中阳极氧化的膜层及化学氧化的膜层,用本方法处理后的氧化膜显黄色,耐蚀性高,但不适用于装饰性使用;这种方法的实质是在较高的温度下,使氧化膜和重铬酸盐产生化学反应,反应产物碱式铬酸铝及重铬酸铝就沉淀于膜孔中,同时热沉淀使氧化膜层表面产生水化,加强了封闭作用,故可认为是填充及水化的双重封闭作用;通常使用的封闭溶液为5%－10%的重铬酸钾水溶液,操作温度为90－95℃,封闭时间为30min,沉淀中不得有氯化物或硫酸盐;封闭处理工艺的改进常温封闭的研究10常温封闭具有节能、封闭时间短及封孔效果好等优点,己得到广泛的认可及接受;常温封闭液配方及工艺条件如下：醋酸镍5－8g/L氟化钠1－L表面活性剂－L添加剂A 3g/LpH值－T 25－60℃t 10－15min常温封闭工艺所获得的封闭膜具有紧密的结构及优良的耐蚀性能;和沸水封闭方法比较,具有速度快、节约能源、操作简单、原料来源方便等优点;封闭时间越长,其性能越好;水解盐封闭法11水解盐封闭法,又称钝化处理;目前在国内应用较广泛,主要用于染色后膜封闭,其封闭机理是易水解的钴盐与镍盐被氧化膜吸附后,在阳极氧化膜微细孔内发生水解,产生氢氧化物沉淀将孔封闭;工艺配方为：NiSO4·7H2O 4－5g/LCoSO4·7H2O －LH3BO3 4－5g/LNaAc·3H2O 4－6g/LpH值4－6T 80－85℃t 15－20min此法克服了沸水封闭的许多缺点,封孔质量达到了国家标准;微弧阳极氧化微弧阳极氧化又称微等离子体氧化或阳极火花沉淀,是阳极氧化技术的发展,它使用比普通阳极氧化高的电压;微弧阳极氧化突破传统阳极氧化的限制,将Al、Ti、Ta等金属或其合金置于电解液中,利用电化学方法,使该材料表面微孔中产生火花放电斑点,在热化学、等离子体化学和电化学共同作用下,生成陶瓷膜层的阳极氧化方法;放电过程中,每平方厘米铝阳极表面约有105个火花存在,放电时瞬间温度可达8000K以上,生成一种性能类似于烧结碳化物的陶瓷膜;此氧化膜硬度特高,耐磨,绝缘电阻高;在特殊电解液中氧化还可以形成不同色调花纹的瓷釉质感的铝表面,既可作高等装饰材料又可作功能膜,如汽车活塞环、电子工业的绝缘层等;微弧阳极氧化技术采用高电压,大电流的工作方式,在制取多功能保护涂层方面获得越来越广泛的应用,在航天、航空、机械、电子、纺织等工业领域有广阔的应用前景;微弧阳极氧化陶瓷膜层的性能研究12卢立红等人采用脉冲电源,对发动机活塞用铝合金ZL108基体进行了微弧氧化处理;工艺流程为：除油→去离子水漂洗→微弧氧化→自来水冲洗→自然干燥;电解液主要成分为柠檬酸三钠和磷酸钠;微弧氧化电压：工作电压可调,起始击穿电压为80V,最高工作电压为230V;实验表明,微弧氧化膜层表面粗糙度高于一般电镀层和阳极氧化层,远低于各种喷涂层;随着电流密度及强化时间的增加,膜层的表面粗糙度增大;最初随着电流密度的增加,所获得膜的硬度也增加,超过8A/dm2以后,膜层硬度趋于稳定;经微弧氧化后,耐磨性提高了3－4倍;微弧阳极氧化技术的改进微弧氧化自润滑陶瓷覆层13陶瓷层的弱点是摩擦系数高,对磨件磨损加剧;采用一步法电化学方法进行了微弧氧化陶瓷层摩擦学改性研究;采用自制专用脉冲电源,基体材料为ZL108,以碱性微弧氧化电解液为基础,溶入适量硫代钼酸铵及相应添加剂;实验表明,采用微弧氧化后,在铝合金表面一步法共生合成了自润滑陶瓷涂层,其摩擦系数由一般微弧氧化涂层的－降至－,用此工艺制备的摩擦副摩擦学性能显著改善,延长了使用寿命;微弧氧化陶瓷层石墨相采用在微弧氧化过程中同步沉积石墨相的方法可提高陶瓷层的减摩性能,对其进行磨损实验,基体材料为ZL108,所用电解液为NaOH溶液,向原电解液中加入的减摩离子为石墨,同时电解的温度不超过40℃;搅拌使石墨离子悬浮;实验表明,在电解液中加入石墨的方法对Z L108进行微弧氧化的同时,在陶瓷层中同步沉积了石墨第二相,实现了对铝合金微弧氧化陶瓷层减摩改性的目的;5 阳极氧化技术的展望骐骥导航：机械网址导航铝及铝合金阳极氧化技术以提高氧化速度和硬度为发展方向;为提高氧化速度和综合性能建议采用带有脉冲波的EOE－88系列脉冲电源,其输出电压和电流中脉冲成分丰富,相当于每秒有300个小脉冲波叠加在直流波上,成膜速度快;对于厚膜氧化,可采用频率为3－的“快脉冲”电源,充分发挥节电、提高速度和硬度的优势;这种电源在氧化膜为12μm以下时优点不明显;复合阳极氧化作为一种新型的阳极氧化技术,分别在硫酸、草酸和磷酸三钠电解液中添加如Fe3O4、CrO2、TiO2等磁性粉体,Al2O3、SiC、SiN等超硬粉体和石墨等导电性粉体微米级,使其悬浮于电解液中进行阳极氧化;该工艺具有操作容易、设备简单、成本低等优点,与常规阳极氧化比较,其氧化速度、操作温度上限和膜层性能有显著提高;日本的吉村长藏等首先进行了这方面的研究,结果表明,有的粉体可提高膜层硬度,有的粉体可降低氧化槽压,有的粉体则可增加膜层厚度;新近的研究结果表明：Al2O3粉体可使铝在H3PO4溶液中的氧化膜的硬度和耐蚀性提高一倍以上,因而具有广阔的研究前途;添加剂的研究目前十分活跃,添加剂品种繁多,作用机理也不尽相同,添加剂的有效作用使其具有巨大的市场潜力;综上所述,铝及其合金阳极氧化出现了许多新工艺,但也受到各种表面处理方法的挑战,预计在未来10年内,阳极氧化技术仍将是主要的表面处理方法,但工艺技术要不断提高才能长期占主导地位;。

