阳极氧化原理全解
阳极氧化发黑的反射率
阳极氧化发黑的反射率阳极氧化是一种常见的表面处理技术，广泛应用于各种金属制品上，如铝合金门窗、汽车零部件、电子设备外壳等。
其主要作用是增强金属表面的抗氧化和耐腐蚀性能，同时还能提高材料的硬度和表面光洁度。
但是，在进行阳极氧化过程中，由于某些原因，金属表面可能会出现发黑现象，这时候就需要关注阳极氧化发黑的反射率这一问题了。
阳极氧化发黑的反射率与何相关呢？我们可以从以下几个步骤逐一分析：一、阳极氧化的基本原理阳极氧化是一种电化学加工技术，它的基本原理是在弱酸性电解液中，将金属作为阳极，通以直流电流，在金属表面形成一层致密且有孔隙的氧化层，从而增强金属表面的物理性能。
其中，氧化层的厚度和孔隙大小和阴极电解液的化学成分和电解工艺有关。
二、阳极氧化发黑的原因阳极氧化发黑是由于氧化层中的铜元素发生氧化反应，与其他金属元素发生异物质积聚，同时电解液中的有机物质沉淀在氧化层表面，从而导致金属表面变黑。
这种情况在高温、高压、高湿度、弱酸性电解液等情况下更容易出现。
三、反射率与氧化层的光学性质有关氧化层的光学性质对金属表面的反射率有很大影响。
一般来说，铝制品的氧化层光学性质比较优异，反射率很高，可以达到70%以上。
而其他金属如铜和镁制品的氧化层反射率就会降低，甚至只有40%不到。
四、处理方法对于阳极氧化发黑的问题，可以采取以下方法进行处理：1. 优化电解液配方和电解工艺，控制电解液中的有机物质浓度和温度，避免氧化层中的铜元素发生反应。
2. 进行表面抛光或化学溶解，去除氧化层表面的异物质和有机物质。
3. 采用良好的工艺控制和表面喷涂等方法，重新构造一层光滑且覆盖完整的氧化层。
总之，阳极氧化是一种有效的表面处理技术，但在其应用过程中，需要注意控制氧化层的光学性质，以保障金属制品的品质和品味。
针对发黑问题，可以采取优化工艺和表面处理等方法进行解决。
铝合金哑光黑色阳极氧化
铝合金哑光黑色阳极氧化铝合金哑光黑色阳极氧化是一种常见的表面处理技术，可以使铝合金表面形成一层均匀且致密的氧化膜，具有较好的耐腐蚀性、耐磨损性和装饰性。
本文将从铝合金哑光黑色阳极氧化的原理、工艺以及应用领域等方面进行介绍。
一、铝合金哑光黑色阳极氧化的原理铝合金哑光黑色阳极氧化的原理是通过在铝合金表面形成氧化膜来提高其性能。
氧化膜是在酸性电解液中，利用铝合金作为阳极，在外加电压的作用下，通过阳极氧化反应生成的。
在哑光黑色阳极氧化过程中，通过控制电解液成分、电解条件和后处理等工艺参数，可以使氧化膜形成均匀、致密且具有一定厚度的黑色氧化膜。
铝合金哑光黑色阳极氧化的工艺主要包括预处理、电解液配制、阳极氧化、封孔、染色和后处理等步骤。
首先，需要对铝合金进行表面清洗和除油处理，以保证表面的清洁度。
然后，根据要求配置合适的电解液，通常包括硫酸、草酸、硫酸铜等成分。
接下来，将铝合金作为阳极，通过控制电解液的温度、浓度和电流密度等参数，进行阳极氧化。
在阳极氧化后，还需要进行封孔处理，以提高氧化膜的密封性。
染色是可选的工艺步骤，通过在氧化膜表面形成一层有机颜料，使铝合金呈现出黑色。
最后，进行后处理，如清洗、干燥等，以获得最终的哑光黑色阳极氧化铝合金产品。
三、铝合金哑光黑色阳极氧化的应用领域铝合金哑光黑色阳极氧化广泛应用于建筑、航空航天、汽车、电子等领域。
在建筑领域，哑光黑色阳极氧化的铝合金常用于室内装饰材料、门窗、家具等产品，其黑色氧化膜不仅具有装饰效果，还具有耐磨损、耐腐蚀等性能。
在航空航天领域，哑光黑色阳极氧化的铝合金常用于飞机零部件、卫星等产品，其氧化膜具有良好的耐高温性能。
在汽车领域，哑光黑色阳极氧化的铝合金常用于汽车外饰件、车门把手等产品，其黑色氧化膜不仅能够提高产品的质感，还能够增加其耐用性。
在电子领域，哑光黑色阳极氧化的铝合金常用于手机壳、电脑外壳等产品，其黑色氧化膜既能够提供良好的装饰效果，又能够提高产品的耐腐蚀性。
阳极氧化的原理及相关知识
