阳极氧化膜的染色
阳极氧化染色细节解析
阳极氧化染色细节解析
对于阳极氧化染色，铝表面处理厂家应该都非常熟悉了，它是应用十分广泛且十分实用的铝表面处理方式，更为铝表面提供观赏性。
那么我们来看看使用阳极氧化染料对铝表面进行染色时，容易忽视的一些细节。
阳极氧化染色最重要的就是阳极氧化膜了，只有良好的氧化膜才能得到优质的染色制品。
其次就是阳极氧化染料，现在很多都是用有机染料，染料的优劣也直接影响染色的质量，比如抗uv能力、是否掉色等等。
建议使用比较靠谱知名的一些品牌染料，如日本奥野、瑞士科莱恩和深圳华深景泰等公司的阳极氧化有机染料，其颜色丰富，而且质量已经经过了市场的多年考证。
在保证阳极氧化染料合格的情况下，就需要控制染色的细节了。
加强染色前的冲刷。
工件由阳极氧化槽中取出后要充沛冲刷，特别是工件的狭缝，盲孔等处，不然剩余的酸、碱在染色进程中会缓慢流出来，使染色溶液的pH值违背正常规模，并使残留酸碱部位表面的色泽与洁净部位有显着不同，乃至腐蚀氧化膜而闪现白色。
阳极氧化后即染色。
工件经阳极氧化后要当即染色。
若工件阳极氧化后在空气中露出时刻过久膜层孔隙即会缩小，并有或许沾上污物，导致染色困难。
若因染色槽过小，需分批染色时，应把待染色件浸泡在洁净的水中。
染色时工件不行堆叠。
染色时工件不行堆叠，尤其是平面部位，不然因为堆叠部位被隐瞒而构成阴阳面。
加强染色后的冲刷。
工件表面若不冲刷洁净，留有剩余颜料将会污染组合件。
在染色时，控制好染色前后的各个细节是十分重要的，千里之堤毁于蚁穴，往往越细小的失误，就月容易累积成重大的错误。
阳极氧化染色相关要点
为了满足当前市场需求的多样性，铝合金表面阳极氧化膜染色的应用越来越广泛，其工艺技术也越来越成熟和复杂。
然万变不离其宗，关于氧化染色，我们该知道哪些要点呢？首先，染色对氧化膜的要求。
因为染色是在铝阳极氧化膜的膜孔中进行的，一方面要求膜层具有足够的孔隙率，另一方面要求膜孔内壁保持一定的活性，故不是所有膜层都能染上合适的颜色，必须满足以下条件。
1、铝在硫酸溶液中得到的阳极氧化膜无色而多孔，因此最适宜染色。
2、氧化膜层必须具有一定的厚度，应大于7微米。
较薄的膜层只能染上很浅的颜色。
3、氧化膜应有一定的松孔和吸附性，所以硬质阳极氧化膜层以及铬酸常规氧化膜层均不适合染色。
4、氧化膜层应完整、均匀，不应有划伤、砂眼、点腐蚀等缺陷。
5、铝合金材料也有一定要求，如含硅、镁、铜等过高时，往往会引起氧化膜黯哑，则在染色时产生色调变化。
其次，染料染色机理。
有机染料染色机理主要分物理吸附和化学吸附。
物理吸附。
水溶染料进入氧化膜多孔层，吸附在孔壁上进行染色。
化学吸附。
氧化膜与染料分子上的磺基形成共价键和酚基形成氢键，发生化学反应而产生吸附。
最后，有机染料的选择。
有机染料的品种繁多，主要分为几类：酸性染料、直接染料、碱性染料、分散染料、媒染染料和溶剂染料，还有还原染料和活性染料等。
它们的选择，需要满足以下几个要求。
1、考虑到成本和使用方便，生产中一般都在有机染料的水溶液中进行染色，因此不溶于水的染料不宜使用。
溶剂染料仅用在一些特殊场合。
2、应考虑到染色后的色泽度、耐晒性和结合牢度。
那些在光线照射下易于变色的染料不宜使用。
3、因为铝氧化膜孔壁呈电正性，所以应优先考虑显示负电性的阴离子染料。
如直接染料，酸性染料，还原染料和活性染料。
上述主要是针对于有机染料染色的一些基本理论和常识，目前市场上有机染料的使用较为广泛。
需要注意的是：因为化学反应的作用，槽液中往往会产生很多气泡，气泡会影响我们的检测，如有类似情况发生，建议使用ht447染料消泡剂，可以防止泡沫吸附引起的染色不良。