实验八铝的阳极氧化法表面修饰

铝的阳极氧化法表面修饰与着色一实验目的1．了解铝阳极氧化法表面修饰的基本原理及方法。

2．了解铝阳极氧化后氧化膜的质量检验方法，以及着色技术。

二实验原理铝及其合金在空气中都会在其表面自然生成一层极薄的氧化膜（0.01～0.5μm）。

这层氧化膜是无定形的，因此使表面失去原有的光泽，而且因氧化膜疏松多孔不均匀，它虽有一定的抗腐蚀作用，但不可能有效地防止铝及其合金遭受进一步的氧化、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。

这种人工氧化膜经过适当处理（封闭）后，无定形氧化膜转化为晶形氧化膜，孔隙被消除，膜层硬度增高，耐磨性、抗腐蚀性、电绝缘性也大大提高，光泽度增强，能经久不变，还可经适当染色处理而得到理想的外观。

因此，铝的表面氧化处理在许多工程技术中得到广泛的应用。

工业上，铝阳极氧化采用的电解液主要有三种：硫酸、草酸和铬酸。

采用不同的电解液，可以获得不同厚度的具有不同机械性能和物理化学性能的氧化膜。

以铅（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：6H+＋6e一= 3 H2↑阳极：2Al －6e－= 2Al3+2A13＋＋ 6H2O = 2Al(OH)3＋ 6H＋2Al(OH)3＝ A12O3＋3H2O电解过程中，H2SO4又可以使形成的A12O3膜部分溶解，所以氧化膜的生长依赖于金属氧化速度和A12O3膜溶解的速度。