阳极氧化的原理及相关知识铝/铝合金阳极氧化的原理内容：以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中，利用电解作用，使其表面形成氧化铝薄膜的过程，称为铝及铝合金的阳极氧化处理。
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，将发生以下的反应：在阴极上,按下列反应放出H2 : 2H + +2e 宀H2在阳极上,40H -4e T 2H2O + O2, 析出的氧不仅是分子态的氧（02）,还包括原子氧（0）,以及离子氧（0-2）,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1203膜：4A1 + 302 = 2A12O3 + 3351J 应指出，生成的氧并不是全部与铝作用，一部分以气态的形式析出。
阳极氧化的种类阳极氧化早就在工业上得到广泛应用。
冠以不同名称的方法繁多，归纳起来有以下几种分类方法：按电流型式分有：直流电阳极氧化；交流电阳极氧化；以及可缩短达到要求厚度的生产时间，膜层既厚又均匀致密，且抗蚀性显着提高的脉冲电流阳极氧化。
按电解液分有：硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。
按膜层性质分有：普通膜、硬质膜（厚膜）、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。
直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍，这是因为它具有适用于铝及大部分铝合金的阳极氧化处理；膜层较厚、硬而耐磨、封孔后可获得更好的抗蚀性；膜层无色透明、吸附能力强极易着色；处理电压较低，耗电少；处理过程不必改变电压周期，有利于连续生产和实践操作自动化；硫酸对人身的危害较铬酸小，货源广，价格低等优点。
近十年来，我国的建筑业逐步使用铝门窗及其它装饰铝材，它们的表面处理生产线都是采用这种方法。
铝及铝合金阳极氧化法综述近十年来，我国的铝氧化着色工艺技术发展较快，很多工厂已采用了新的工艺技术，并且在实际生产中积累了丰富的经验。
已经成熟和正在发展的铝及其合金阳极氧化工艺方法很多，可以根据实际生产需要，从中选取合适的工艺。
铝件黑色阳极氧化
铝件黑色阳极氧化随着工业化进程的不断发展，铝材料在各个领域的应用越来越广泛。
铝材料具有密度小、强度高、耐腐蚀、导热性能好等优点，因此在制造航空器、汽车、电子产品等领域得到了广泛应用。
而铝件表面处理也是这些应用中不可或缺的一部分。
其中，黑色阳极氧化是一种重要的表面处理方式，能够为铝件增加耐腐蚀性、硬度、耐磨性和美观度等方面的优势。
一、阳极氧化的基本原理阳极氧化是一种在铝表面形成氧化层的电化学反应，其基本原理是在电解液中，将铝件作为阳极，通电后在其表面形成一层氧化膜。
这种氧化膜具有较高的硬度和耐腐蚀性，同时也具有良好的绝缘性能。
氧化膜的厚度和颜色可以通过调整电解液的成分、电解条件等因素来控制。
二、黑色阳极氧化的特点黑色阳极氧化是一种特殊的阳极氧化处理方式，其颜色深黑，具有较高的硬度和耐磨性，同时也具有较好的耐腐蚀性。
黑色阳极氧化处理后的铝件表面光洁度高，具有一定的光泽度，同时也具有一定的抗污染性。
三、黑色阳极氧化的工艺黑色阳极氧化的工艺流程与普通阳极氧化相似，但在电解液的选择、电解条件的控制等方面有所不同。
一般来说，黑色阳极氧化的电解液中会添加一些特殊的添加剂，以控制氧化膜的颜色和硬度。
同时，电解条件的控制也是影响黑色阳极氧化效果的重要因素之一。
一般来说，黑色阳极氧化需要较高的电压和较长的电解时间，以形成较厚的氧化膜。
但过高的电压和过长的电解时间也会导致氧化膜表面出现白斑和气孔等缺陷。
四、黑色阳极氧化的应用黑色阳极氧化广泛应用于航空、汽车、电子产品等领域中的铝件表面处理。