阳极氧化完整工艺流程
阳极氧化完整工艺流程阳极氧化工艺流程机械与化学表面处理是金属表面处理的必要步骤，包括抛光或刷光、除油及脱脂、外观质量检查等，以为后续处理工序作表面准备。
阳极氧化是通过一系列手段，在金属表面形成一层厚氧化铝膜，即阳极氧化膜。
染色则是在阳极氧化膜的微孔结构内沉积染料分子，而封孔则是为了封住微细孔，使染料固定于氧化膜内。
吸附着色的理论依据是染料分子沉积并积聚在氧化膜微孔的内表面，其产生颜色之化合物并非产生自工艺本身而是存在于开初的介质中。
染料分子与阳极氧化膜之间的键合力起作用，导致吸附。
但这种键合是不稳定的，染料分子会随着溶液中染料浓度的变化而发生解吸附，导致褪色合色料扩散。
因此，在完成染色之后的多孔膜封闭工序是必不可少的。
铝材的物理成分以及级别是吸附着色是否成功的重要因素。
铝材分为高纯铝、纯铝和合金铝。
高纯铝只含不超过痕量的亲质金属；纯铝的亲质金属含量不超过1%。
合金中的成分越高，耐机械磨损性便越强，但对装饰性着色的适应性则相对越差。
因此，必须选用阳极氧化级的铝材，才能保证在阳极氧化和着色后仍然能保持吸引人的外观。
总之，阳极氧化工艺流程需要严格按照要求进行，从机械与化学表面处理到染色、封孔等步骤，都需要注意铝材的级别和成分对色泽和透明度的影响。
Aluminum and aluminum alloys have XXX also influencedby the original base color.1.When the magnesium content is greater than 5%。
the anodized oxide film will XXX.2.Even with a low content of only 1% of manganese and chromium。
the oxide film will have a yellowish tint。
When the content exceeds this level。
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。
浅谈铝阳极氧化膜的化学染色
浅谈铝阳极氧化膜的化学染色五金氧化分公司罗跃鹏/文摘要：介绍了化学染色机理，从化学预处理、氧化、染色、封孔等方面详细分析了生产过程中影响染色效果的各种因素，从而阐明好的染色效果是集各步骤上乘工作质量之大成。
关键词：阳极氧化膜化学染色机理影响因素Chemical coloration of anodizeAnodize factory-Luo YaopengAbstract: introduce the principles of anodize. Analysis the factors that affect the pre-treatment, anodize, coloration, and hole sealing. Good anodize needs perfect work on each above steps.Key words: Anodize film chemical coloration principles factors 铝的阳极氧化膜（一般指直流硫酸阳极氧化膜）通常是无色透明的多孔型膜，利用阳极氧化膜的微孔可以方便地实现着色处理。
阳极氧化膜的着色有很多方法，工业化着色的方法大体可以分为三类：整体着色、电解着色和化学染色。
整体着色也称自然发色，由于该方法能耗大、成本高、色种有限目前己很少使用。