要得到一定厚度的氧化膜，必须控制适当的氧化条件，使氧化膜形成速度大于溶解速度。

阳极氧化所得的膜是整片玻璃状的无水氧化铝（Al2O3），其厚度一般在0.01～0.1μm之间。

膜的外层较软，是由水合氧化铝（Al2O3·H2O）组成的，膜层空隙率高，吸附能力强，容易染色。

因此，把氧化后的铝制件用有机染料或无机染料的水溶液来染色，可得到各种鲜艳的颜色，提高表面的美观度。

因氧化膜呈正电性，故应选用负电性而且易溶于水的阴离子染料。

铝的阳极氧化实验报告

物理化学实验报告学生姓名：学号：专业：化学年级，班级：课程名称：中级物化实验组员：实验项目：铝的阳极氧化与表面着色——电解液浓度对氧化膜性能的影响指导老师：孙艳辉一、研究进展近年来，铝的阳极氧化由于其氧化膜多孔的特性及良好的应用前景受到广泛的关注和深入研究。

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，这些方法都有成熟的工艺规范[1]。

而且，大都采用二次氧化的方法[2]。

在电解液浓度的影响方面，张莹[2]等认为对于酸性电解液来说，随着其浓度的不断增大，氧化膜的极限厚度先增大而后减小，因此电解液的浓度应控制在一定的范围内。

张勇[3]等用磷酸做电解液时发现当磷酸的浓度为0. 4 mol/ L 时,生成的氧化膜厚度最大。

巩运兰[4]等用铬酸做电解液时发现随着铬酸浓度的增加，铝的氧化膜阻挡层厚度变薄。

二、实验部分1.实验原理1.1铝的阳极氧化将铝制品作阳极，以硫酸、铬酸、磷酸、草酸等为电解液进行阳极氧化，可形成较厚的氧化膜，膜的主要成分是Al2O3，其反应历程比较复杂。

以Al为阳极，Pb为阴极，H2SO4溶液为电解质为例，电解时的电极反应为：阴极：阳极：阳极上的Al被氧化，且在表面上形成一层氧化铝薄膜的同时，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：在硫酸电解液中阳极氧化，作为阳极的铝制品，在阳极化初始的短暂时间内，其表面受到均匀氧化，生成极薄而又非常致密的膜，由于硫酸溶液的作用，膜的最弱点（如晶界，杂质密集点，晶格缺陷或结构变形处）发生局部溶解，而出现大量孔隙，即原生氧化中心，使基体金属能与进入孔隙的电解液接触，电流也因此得以继续传导，新生成的氧离子则用来氧化新的金属，并以孔底为中心而展开，最后汇合，在旧膜与金属之间形成一层新膜，使得局部溶解的旧膜如同得到“修补”似的。

随着氧化时间的延长，膜的不断溶解或修补，氧化反应得以向纵深发展，从而使制品表面生成又薄而致密的内层和厚而多孔的外层所组成的氧化膜。

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。

铝的阳极氧化与表面着色打印(叶秋耀)分析

铝的阳极氧化与表面着色通电时间对氧化膜性能的影响姓名：叶秋耀学号：20092401073班别：09级化学4班实验时间：2012年4月11日指导老师：马国正【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，探讨通电时间对氧化膜性能的影响。

并对氧化膜进行着色、氧化膜厚度测定、绝缘性和耐腐蚀性测定的表征。

【关键词】铝的阳极氧化氧化膜通电时间Abstract：This experiment explores the Energized time on the properties of oxide film in a fixed optimum condition of the anodized aluminum. And coloring oxide,oxide film thickness measurement,the insulativity measurement and characterization of corrosion resistance measurement.Keywords：the Anodic of Aluminum，Anodic Film，the Energized time1.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。

