铝阳极氧化膜的着色有好几种方法
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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铝和铝合金阳极氧化后能导电吗？
铝和铝合⾦阳极氧化后能导电吗？导电原理：某物质的原⼦的价电⼦较少，外电⼦层不饱满，存在着电⼦空位，在连成回路的电⼦空位间有电压差，形成换位移动，形成电流。
阳极氧化（anodize）⽣成的膜是不导电的；化学氧化（Chemical oxidation）的膜是导电的。
这两种⽅式都是铝和铝合⾦防腐蚀处理的常⽤⽅法。
1.阳极氧化阳极氧化是使⾦属在给定电解质中作为阳极，通过⼀定的电流密度，在其表⾯形成⼀层氧化物覆盖层的过程。
有⾊⾦属或其合⾦（如铝、镁及其合⾦等）都可进⾏阳极氧化处理。
阳极氧化需要的时间为⼏⼗分钟。
常⽤电解质为硫酸和铬酸，草酸因成本⾼，⽤的⽐较少。
阳极氧化处理后在铝材表⾯⽣成的氧化膜具有绝缘性和多孔性，外观⽆⾊透明。
然后可以进⼀步利⽤膜的微孔吸附能⼒强做发⿊、彩虹化处理。
阳极氧化形成的氧化铝薄层，其厚度为5～20微⽶，阳极氧化后提⾼了其硬度和耐磨性，不导电，击穿电压达2000V，增强了抗腐蚀性能。
适⽤于潮湿地区的室内电⼦产品中结构件的防护处理。
硬质阳极氧化膜可达60～200微⽶。
在ω＝0.03NaCl盐雾中经⼏千⼩时不腐蚀，并且耐磨。
氧化膜薄层中具有⼤量的微孔，可吸附各种润滑剂，适⽤于制造发动机⽓缸或其他耐磨零件和室外电⼦产品结构件的防护处理。
2.化学氧化化学氧化（Chemical oxidation）是通过化学处理使⾦属表⾯形成氧化膜的过程。
化学氧化所⽤化学溶液都是含有氧化剂的碱性溶液。
例如铝及铝合⾦⼀般⽤添加铬酸盐、硅酸盐、磷酸盐的碳酸钠溶液，铜及铜合⾦⽤含有氧化剂的苛性钠溶液。
化学氧化不需要通电，⽽只需要在碱性溶液⾥浸⼏⼗秒泡就⾏了，它是⼀种纯化学反应。
氧化⽣成的膜仅仅0.01—5微⽶左右。
化学氧化耐磨性、耐腐蚀性均⽐阳极氧化差很多。
适⽤于环境良好的室内电⼦产品，如叉指形散热器、⽀架，以及需要喷涂前的结构件预处理。
3.铝和铝合⾦的关联表⾯处理1).表⾯着⾊处理阳极氧化膜着⾊⽅法分为三类，即吸附染⾊法，整体发⾊法和电解着⾊法，可以着⾊种类较多。
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。
实验二铝的阳极氧化和电解着色
铝的阳极氧化和电解着色原理铝及其合金在大气中其表面会自然形成一层厚度为40 ~ 50 A薄的氧化膜。
后者虽然能使金属稍微有些钝化，但由于它太薄，孔隙率大，机械强度低，不能有效地防止金属腐蚀。
用电化学方法即阳极氧化处理后，可以在其表面上获得厚达几十到几百微米的氧化膜。
后者的耐蚀能力很好。
硫酸阳极氧化法所得的氧化膜厚度在5 - 20微米之间，硬度较高，孔隙率大，吸附性强，容易染色和封闭。
而且具有操作简便、稳定、成本低等特点，故应用最为广泛。
当把零件挂在阳极上，阴极用铅棒，通入电流后，发生如下反应阴极上2H+ + 2e → H2 ↑阳极上Al-3e → Al3+6OH-→ 3H2O+3O2-2Al3+ + 3O2-→ Al2O3 + 399 (卡)硫酸还可以与Al、Al2O3发生反应2Al + 2H2SO4→ Al2(SO4)3 + 3H2↑Al2O3 + H2SO4→ AL2(SO4)3 + 3H3O铝阳极氧化膜的生长是在“生长”和“溶解”这对矛盾中发生和发展的。
通电后的最初数秒钟首先生成无孔的致密层(叫无孔层，或阻挡层)，它虽只有0.01 ~ 0.015 m，可是具有很高的绝缘性。
硫酸对膜产生腐蚀溶解。
由于溶解的不均匀性，薄的地方(孔穴)电阻小，离子可通过，反应继续进行，氧化膜生长，又伴随着氧化膜溶解。
循环往复。
控制一定的工艺条件特别是硫酸浓度和温度可使膜的生长占主导地位。
必须注意，氧化膜的生成和成长过程是由于氧离子穿过无孔层与铝离子结合成氧化膜的，与电镀过程恰恰相反，电极反应是在氧化膜与金属铝的交界处进行，膜向内侧面生长。