电解着色是以硫酸透明阳极氧化膜为基础。
在含金属盐的溶液中用直流或交流进行的着色处理。
电解着色耐磨、耐蚀、耐光。
但工艺成熟易控制的色调仅有古铜、黑色、金黄、枣红等几种，而且成本较高。
目前一般在建材工业中应用。
化学染色亦称吸附着色，由于阳极氧化膜孔隙率高、吸附能力强、易染色的特点，此种染色法便应运而生。
染色法的上色速度快，操作简单方便，颜色特别丰富而色泽鲜艳。
随着铝制品的工业应用（室内）与日常生活运用范围的不断扩大，化学染色的方法以独特的优势得到迅速发展和广泛应用。
本文结合实际工作所遇到的各种问题，简要谈谈化学染色的影响因素。
阳极氧化染色原理
阳极氧化染色原理随着人们生活水平的提高，对家居装饰的要求也越来越高，不仅要求有良好的性能，同时又要有亮丽的色彩。
粉末喷涂方兴未艾，既有良好的性能，又有让人们满意的色彩。
但是，厚厚的粉末遮住了金属应有的光泽而略显遗憾。
阳极氧化染料正好弥补了这点遗憾，既保持了金属光泽，又有极其艳丽的色彩，不仅可以用在家用电器、汽车、铭牌标识等，也是家居装饰的不错选择。
本文主要针对硫酸阳极氧化染色，是作者在工作积累的一些经验，与大家一同探讨。
1氧化染色原理众所周知，阳极氧化膜是由大量垂直于金属外表的六边形晶胞组成，每个晶胞中心有一个膜孔，并具有极强的吸附力，当氧化过的铝制品浸入染料溶液中，染料分子通过扩散作用进入氧化膜的膜孔中，同时与氧化膜形成难以别离的共价键和离子键。
这种键结合是可逆的，在一定条件下会发生解吸附作用。
因此，染色之后，必须经过封孔处理，将染料固定在膜孔中，同进增加氧化膜的耐蚀、耐磨等性能。
2阳极氧化工艺对染色的影响在氧化染色整个流程中，因为氧化工艺原因造成染色不良是比较普遍的。
氧化膜的膜厚和孔隙均匀一致是染色时获得均匀一致颜色的前提和基础，为获得均匀一致的氧化膜，保证足够的循环量，冷却量，保证良好的导电性是举足轻重的，此外就是氧化工艺的稳定性。
硫酸浓度，控制在180—200g／l。
稍高的硫酸浓度可促进氧化膜的溶解反应加快，利于孔隙的扩张，更易于染色；铝离子浓度，控制在5—15 g／l。
铝离子小于5g／l，生成的氧化膜吸附能力降低，影响上色速度，铝离子大于15g／l时，氧化膜的均匀性受到影响，容易出现不规则的膜层。
氧化温度，控制在20℃左右，氧化槽液的温度对染色的影响非常显著，过低的温度致使氧化膜的膜孔致密，染色速度显著减缓；温度过高，氧化膜蔬松，容易粉化，不利于染色的控制，氧化槽的温差变化应在2℃以内为宜。
电流密度，控制在120—180a／m2。
电流密度过大，在膜厚一定的情况下，就要相应地缩短铝制品在槽中的电解时间，这样，氧化膜在溶液中的溶解减少，膜孔致密，染色时间加长。
阳极氧化染色
用BES活性染料进行铝阳极氧化膜染色金属铝的着色有化学染色法、电解染色法、粉末静电喷涂法等多种。
本文中的金属铝染色和印花属于化学着色法中的一种，主要工序有金属铝预处理、阳极氧化处理、染色、封孔处理。
本研究采用经过预处理和阳极氧化处理后的金属铝进行染色，然后进行封孔处理，探讨各种BES活性染料在不同工艺条件下对铝阳极氧化膜的染色工艺。
1、阳极氧化膜染色和封孔处理1.1 阳极氧化膜结构和性质阳极氧化膜由两层组成，的多孔外层是在具有介电性质的致密内层上成长起来的，后者称为阻挡层。
用电子显微镜观察，膜层的纵截面几乎全部呈与金属表面垂直的管孔，它们贯穿膜外层直至氧化膜与金属界面的阻挡层。
以各孔隙为主轴周围是致密的Al2O3构成一个六棱体，称为晶胞，整个膜层由无数个这种晶胞组成。
阻挡层是由无水Al2O3所组成，薄而致密，具有高硬度和阻止电流通过的作用，阻挡层厚约30-50nm，为总膜厚的0.5%-2%。