铝的阳极氧化，是指在一定的电解液中，以铝为阳极进行电解，从而使其表面形成氧化物薄膜的过秳。

通过铝阳极氧化法可以在铝表面上获得足够厚的氧化膜，且膜层具有硬度高、绝缘性好、耐蚀性强、吸附能力强等特点。

铝的阳极氧化与表面着色物化实验报告

铝的阳极氧化和着色--氧化时间对氧化膜性能的影响1 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..铝在阳极氧化时;电流密度对氧化膜的生长关系很大：在相同条件下;一定范围内提高电流密度;有利于氧化膜的生长;其膜厚随电流密度的增大而增大；提高电流密度有利于氧化膜的生长;但电流密度增大的同时;电流效率下降;微孔内的热效应加大;促使膜的孔隙率也增大;导致氧化膜的硬度和比耐蚀性下降..在工业生产上;铝的阳极氧化通常采用的电流密度为1.5-2.0A/dm 2..2 实验部分2.1 实验原理2.1.1铝的阳极氧化铝制品作阳极;以硫酸等酸为电解液进行阳极氧化;形成较厚的Al 2O 3氧化膜：阴极：2H ＋＋2e －→H 2↑阳极：Al ＋3e －→Al 3＋Al 3＋＋3H 2O →AlOH 3＋3H ＋AlOH 3→Al 2O 3＋3H 2O由于酸的作用;生成的氧化膜的最弱点会发生局部溶解Al 2O 3＋6H ＋=2Al 3＋＋3H 2O;出现的孔隙使得铝与电解液接触;又重新氧化生成氧化膜..随着氧化时间的延长;膜不断溶解与修补;氧化反应不断纵深发展;从而使制品表面生成薄而致密的内层和厚而多孔的外层所组成的氧化膜..要使Al 2O 3氧化膜顺利形成;必须使电极上氧化膜形成的速率大于氧化膜溶解的速率;因此在铝的阳极氧化过程中;要控制好氧化条件..2.1.2铝氧化膜的着色由于氧化膜表面是由多孔层构成且比表面积大;具有很高的化学活性;因而可以对氧化膜进行表面着色..阳极氧化膜着色方法大体有三种类型：浸渍着色、电解着色和整体着色..本实验主要是浸渍着色翠绿着色..氧化膜对翠绿色有机着色液的物理吸附和化学吸附;其化学吸附是指氧化铝与有机着色液官能团发生络合反应..2.1.3氧化膜的封闭处理氧化膜的表面多孔;在这些孔隙中可以吸附染料也可以吸附结晶水..可以用沸水法将着色好的铝片进行封闭处理;其原理是利用无水Al 2O 3发生水化作用：Al 2O 3＋H 2O=Al 2O 3·H 2OAl 2O 3＋3H 2O=Al 2O 3·3H 2O由于氧化膜表面和孔壁的Al 2O 3水化结果;使氧化物体积增大;将孔隙封闭..2.2 实验方案设计2.2.1 探讨因素预处理、电解液的种类、电解液的浓度、氧化温度、氧化电压、超声波等在多孔氧化铝膜的制备过程中;都会对其成膜成孔产生影响..本次实验主要探讨以下的影响因素：1电解液的浓度对于酸性电解液来说;随着电解液的浓度的不断增大;氧化膜的极限厚度先增大而后减小..这种变化归根到底是H+的浓度的变化造成的..电解液中H +的浓度对氧化铝膜厚度有两方面的影响:一方面;H +的浓度增大;电解液的电导率增大;在相同电压下;电流密度升高;促进了氧化铝膜厚度的增加；另一方面;H+的浓度的增大也加速了氧化膜的溶解..随着H+的浓度升高;首先前者占主导;膜厚度增大；当其浓度升高到一定值时;后者开始占主导;此时膜厚度开始减小..电解液的浓度很低时;氧化铝膜不能形成；而其浓度过高时;酸液的腐蚀性也会将氧化层腐蚀掉..因此;在制备过程中;电解液的浓度应控制在一定的范围内..2阳极电流浓度氧化电压电流密度对多孔氧化铝膜的孔径及生长分布都有一定的影响..