其主要作用是增加铝件的耐腐蚀性、硬度、耐磨性和美观度等方面的优势。
在航空领域，黑色阳极氧化处理后的铝件可以用于制造飞机外壳、发动机零部件等高要求的部件。
在汽车领域，黑色阳极氧化处理后的铝件可以用于制造汽车车身、发动机零部件等。
在电子产品领域，黑色阳极氧化处理后的铝件可以用于制造手机外壳、电脑外壳等。
总之，黑色阳极氧化是一种重要的表面处理方式，具有较高的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和美观度等方面的优势。
阳极氧化
阳极氧化阳极氧化（anodic oxidation），即金属或合金的电化学氧化。
其生成的一般原理为以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中，利用电解作用，使其表面形成氧化铝薄膜的过程，称为铝及铝合金的阳极氧化处理。
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。
一、阳极氧化分类及电解溶液选择1、阳极氧化分类1.1按电流型式分有：直流电阳极氧化、交流电阳极氧化、以及可缩短达到要求厚度的生产时间，膜层既厚又均匀致密, 且抗蚀性显著提高的脉冲电流阳极氧化。
1.2按电解液分有：硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以有机磺酸溶液的自然着色阳极氧化。
1.3按膜层性质分有：普通膜、硬质膜(厚膜)、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。
2、阳极氧化电解溶液的选择阳极氧化膜生长的一个先决条件是，电解液对氧化膜应有溶解作用。
但这并非说在所有存在溶解作用的电解液中阳极氧化都能生成氧化膜或生成的氧化膜性质相同。
其中，直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍,其具有适用于铝及大部分铝合金的阳极氧化处理；膜层较厚、硬而耐磨、封孔后可获得更好的抗蚀性；膜层无色透明、吸附能力强极易着色；处理电压较低,耗电少；处理过程不必改变电压周期, 有利于连续生产和实践操作自动化；硫酸对人身的危害较铬酸小, 货源广, 价格低等优点。
其氧化膜成长机理为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，生成极薄而有非常致密的膜，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。
混酸阳极氧化
混酸阳极氧化混酸阳极氧化是一种常见的金属表面处理技术，可以提高金属的耐腐蚀性和硬度。
在工业生产中，混酸阳极氧化被广泛应用于铝及其合金的表面处理。
本文将从混酸阳极氧化的原理、工艺、应用等方面进行介绍。
一、混酸阳极氧化的原理混酸阳极氧化是利用金属与酸性电解液之间的化学反应，通过电解的方式在金属表面形成一层氧化膜。
这种氧化膜具有优异的耐腐蚀性、硬度和附着力，能够有效保护金属基体，并增加其表面光洁度。
混酸阳极氧化一般使用硫酸、草酸和硫酸铜等酸性电解液，其中硫酸和草酸起到溶解铝表面氧化物的作用，而硫酸铜则可以增加氧化膜的厚度和硬度。
混酸阳极氧化的工艺一般包括预处理、电解液配置、电解、封孔等步骤。
1. 预处理：将待处理的铝及其合金表面进行清洗、除油和除氧等处理，以确保金属表面干净无杂质。
2. 电解液配置：根据不同的要求，调配含有硫酸、草酸和硫酸铜的酸性电解液，以满足不同材料的氧化要求。
3. 电解：将处理好的铝及其合金制件作为阳极，放入电解槽中，与阴极（如铅板）相连，通过电流的作用，在酸性电解液中进行电解反应，形成氧化膜。
4. 封孔：在氧化膜形成后，需要进行封孔处理，以提高氧化膜的耐腐蚀性和硬度。
常用的封孔方法有热封孔和冷封孔两种。