氧化膜多孔的外层主要是由非晶型的Al2O3及少量的r·Al2O3·H2O所组成，此外还含有电解液的阴离子，当电解液为硫酸时，膜层中硫酸根含量在正常情况下为13%-17%。
氧化膜的绝大部分优良特性都是由多孔外层的厚度及孔隙率所决定的，它们都与阳极氧化条件密切相关。
1.2 阳极氧化膜染色处理将无色氧化膜的铝浸渍在染色液中，其表面不易吸附染料，即使能够吸附，其吸附量也是极微的，因此不易染色。
具有一定化学活性的铝阳极氧化膜，因其表面为多孔质膜，有如纺织纤维一样吸附染料的能力，因而能吸附大量的染料，结果形成人们可以看见的各种颜色。
一般阳极氧化膜孔隙直径为15-30nm，而染料在水中分离单分子的长度或宽度均<6nm（见表1），远比阳极氧化膜孔膜隙小，但仅存在膜孔是不够的，如果表面上的膜孔壁不是活性的，也不能吸附染料，即不能染色。
染料对阳极氧化膜的吸附有物理吸附、化学吸附及单分子层或多分子层吸附。
阳极氧化染色原理
阳极氧化染色原理
阳极氧化染色的原理主要是通过阳极氧化膜的孔隙率和巨大表面积，以及氧化膜与色素体的化学吸附作用来实现染料分子的积存和显色。
具体来说，阳极氧化膜有20-30%的孔隙率，这使得染料分子有机会通过物理和化学吸附方式存储在类表层中，进而显色。
化学吸附指的是氧化膜与色素体通过离子键、共价键或形成络合物形式结合，这种方式的吸附力比较强。
相较于化学吸附，物理吸附的吸附力较弱且更容易受温度影响。
染色过程：工件表面通过阳极氧化的金属表面或镀层金属表面进行染色，可以通过改变氧化膜的颜色来改变染色效果。
通过调整染色条件和配方，可以控制染色后的颜色效果。
氧化过程：在阳极氧化染色过程中，金属表面形成氧化膜，并发生阳极氧化反应，产生一些可溶性物质进入染色液中。
这些可溶性物质会对染色效果产生影响，因此需要控制阳极氧化的时间和电流密度等因素，以保证染色效果。
总之，阳极氧化染色原理主要基于阳极氧化膜的特性，通过染色液中的染料分子与金属表面形成氧化膜的相互作用，实现金属表面的染色。
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阳极氧化膜的染色
随着人们生活水平的不断提高，室内外装饰档次也越来越高。
对铝合金进行适当的处理（如铝型材的枋木纹阳极氧化着色），可以使其表面形成一些特殊的效果，从而达到美化的目的。
经过阳极氧化处理得到的新鲜氧化膜，具有强烈的吸附能力，因而可以再经过一定的工艺处理，使其染上各种鲜艳的色彩，这既可美化制品表面，又增加了氧化膜的抗蚀能力。
需要进行染色的氧化膜应当具有下列条件：
a.氧化膜应有一定的孔隙率和吸附性；
b.氧化膜本身应有无色的、透明的；
c.膜上不应有划痕和晶相结构上的重大差别，如晶扩大和偏析等。
一般而言，最适于进行染色的氧化膜是从硫酸溶液中得到的阳极氧化膜。
用硫酸溶液作为阳极氧化处理溶液能使大多数铝及其合金上形成无色或透明的膜。
氧化膜的染色可以用有机染料，也可以用无机染料。
但是从染色的牢固度、上色速度、操作方法、色彩鲜艳程度及染色液使用期限等方面考虑，有机染色要比无机染色优越得多。
因此，生产实践中大多使用有机染料进行染色。
在铝氧化物上进行有机染料染色的机理比较复杂。
一般认为可能是:
1.有机染料与氧化铝膜不发生反应，染色只是由于在氧化膜孔隙中物理吸附了沉淀的色料，例如酸性金黄II和湖蓝的染色均属此类；
2.有机染料分子与氧化铝发生了化学反应，由于化学结合而存在于氧化膜的孔中，这种化学结合的方式有氧化膜与染料分子上的磺基形成了共价键，氧化膜与染料上的酚基形成氢键，氧化物与染料分子形成络合物等，具体产生哪一种结合方式，则取决于染料分子的性质与结构，如酸性铬橙就是和氧化铝形成了络合物。