电压低时;阳极氧化反应比较缓慢;氧化膜在电解液中的溶解速率大于生长速率;由体积膨胀产生的应力较小;不足以使纳米孔有序分布;形成的纳米孔直径也较小..随着氧化电压的升高;阳极氧化电流密度增大;氧化铝膜的生成速率加快;多孔氧化铝膜的厚度增加；同时应力增大;孔径也随之增大;孔密度降低;纳米孔的排列也更加整齐..在孔洞生长过程中;由于自催化作用;孔洞之间相互竞争发展;部分小孔发展较快;成为大孔洞；而与之相邻的小孔生长速率变慢;逐渐停止发展..氧化电压也不宜过高;这是因为电压过高;反应放出的热量较多;氧化反应过于激烈;不利于纳米孔道的形成..3氧化时间随着氧化时间的延长;膜的不断溶解或修补;氧化反应得以向纵深发展;从而使制品表面生成又薄而致密的内层和厚而多孔的外层所组成的氧化膜..其内层阻挡层、介电层、活性层厚度至氧化结束基本都不变;位置却不断向深处推移；在一定的氧化时间内随时间而增厚..4添加剂与杂质的影响电解电压、电解质种类以及添加剂等因素对氧化铝多孔膜的形成过程有显着影响..添加剂可控制膜的弹性、均匀性、氧化速度、温度上限等..对提高阳极氧化工作温度的研究已有不少报道;如在硫酸电解液中添加镍盐、添加硅烷、添加二按酸、添加酒石酸等;都可扩大铝及其合金的阳极氧化温度范围;特别是提高温度丰限..根据实验室具体情况;选取不同的影响因素分组进行探讨;其它因素取文献中最佳工艺..①电解液的浓度；②阳极电流密度；③氧化时间；④添加剂与杂质的影响..由于实验时间和器材的限制;我们这一小组负责氧化时间对阳极氧化膜的影响..固定电解液的硫酸浓度为20%、电流密度为15mA/cm2、室温条件、无添加剂的情况下;探讨不同氧化时间对阳极氧化膜的影响：10min、20min、30min三个不同的氧化时间..2.2.2 表征手段①翠绿着色：对三个氧化时间下进行阳极氧化过的铝片分别进行翠绿着色10min;并作封闭处理；②耐腐蚀实验：分别在三个氧化时间下进行阳极氧化过的铝片的表面滴一滴重铬酸钾的盐酸溶液;观察气泡产生与液滴变绿的时间..③氧化膜厚度测定：对三个氧化时间下进行阳极氧化过的铝片分别作氧化膜厚度测定;测定公式为：m i -m s ×104δ=ρA式中;δ为膜的厚度;μm ；m i 为成膜后铝片的质量;g ；m s 为退膜后铝片的质量;g ；ρ为氧化膜的密度;2.7g/cm 3；A 为膜表面积;cm 2..测定方法：①将铝片置于分析天平上称重；②将铝片浸于363.2～373.2K 的溶膜液磷酸和CrO 3组成中煮10min ；③取出铝片用水冲洗;浸入无水乙醇中;再取出晾干；④再用天平称出铝片的质量m s ；⑤计算膜厚δ值..2.2.3 所需仪器药品1电极与试剂①电极：铝片1cm ×3cm;9片;铅网；②预处理试剂：去污粉、氢氧化钠溶液3mol/L;硝酸溶液2mol/L ； ③电解液：20%硫酸溶液；④着色试剂：翠绿着色液；⑤溶膜液；2仪器电解槽；WLS 稳流电源；分析天平；镊子；电炉；电吹风等..2.3 实验步骤2.3.1铝片的预处理1铝片的裁剪：剪下3组3片/组;未剪断共9片1cm ×3cm 的铝片； 