三、混酸阳极氧化的应用混酸阳极氧化广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。
其主要应用包括以下几个方面：1. 提高耐腐蚀性：混酸阳极氧化可以在金属表面形成致密的氧化膜，有效提高金属的耐腐蚀性，延长其使用寿命。
2. 增加硬度：氧化膜具有一定的硬度，可以增加金属的表面硬度，提高其抗划伤性能和耐磨性。
3. 改善润滑性能：混酸阳极氧化后的金属表面具有一定的微孔结构，可以在一定程度上改善材料的润滑性能。
4. 美化表面：混酸阳极氧化可以在金属表面形成不同颜色的氧化膜，可以用于美化金属制品的外观。
总结：混酸阳极氧化是一种重要的金属表面处理技术，通过电解反应在金属表面形成一层致密的氧化膜，提高金属的耐腐蚀性、硬度和美观性。
铝阳极氧化工艺原理
铝阳极氧化工艺原理铝阳极氧化是一种常用的表面处理工艺，用于提高铝材的防腐蚀性能、硬度和耐磨性。
其原理是在铝材表面形成一层致密的氧化膜，该膜具有良好的耐腐蚀性能，并能增加材料的硬度。
铝阳极氧化工艺主要包括预处理、阳极氧化和封孔三个步骤。
第一步，预处理。
在进行阳极氧化之前，需要对铝材进行预处理，以去除表面的污垢和氧化层。
常用的预处理方法有碱洗和酸洗两种。
碱洗可以去除表面的油污和有机物，酸洗则可去除表面的氧化层和金属杂质。
第二步，阳极氧化。
阳极氧化是指将铝材作为阳极，通过直流电流的作用，在电解液中形成一层氧化膜的过程。
电解液通常是硫酸、草酸或硫酸铬等，其中硫酸电解液是最常用的。
在阳极氧化过程中，阳极和阴极通过电解液相互连接，形成电流回路。
当电流通过阳极时，阳极表面的铝材会与电解液中的氧发生反应，形成氧化膜。
氧化膜的厚度和性能可以通过调节电流密度、电解液浓度和温度等参数来控制。
第三步，封孔。
阳极氧化后的氧化膜表面存在微小的气孔，这些气孔会影响氧化膜的耐腐蚀性能。
因此，在阳极氧化后需要进行封孔处理，以提高氧化膜的致密性。
封孔的方法通常是将氧化膜浸泡在热水或镁盐溶液中，使氧化膜中的孔隙被填充。
铝阳极氧化工艺的原理是利用电化学反应，在铝材表面形成一层致密的氧化膜。
这层氧化膜具有良好的耐腐蚀性能，能够保护铝材不受外界环境的侵蚀。
同时，阳极氧化还能增加氧化膜的硬度，提高铝材的耐磨性。
这使得铝材在工业生产中被广泛应用于制造各种耐腐蚀、耐磨损的部件和产品。
在实际应用中，铝阳极氧化工艺可以根据不同需求进行调整和改进。
例如，可以通过改变电解液的配方和工艺参数来控制氧化膜的颜色和厚度，以满足不同外观和性能要求。
此外，还可以采用阳极氧化与其他表面处理工艺相结合，如着色、电泳涂装等，以进一步改善铝材的表面性能和装饰效果。
铝阳极氧化工艺利用电化学反应在铝材表面形成致密的氧化膜，提高了铝材的防腐蚀性能、硬度和耐磨性。
该工艺简单易行，成本低廉，广泛应用于各个领域，为铝材的加工和应用提供了有效的解决方案。
阳极氧化的原理及相关知识
阳极氧化的原理及相关知识铝/铝合金阳极氧化的原理内容：以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中, 利用电解作用, 使其表面形成氧化铝薄膜的过程, 称为铝及铝合金的阳极氧化处理。
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, 将发生以下的反应：在阴极上, 按下列反应放出H2：2H + +2e → H2在阳极上, 4OH – 4e→ 2H2O + O2, 析出的氧不仅是分子态的氧(O2), 还包括原子氧(O), 以及离子氧(O-2), 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12O3膜：4A1 + 3O2 = 2A12O3 + 3351J 应指出, 生成的氧并不是全部与铝作用, 一部分以气态的形式析出。
阳极氧化的种类阳极氧化早就在工业上得到广泛应用。