下面分别讨论一下影响氧化膜染色质量的因素。
（1）氧化膜的质量为了进行染色，氧化膜应当具有足够的厚度（10um以上）、孔隙率和细小晶粒以及最大的透明度。
粗糙的氧化膜的吸附能力差，而且色彩的鲜艳程度降低。
孔隙率低的膜所能吸引的染料少，因而是只适宜染浅色。
本身具有颜色的氧化膜只能染深色，限制了染色的品种。
从硫酸电解液中得到的氧化膜的极限厚度大，透明度和孔隙率也都较其他方法所制取的氧化膜高。
因此，它的染色性能最好。
通常为了提高染色效果，可采用稍
高些的电流密度和温度进行阳极氧化，必要时也可以适当提高电解液的浓度或延长氧化时间。
此外，还应注意铝的纯度和组成。
（2）染料的浓度染色液中染料的浓度随所用染料的不同而有差异，也随要求染色的浓度不同而改变。
通常染浅色时，染料浓度可小些；染深色时，浓度则要大一些。
在某些情况下，为增加染色强度，并不用很浓的染色液，而是采用延长染色时间的方法。
用这个方法的好处是可以使染料分子充分渗透到氧化膜孔隙的深处，提高色泽的坚牢度，并有利于调节制品色泽的均匀性。
当使用高浓度的染色液染色时，往往产生浮色现象，在染色以后的清洗及封闭处理时易造成流色。
（3）染色液的PH值大多数染料的良好吸附作用发生在一定的PH值范围内。
如果不控制染色液的PH值，不但吸附不良，而且染上的颜色也不牢固。
因此多数酸性染料溶解好以后，要用乙酸等来调节它的PH值。
常用的PH值3.5-6.例如，对于印地科素（溶蒽素）类染料，生产实践证明，需控制PH值3.5-5.5.在这个范围内提高酸度，可以大大缩短染色时间。
但是过高的酸度会使染料很快失效。
而当PH值增大至7时，就失去染色作用。
（4）染色液的温度生产时，染色可以划分为冷染（室温）和热染两种。
具体采用哪种方法，要根据染料的性质和工艺条件而定。
一般冷染的染色时间要长些，很容易控制色调。
热染的特点是上色速度快，但控制色泽的均匀性较难。
实践证明，采用40-600C染色较好。
如果温度过高，特别是近于沸腾状态染色时，染料分子往往被封闭在氧化膜的表层，这就降低了色泽的坚牢度。
（5）其他因素为了提高氧化膜中染料分子和氧化铝的结合力，在染色前最好用1%-2%NH4OH溶液来中和氧化膜孔中的残留酸，并应仔细清洗氧化膜。
为了保持氧化膜的最高吸附能力，应在阳极氧化后立即进行染色，否则氧化膜的吸附能力将随着搁置时间的增长而迅速衰退。
如果搁置时间过久，则应在稀HNO3浸泡数分钟以增加氧化膜的活性，然后再去染色。
染色后的制品应马上进行封闭或干燥，不宜久置清水中，以免制品表面“流色”发花。
配制染色液时，应使用蒸镏水或离子交换软水且不应带入碱土金属和重金属离子，因为这些离子与染料可以生成络合物使染料变质。
如果它们被吸附到氧化膜中，则会降低色泽的鲜艳程度。
适用于铝氧化膜染色的有机染料很多，其中主要包括；酸性染料、活性染料和可
溶性染料等。
另外，也可以在进行电解的同时进行着色处理。
铝合金的电解着色的原理是：铝合金在氧化液中氧化一段时间后，在其表面生成一层较厚、带有多孔状的氧化膜，具有较大的电阻，在低电压的电解液中很难着色，但这并不影响膜的生成和化学溶解，经过较短时间的氧化和溶解（主要是氧化膜的溶解），原氧化膜较的孔底最先被电压击穿，在孔里发生了电解着色反应，再由于孔的活性影响，克服了极化作用，保证了反应的顺利进行。
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