2铝片的清洗：①用去污粉刷洗铝片;然后用自来水冲洗干净；②碱洗：3mol/L的氢氧化钠溶液浸洗15s；③酸洗：2mol/L的硝酸溶液浸洗1min；④水洗：去离子水清洗;洗后将铝片保存在去离子水中..2.3.2铝片的阳极氧化1以20%的硫酸为电解液;第1组的3片铝片为阳极只将有效面积内的铝片浸入电解液;铅网为阴极;调节WLS稳流电源上的电流为0.09A即电流密度为5mA/cm2;电解5min;然后调节稳流电源上的电流为0.27A;电解5min..2其他条件不变;阳极改为第2组的3片铝片;调节WLS稳流电源上的电流为0.09A即电流密度为5mA/cm2;电解5min;然后调节稳流电源上的电流为0.27A;电解15min..3其他条件不变;阳极改为第3组的3片铝片;调节WLS稳流电源上的电流为0.09A即电流密度为5mA/cm2;电解5min;然后调节稳流电源上的电流为0.27A;电解25min..注意：每组铝片进行阳极氧化的前五分钟;电流密度控制在 5 mA/cm2以下..2.3.3铝片的翠绿着色1分别取第1、2、3组阳极氧化完毕的铝片各一片;经自来水、去离子水冲洗干净后;放入翠绿着色液中着色10min；2将着色后的铝片表面染料冲洗干净;放入沸水中进行封闭处理10min..2.3.4铝片的质量检验比较：耐腐性实验：分别取第1、2、3组阳极氧化完毕的铝片各一片;放入沸水中进行封闭处理10min..然后在铝的表面滴一滴重铬酸钾的盐酸溶液;观察气泡产生与液滴变绿的时间..2.3.5铝片的膜厚测定：1分别取第1、2、3组阳极氧化完毕的铝片各一片;洗净后吹干;用分；析天平称重并记录mi2溶膜处理：将铝片分别浸于溶膜液磷酸和CrO组成中煮10 min；3；3取出铝片用水冲洗、吹干后用天平称出退膜后铝片的质量ms 4分别计算第1、2、3组铝片的膜厚δ值..3 结果与讨论3.1 实验结果包括数据处理;现象描述3.3.1铝片的预处理1铝片的裁剪：剪下3组3片/组共9片1cm×3cm的铝片：2铝片经过预处理之后;带着一点银白色;金属光泽比较黯淡..将铝片投入氢氧化钠的溶液中;可看到出现大量气泡;产生大量气体..投入硝酸之后;没有很明显的现象出现..铝片经清洗后表面变得洁净且呈银白色金属光泽;在阳光下可以看到闪闪发亮..3.3.2铝片的阳极氧化观察到三组氧化后的铝片在色泽上无明显区别;阳极氧化后的铝片表面的金属光泽消失;呈浅白色；三组条件下所得的铝氧化膜表面均匀细致..3.3.3铝片的翠绿着色着色后观察到铝片表面变为均匀的翠绿色;并且第1、2、3组的铝片颜色依次变深；但在进行封闭处理后;第1组铝片颜色变淡很多;几乎没有染色;2、3组铝片颜色无明显变化;稍微变淡..原因是第1组的铝片在氧化后掉在地上;被污染了..因此第1组的铝片没有染上翠绿色;可以看到铝片上沾满了灰尘;污染很严重..但根据2、3组铝片的染色情况;可推测第1、2、3组的铝片颜色应该是依次变深的..3.3.4铝片的膜厚测定1数据记录及处理表1 氧化膜膜厚记录及计算2计算公式m i -m s ×104δ= ρ=2.7g/cm 3ρA有上式可计算膜厚度δ..3.3.5铝片的耐腐蚀实验在耐腐蚀实验中;滴加重铬酸钾溶液后;因为冒气泡和变绿的时间都挺长;因此记录的时间都是大约的时间..实验现象如下：3.2 讨论3.2.1文献值参考通过查找文献;可知随着时间的增加>30min;膜层增厚;铝表面形成阻挡层;这个阶段氧化膜的形成速度远大于溶解速度;表现为硬度增加;硬度增加是因为在通电的初始阶段形成了致密的、连续的、无孔的氧化膜..但随着时间的延长;电解液开始对膜层溶解而形成孔隙;而时间延长电解液温度也升高;无孔层变成了多孔层;膜层变薄;硬度下降..3.2.2分析讨论对于三个组阳极氧化后的氧化膜;通过翠绿着色、膜厚测定和耐腐蚀实验三个表征手段;可知：1根据三组不同氧化时间的铝片的着色和膜厚度的表征;可以看到氧化时间越长;着色越好;膜厚度越厚..