冠以不同名称的方法繁多, 归纳起来有以下几种分类方法：按电流型式分有：直流电阳极氧化；交流电阳极氧化；以及可缩短达到要求厚度的生产时间，膜层既厚又均匀致密, 且抗蚀性显着提高的脉冲电流阳极氧化。
按电解液分有：硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。
按膜层性质分有：普通膜、硬质膜(厚膜)、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。
直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍, 这是因为它具有适用于铝及大部分铝合金的阳极氧化处理；膜层较厚、硬而耐磨、封孔后可获得更好的抗蚀性；膜层无色透明、吸附能力强极易着色；处理电压较低,耗电少；处理过程不必改变电压周期, 有利于连续生产和实践操作自动化；硫酸对人身的危害较铬酸小, 货源广, 价格低等优点。
近十年来, 我国的建筑业逐步使用铝门窗及其它装饰铝材, 它们的表面处理生产线都是采用这种方法。
铝及铝合金阳极氧化法综述近十年来，我国的铝氧化着色工艺技术发展较快，很多工厂已采用了新的工艺技术，并且在实际生产中积累了丰富的经验。
已经成熟和正在发展的铝及其合金阳极氧化工艺方法很多，可以根据实际生产需要，从中选取合适的工艺。
绝缘耐磨阳极氧化-概述说明以及解释
绝缘耐磨阳极氧化-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分内容：绝缘耐磨阳极氧化是一种重要的表面处理技术，通过在金属表面形成一层绝缘耐磨的氧化层，可以显著改善金属的表面性能和使用寿命。
这种表面处理技术在许多领域得到广泛应用，包括机械工程、电子电气、交通运输等。
绝缘材料的重要性不容忽视。
在许多工程应用中，金属材料需具备良好的绝缘性能，以避免电流泄漏或电压过高导致设备故障或损坏。
同时，材料的耐磨性也是影响其使用寿命的关键因素之一。
绝缘材料的选择和表面处理对于提高设备的工作效率和可靠性至关重要。
绝缘耐磨阳极氧化正是针对这些需求而发展起来的一种表面处理技术。
阳极氧化是指在金属表面通过阳极氧化法形成一层致密、均匀且具有良好耐磨性的氧化层。
这种氧化层具有很好的绝缘性能，并且能提高金属表面的硬度、耐腐蚀性和耐磨性。
阳极氧化的基本原理是通过在酸性电解液中进行电化学反应，在金属表面形成一层氧化膜。
氧化膜的厚度和性能可以通过改变电解液的成分、电流密度和处理时间等工艺参数来控制。
绝缘耐磨阳极氧化技术的应用前景广阔。
在电子电气领域，绝缘耐磨氧化层可以用于电子元件的绝缘保护，提高元件的工作可靠性和耐久性。
在机械工程领域，绝缘耐磨氧化层可以用于表面涂层，提高零件的耐磨性和使用寿命。
在交通运输领域，绝缘耐磨氧化层可以用于车辆表面的防腐和绝缘保护，延长车辆的使用寿命。
然而，目前对于绝缘耐磨阳极氧化技术的研究还比较有限。
进一步的研究可以从优化工艺参数、改善氧化层的性能、提高氧化效率等方面展开。
同时，也需要加强对于氧化过程的理论研究，深入了解阳极氧化反应机理和氧化层的生长机制。
通过这些研究，可以进一步提升绝缘耐磨阳极氧化技术的性能和应用范围，推动其在各个领域的广泛应用。
1.2文章结构【1.2 文章结构】本文共分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要概述了绝缘耐磨阳极氧化的研究背景和意义，介绍了本文的主要目的和文章结构。
正文部分包括了两个主要内容，分别是绝缘材料的重要性和阳极氧化的基本原理。
阳极氧化原理全解(课堂PPT)
2020/7/12
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（二）工艺参数及操作条件：
AHL2S3O+：4：3-1105%g/-L20% 160-200g/L 温度：视具体情况而定 15℃-26℃ 电压：视具体情况而定
6V、8V、10V、13V、15V、17V 时间：视具体情况而定 10分-50分 搅拌：压缩空气搅拌
①氧化膜结构的多孔性; ②氧化膜的耐磨性; ③氧化膜的抗蚀性；
④氧化膜的电绝缘性；
⑤氧化膜的绝热性；
⑥氧化膜的结合力；
⑦氧化膜的硬度高；
⑧氧化膜的装饰性。
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C、阳极氧化分类： ①硫酸阳极氧化；
②草酸阳极氧化；
③铬酸阳极氧化；
④磷酸阳极氧化；
⑤瓷质阳极氧化；
⑥硬质阳极氧化; ⑦微弧阳极氧化。
利用10%-15%的H2SO4。
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17Leabharlann 2、温度：一般情况下，电解液温度控制比较严格， 有的需用保持在±1℃范围内，溶液温度高， 氧化膜溶解速度大，生成的速度减小，生
成的膜疏松。若温度过低，氧化膜发脆易 裂。当控制温度在18-22℃时，得到的氧化 膜多孔，吸附性强，富有弹性，抗蚀性好， 但耐磨性较差；
催化”作用；
5.发展较快的空洞(主空洞)在向膜深处和横向发展 6.主空洞继续沿纵向和横向发展，相邻主空洞之间
互相靠近，主空洞之间的小空洞停止生长；
7.空洞停止横向发展，仅沿纵向深入，孔径固定。
此时，空洞的产生及发展阶段结束，阳极氧化进
入稳态阶段。
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槽液温度是阳极氧化一个重要工艺参数,为确保氧化膜的质量和 性能要求恒定,一般需严格控制在选定温度±(1~2)℃范围内,控 制和冷却槽液温度有下列四种方法:
①冷冻机中的致冷剂与安装在氧化槽内的蛇形管连通直接冷却;
②用蛇形管间接冷却装置,即冷冻机冷却冷水池中的水,再用水泵 将冷水打入氧化槽中蛇形管内冷却槽液;
B、槽液液面上的漂浮物和油污应及时清除， 脱落在槽液中的铝工件和杂物应及时捞起。
C、氧化槽液沉淀物较少，一般只需一年倒 槽清底一 次，此时应刷洗或更换阴极板。
(三)氧化膜的影响因素：
• ①硫酸浓度： 当其他条件不变时，提高硫酸浓度，氧化膜的生长速度
减慢，这是由于生长中的氧化膜在较浓的硫酸溶液中溶
2、电化学氧化： A.定义： 将铝及其合金置于某种适当的电解液中 作为阳极，在外电流作用下，使其表面生 成氧化膜的过程称为阳极氧化，又称电化 学氧化。
B、阳极氧化膜的性质（与化学氧化膜相 比）： ①氧化膜结构的多孔性; ②氧化膜的耐磨性; ③氧化膜的抗蚀性； ④氧化膜的电绝缘性； ⑤氧化膜的绝热性； ⑥氧化膜的结合力； ⑦氧化膜的硬度高； ⑧氧化膜的装饰性。
D.多孔膜形成过程： 1.阳极氧化初期，电流密度一般均超出临界电流密 度，形成均匀的壁垒型膜； 2.壁垒型膜逐渐成长。当电流密度低于临界值时， 铝离子不能再形成新膜物质，膜的表面暴露在电 解液中受到浸蚀； 3.进一步阳极氧化，溶液对膜的浸蚀变得不均匀； 4.形成的空洞之间存在发展竞争。这种发展有“自 催化”作用； 5.发展较快的空洞(主空洞)在向膜深处和横向发展 6.主空洞继续沿纵向和横向发展，相邻主空洞之间 互相靠近，主空洞之间的小空洞停止生长； 7.空洞停止横向发展，仅沿纵向深入，孔径固定。 此时，空洞的产生及发展阶段结束，阳极氧化进 入稳态阶段。
阳极氧化原理 及常见故障分析
讲师：熊小云
一、氧化目的：
使产品有耐腐蚀、耐 磨性的效果，并且 有一定的装饰性，从而满足客户的需求。
二、氧化种类： 1、化学氧化： A.定义：将铝及其合金置于某种适当的 化学药液中进行化学反应的过程称化学 氧化。 B.性质：氧化膜较薄(厚度为0.5-4um) 多孔有良好的吸附能力,质软不耐磨、 抗蚀性低于阳极氧化膜，一般作为涂装 的底层（如白色钝化、金黄色钝化）。
③冷冻机中的致冷剂借助热交换器冷却槽液循环系统冷冻机冷却冷水池中的水,再 用冷水借助热交换器冷却槽液循环系统中的槽液.