这说明了在本次实验中氧化时间10min、20min、30min;铝片的阳极氧化膜的性能较好..23组氧化后的铝片表面都是均匀而细致;金属光泽消失;呈银白色；但是在耐腐蚀实验中;滴加重铬酸钾溶液后;第1、2组的铝片在较长的时间都没有变色和冒气泡;而第3组的却在较短时间内变色和冒气泡..这是因为在本次实验中的失误..由于在实验过程中过于忙乱;组员不小心将封闭后的铝片投入溶膜液中并加热了..因此第3组的铝片在耐腐蚀实验中很快就变色和冒气泡..3关于耐腐蚀性的鉴定;第1、2组的铝片在30min之内三者都很接近;腐蚀液没有变色;铝片表面也没有气泡;所以无法做出比较..说明在这些条件下生成的氧化膜质量都比较高;耐腐蚀性能好..4在三个组中第3组即氧化时间为30min的氧化膜翠绿着色效果最佳且膜的厚度最厚耐腐蚀实验有失误;这说明了氧化时间为30min的条件是最佳的..但根据文献显示：随着时间的延长;电解液开始对膜层溶解而形成孔隙;而时间延长电解液温度也升高;无孔层变成了多孔层;膜层变薄;硬度下降..因此并不是氧化时间越长;氧化膜就会越厚;而是在这个实验中没有探究更长的氧化时间;以便确定氧化膜厚随氧化时间的变化出现最大值时的最佳氧化时间..讨论1：探讨实验结果可能的原因：13组氧化后的铝片表面都是均匀而细致;说明铝片的预处理做得好;氧化均匀;等到的氧化膜性能较好..但是在表征实验过程中手忙脚乱出现了失误;造成了实验结果的不准确..2理论上电流密度为15 mA/cm2时阳极氧化得到的氧化膜的电流密度为最佳的;但是在实际操作过程中并不是15 mA/cm2;一方面是恒流仪的电流难以控制为指定值;另一方面是所用的铝片的面积测量不是很准确..3在整个实验过程中;每组实验都没有换新的硫酸电解液;随着实验的进行;硫酸电解液的浓度不断下降;使结果出现偏差..3本组实验是探究氧化时间对氧化膜性能的影响;但是由于时间的限制;只做了三个不同的氧化时间;氧化时间个数太少;难以得到氧化时间对氧化膜影响的结果..4在做这个实验中最大的问题就是失误了..例如氧化后的铝片掉到地上;被污染导致着色表征结果有偏差；还有在耐腐蚀的实验中;铝片先被溶膜了..这些失误对结果造成了一定程度的影响..遇到问题时怎么应对也是一个问题;当时铝片溶膜后;实际上我们可以从另一片铝片剪一部分下来做耐腐蚀实验的..经过这个实验后;更加明白在做实验中要细心认真;遇到问题时要冷静并找到合适的方法;而且组员之间的合作起着很重要的作用..讨论2：在铝片的膜厚测定实验中;用了成膜后的铝片质量以及退膜后的质量来算氧化膜的质量;那为什么不能用氧化前铝片的质量以及成膜后的质量呢这是因为在铝制品作阳极;以硫酸等酸为电解液进行阳极氧化的过程中;发生如下的反应：阴极：2H ＋＋2e －→H 2↑阳极：Al ＋3e －→Al 3＋Al 3＋＋3H 2O →AlOH 3＋3H ＋AlOH 3→Al 2O 3＋3H 2O在阳极中铝片会不断溶解生成铝离子;质量减小;但铝离子又重新生成氧化膜;这个反应的速率不一样..这个质量差可能会变小;质量的减小可能因为铝片溶解呈铝离子了;而不是氧化膜造成的..因此不能用氧化前铝片的质量以及成膜后的质量来算氧化膜的质量..4. 结果在固定电解液的硫酸浓度为20%、电流密度为15mA/cm2、室温条件、无添加剂的情况下;探讨10min;20min;30min三个氧化时间对阳极氧化膜的影响：氧化膜的膜厚会随着氧化时间的增加而增加;但经过查找文献可知;并不是氧化时间越长;氧化膜的性能就越好..。