3、电压： A、电压高，氧化膜生长速度提高，孔隙增 多，易染色，硬度和耐磨性提高。 B、电压低，生成氧化膜的速度慢，膜层 较致密。 4、氧化时间： 根据硫酸浓度，溶液温度、电压，膜厚而 定，其它条件不变，时间越长，膜厚越厚， 但达到一定厚度时，膜厚将不会增加（即 膜的溶解速度与生长速度相等）。
5、杂质离子影响： 可能存在的杂质离子：CLˉ、F ˉ、NO3 ˉ、AL3﹢、CN2 ﹢ 、 Fe 2 ﹢ 、Si 2 ﹢等 A、 CLˉ、F ˉ、NO3 ˉ等阴离子含量高时， 氧化膜孔隙增加表面粗糙、疏松。 CLˉ﹤0.05g/L F ˉ ﹤0.01g/L B、 AL3﹢、CN2 ﹢ 、Si 2 ﹢主要影响氧化 膜色泽，透明度和抗蚀性。
如果表面产生金属相的不均匀、组织偏析、微杂质偏析或者热 处理不当所造成各部分组织不均匀等，则易产生选择性氧化 或选择性溶解。若铝合金中局部硅含量偏析，则往往造成局 部无氧化膜或呈黑斑点条纹或局部选择性溶解产生空穴等。 另外，如果电解液中有悬浮杂质、尘埃或铜铁等金属杂质离 子含量过高，往往会使氧化膜出现黑斑点或黑条纹，影响氧 化膜的抗蚀防护性能。
Cu2+
升温至 氧化膜透 40~50℃, 明度变差, 在搅拌条件 染色性能下 下加入硫酸 降,耐蚀性、 铵,变成硫酸 耐磨性下降， 铝铵去除,也 严重时会导 可通过稀释 致工件烧蚀。 或更换槽液 的方法除去. 用电解处 理法使铜在 氧化膜出 阳极上析出, 现暗色条纹 平时可用刷 或斑点 法阳极的方 式减小累积
3、槽液维护
A、对槽液要定期进行分析，一般只分析游 离硫酸和铝含量。槽液在使用过程中，游 离硫酸浓度会逐渐下降，而铝含量上升， 当游离硫酸浓度降到规定浓度下限，铝含 量尚未升到上限时，只需计量添加硫酸， 但当铝含量超过规定上限时，应排放部分 （1/4~1/3）槽液，然后再计量添加硫酸和 去离子水。排放的硫酸溶液可用耐酸泵抽 入硫酸脱脂槽内二次利用。降低氧化槽内 的铝含量也可用硫酸回收设备。
解速度加快的结果。若硫酸浓度太低，导电性下降，其 氧化时间就要延长；硫酸的浓度升高，有利於多孔膜的
生成，该膜的弹性好，吸附力强；易获得防护装饰性氧
化膜，硫酸浓度多利用上限，即20%的H2SO4，为了获 得硬而厚的耐磨氧化膜，应选用较稀的硫酸溶液，通常
利用10%-15%的H2SO4。
2、温度： 一般情况下，电解液温度控制比较严格， 有的需用保持在±1℃范围内，溶液温度高， 氧化膜溶解速度大，生成的速度减小，生 成的膜疏松。若温度过低，氧化膜发脆易 裂。当控制温度在18-22℃时，得到的氧化 膜多孔，吸附性强，富有弹性，抗蚀性好， 但耐磨性较差；
8、搅拌影响：
因氧化膜电阻较大,在电流作用下产生很 高的焦耳热,如不及时扩散,工件易被烧损,即 使不烧烂,生成的膜多疏松,甚至粉化。一般 采用压缩空气搅拌,用于搅拌电解液的压缩空 气必须经过油水分离器净化,以免污染槽液;
9、材质影响：
所谓材质不仅仅指合金成分,还包括组 织状态(热处理状态)和表面加工状态。铝越 纯,生成氧化膜透明光亮,否则,氧化膜透明度 和光亮度越低,且抗蚀力越差,组织状态或加 工不同，形成氧化膜不均匀。
注意事项： 1、硫酸电解液的配制； A.根据槽体的容积和硫酸浓度计算所需硫酸量 B.在槽内加3/4体积纯水,并打风搅拌； C.将硫酸缓缓加入槽内，并补充纯水至规定体 积(注意切勿将水加入硫酸中） D.冷却至工艺条件温度； E.化验室取样分析,OK后即可投入生产 2、硫酸的纯度要求： 最好用试剂，我们通常用CP（化学纯） 硫酸。
E、H2SO4物理性质： ①98.3%的浓H2SO4，是无色粘稠状液体, 沸点338度,是一种难挥发性的酸 ②化学性质： a.强酸性； b.易与活泼金属反应； c.浓H2SO4具有吸水性，结合水后放出大 量的热，常温下， 浓H2SO4遇铁、铝合金 发生钝化。
2、氧化膜的生长过程： 总体上说包含两个方面： 一是膜的生成过程； 二是膜的电化学溶解过程.
7、电流密度： 电流密度越大，膜较硬，耐磨性好，但电 流密度过高，则会因焦耳热影响，使膜层溶 解作用增加，电流密度过高，膜层氧化时间 过长，膜疏松，硬度降低，对于需染色或电 解着色的氧化膜，电流密度宜取 1.5A/dm2~2.0A/dm2,装饰性阳极氧化膜电流 密度宜取0.5~0.8A/dm2;
(2)同槽处理的阳极氧化零件,有的无氧化膜或膜层轻薄或不完整, 有的在夹具和零件接触处有烧损熔蚀现象.这类故障在硫酸阳 极氧化工艺实践中往往较多发生,严重影响铝合金阳极氧化质 量.
由于铝氧化膜的绝缘性较好,所以铝合金制件在阳极氧化处理前 必须牢固地装挂在通用或专用夹具上,以保证良好的导电性.导 电棒应选用铜或铜合金材料并要保证足够接触面积.夹具与零 件接触处,既要保证电流自由通过,又要尽可能减少夹具和零件 间的接触面积过小,电流密度太大,会产生过热易烧损零件和夹 具.无氧化膜或膜层不完整等现象,主要是由于夹具和制件接触 不好,导电不良或者是由于夹具上氧化膜层未彻底清除所致.
Fe
3+
合金 铝中的Fe 溶解进入 电解液
2
同上
稀释或更 换槽液
合金 Si 悬 铝中的Si 浮于电 溶解进入 解液中 电解液
2+
使电解变得 浑浊,并常常以 粉状吸附在工件 上
过滤排除
6、Al3+含量： 电解液中Al3+含量控制在0.5~5g/L时,有助 于氧化膜的抗蚀性和耐磨性, Al3+含量在5g/L 以下时，膜层对染色吸附能力下降， Al3+含 量在5~15g/L时，氧化膜吸附能力基本保持稳 定，Al3+含量超出15g/L时，氧化膜会出现不 规则现象，且皮膜色泽发黄，膜层性能下降。 因此，为了染色色泽均匀， Al3+含量必须控 制在5~12g/L之间。
AL2O3.H2O
A B 多孔层 阻挡层 铝基体
C
A.通电瞬间,氧和铝有很大亲和力,铝基材 迅速形成一层致密无孔的阻挡层,其厚度取 决于槽电压。 B.由于氧化铝原子体积大，故发生膨胀， 阻挡层变得凹凸不平，造成电流分布不均 匀，凹处电阻小，电流大，凸处相反。 C.凹处在电场作用下发生电化学溶解以及 H2SO4的化学溶解，凹处逐渐变成孔穴， 凸处变成孔壁，阻挡层向多孔层转移。
杂 质
来源
最大允 对阳极氧化膜 含量 质 量的影响 （g/L）
在氧化膜上 形成黑色腐蚀 斑点，严重时 铝制品表面会 发生穿孔而报 废。 同上
排除方法
Cl-
水
0.05
用去离子 水或蒸馏水 配制槽液， 并严格控制 清槽水质。
F-
水
0.01
同上
AL3+
铝基 体在阳 极氧化 过程中 10 溶解进 入电解 液 合金 铝中的 Cu溶 0.02 解进入 电解液
注：铝的阳极氧化是以铝或铝合金作阳极,以铅板作 阴极在硫酸、草酸、铬酸等水溶液中电解，使其 表面生成氧化膜层。其中硫酸阳极氧化处理应用 最为广泛。铝和铝合金硫酸阳极氧化氧化膜层有 较高的吸附能力，易进行封孔或着色处理，更加 提高其抗蚀性和外观。阳极氧化膜层一般3-15um， 铝合金硫酸阳极氧化工艺操作简单，电解液稳定， 成本也不高，是成熟的工艺方法，但在硫酸阳极 化过程中往往免不了发生各种故障，影响氧化膜 层质量。认真总结分析故障产生的原因并采取有 效预防措施，对提高铝合金硫酸阳极氧化质量有 重要的现实意义。
(四）常见故障及分析: (1)铝合金制品经硫酸阳极氧化处理后,发生局部无 氧化膜,呈现肉眼可见的黑斑或条纹,氧化膜有鼓 瘤或孔穴现象.此类故障虽不多见但也有发生. 上述故障原因,一般与铝和铝合金的成分、组织及 相的均匀性等有关，或者与电解液中所溶解的某 些金属离子或悬浮杂质等有关。铝和铝合金的化 学成分、组织和金属相的均匀性会影响氧化膜的 生成和性能。纯铝或铝镁合金的氧化膜容易生成， 膜的质量也较佳。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。