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。

铝合金的着色原理与应用

铝合金的着色原理与应用1. 引言铝合金是一种广泛应用于工业和民用领域的材料，具有轻质、耐腐蚀和强度高等优点。

然而，铝合金外表常常需要进行着色处理以增强其装饰性和耐久性。

本文将介绍铝合金的着色原理以及其在实际应用中的相关技术和前景。

2. 铝合金的着色原理铝合金的着色原理是通过在铝表面形成一层氧化膜，利用氧化膜的微观结构和光学性质来实现。

常用的着色方法包括电化学着色、阳极氧化着色和化学着色等。

2.1 电化学着色电化学着色是将铝材料置于电解液中，通过电解作用在铝表面生成希望的氧化膜和着色物质。

常见的电化学着色方法有硫酸铜法、硫酸锡法和硫酸钴法等。

每种方法都有不同的色彩范围和耐久性。

2.2 阳极氧化着色阳极氧化着色是将铝材料作为阳极，在电解液中进行氧化处理，形成一层厚度适当的氧化膜，再通过染色将氧化膜着色。

常用的染色材料有有机染料、无机染料和金属染料等。

2.3 化学着色化学着色是利用化学反应在铝表面产生着色物质，常用的方法有酸性氧化着色、碱性氧化着色和沉积着色等。

化学着色可以在较短时间内实现着色，且色彩范围广。

3. 铝合金着色的应用领域铝合金的着色广泛应用于建筑、家居和汽车等领域，下面将重点介绍其在这些领域的应用。

3.1 建筑领域中的应用在建筑领域，铝合金的着色主要用于窗户、门窗框架、幕墙和室内装饰等。

着色后的铝合金能够增加建筑物的美观性，同时提高其抗风、耐腐蚀和耐候性能。

3.2 家居领域中的应用在家居领域，铝合金的着色应用广泛，包括家具、照明、厨房用具和卫浴设备等。

着色后的铝合金产品具有轻质、耐用和易于清洁的特点，能够满足家居产品对于外观和质量的要求。

3.3 汽车领域中的应用在汽车领域，铝合金的着色常用于汽车车身和零部件。

着色后的铝合金能够提高汽车的整体质感和外观效果，同时减轻车身重量，提高燃油效率和减排排放。

4. 铝合金着色的前景随着人们对于环保、美观和品质的要求不断提高，铝合金着色技术将得到进一步的发展和应用。

铝的阳极氧化实验报告

铝的阳极氧化实验报告篇一：铝的阳极氧化染色实验报告铝的阳极氧化染色实验报告【实验名称】铝的阳极氧化染色。

【实验目的】对铝进行阳极氧化，并进行染色处理。

【实验原理】以铝或铝合金制品为阳极，置于电解质溶液中进行通电处理，使其表面形成氧化膜，这样形成的氧化膜比在空气中自然形成的氧化膜耐蚀能力更好。

氧化膜具有较强的吸附性，利于进行染色处理。

经过阳极氧化后，铝制品的耐蚀性、耐磨性和装饰性都有明显的改善和提高。

（1）阳极氧化原理以铝或铝合金制品为阳极，硫酸为电解质溶液进行通电处理，铝被氧化形成无水的氧化膜。

阴极：2H+ + 2e-= H2↑阳极：2Al + 3H2O – 6e-= Al2O3 + 6H+氧化膜在生成的同时，又伴随着氧化膜被溶解的过程。

Al2O3 + 6H+ =2Al3+ + 3H2O溶解出现的孔隙使铝与电解液接触，又重新氧化生成氧化膜，循环往复。

控制一定的工艺条件（硫酸浓度和温度等）可使氧化膜形成的速率大于氧化膜溶解的速率，利于氧化膜的生成。

（2）着色原理铝的阳极氧化膜多孔隙，对染料有良好的物理吸附和化学吸附性能，在铝阳极氧化膜上进行浸渍着色或电解着色，可达到耐蚀和装饰目的。

无机盐着色：将制品依次浸入两种无机盐溶液中，两种无机盐在氧化膜孔隙内反应生成有颜色的无机盐并沉积在孔隙中。

有机染料着色：阳极氧化膜对染料有物理吸附作用，有机染料官能团与氧化膜也会发生络合反应。

有机染色色种多且色泽艳丽，但耐磨、耐晒、耐光性能差。

（3）封闭原理铝阳极氧化膜必须进行封闭处理。

沸水法是常用的封闭方法。

在沸水中，氧化膜表面及孔壁的无水氧化膜水化，形成非常稳定的水合结晶膜，从而达到封闭孔隙的目的。

Al2O3 + H2O=Al2O3·H2O此外还有蒸汽封闭法、盐溶液封闭法和填充有机物封闭法等。

本实验将铝以硫酸为电解质溶液进行阳极氧化，用硫代硫酸钠溶液和高锰酸钾溶液进行浸渍着色，用沸水法封闭。

【实验用品】铝片、铜片、氢氧化钠、硫酸、高锰酸钾、硫代硫酸钠、水、天平、量筒、烧杯、玻璃棒、水槽、直流电源、电流表、鳄鱼夹、导线、砂纸。

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。