铝阳极氧化膜的生长和溶解规律可用其电压－时间曲线来说明。
见图一、图二。
A区：在最初10秒钟内曲线直线上升，电压激剧增高，说明生成了无孔层电阻增大，这时成膜占主导，阻碍了反应继续进行。
当外电压高时，[O2-]能穿过薄的地方继续反应。
故无孔层的厚度取决于电压，即电压高时，无孔层相应增厚，反之亦然。
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实验报告
铝的阳极氧化和着色实验报告铝是一种重要的金属，在工业生产和日常生活中都有广泛的应用。
由于其优异的物理和化学性质，铝在制造航空器、汽车、建筑材料、耐用家具等方面都有重要的地位。
然而，铝的表面容易被氧化，降低其物理化学性能和美观度。
为了改善铝材的表面性能和美观度，可以采用阳极氧化和着色技术，将铝材表面形成一层氧化膜，并在此基础上着色。
实验目的：1. 了解铝的阳极氧化和着色原理;2. 掌握阳极氧化和着色实验的基本操作技能。
实验原理：阳极氧化是一种利用铝的阳极在特定条件下与电解质反应形成一层致密的氧化膜的过程。
氧化膜的形成与电解液、电解条件、铝材的成分和表面处理方式等因素有关。
一般情况下，采用硫酸、氧化铬等强氧化性电解液或有机酸盐、有机物等的复合电解液，配以适当的温度、电压和电流密度等条件，即可形成良好的氧化膜。
阳极氧化后，得到的氧化铝膜表面一般呈白色或灰色，不仅可以保护铝基体不被进一步氧化，还具有一定的耐磨、耐腐蚀和绝缘性能。
此外，氧化膜的厚度和孔隙度对其物理化学性能影响较大，可以通过调节电解条件来达到不同的氧化膜厚度和孔隙度。
着色是在阳极氧化膜的表面形成一层有机颜料膜，通过吸附、渗透和化学反应等机制，使得阳极氧化膜呈现出各种颜色。
着色方法主要有三种：金属着色法、电解着色法和有机着色法。
其中，电解着色法是最为常用的一种方法。
在电解液中加入一定颜料的阳离子，将阳离子还原成相应的颜色物质并沉淀在氧化铝孔道中，从而实现对氧化膜颜色的控制和改变。
实验步骤：1. 清洗铝材表面：首先用砂纸将铝材表面磨光，去除表面氧化层和污渍，然后用丙酮或乙醇去除表面油脂和灰尘，进行彻底的清洗。
2. 离子池制备：将硫酸等电解液加入离子池中，调节电解液浓度和温度，使其符合实验要求。
离子池的选择应根据氧化膜厚度和孔隙度要求，以及实验目的来确定。
3. 阳极氧化：将清洗干净的铝材缓缓放入离子池中，连接正极，采用直流电源进行阳极氧化。
调节电流密度、电压和电解时间，控制氧化膜厚度和孔隙度。
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【精选】
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。
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铝阳极氧化膜的着色有好几种方法，工业化技术着色的氧化膜大体可以分为以下三大类。
（1）整体着色膜。
日本又称自然发色膜或一次电解发色膜。
这里有时又细分为自然发色膜和电解发色膜。
自然发色指阳极氧化过程使铝合金中添加成分（Si、Fe、Mn等）氧化，而发生氧化膜的着色，比如Al-Si合金的硫酸阳极氧化膜；电解发色指电解液组成及电解条件的变化而引起氧化膜的着色，比如在添加有机酸或无机盐的电解液中阳极氧化，其代表性的技术有Kalcolor法（硫酸+磺基水杨酸）及Duranodic法（硫酸+邻苯二甲水杨酸）。
（2）染色膜。
以硫酸一次电解的透明阳极氧化膜为基础，用无机颜料或有机染料进行染色的氧化膜。
（3）电解着色膜。
以硫酸一次电解的透明阳极氧化为基础，在含金属盐的溶液中用直流或交流进行电解着色的氧化膜，在日本也叫二次电解膜。
它的意思是阳极氧化叫做一次电解，而电解着色叫做二次电解。
代表性的电解着色的工业化技术是浅田法（Ni盐交流着色法）、Anolok法和Sallox法（二者均系Sn盐交流着色法）、住化法和尤尼可尔法（Ni盐“直流”着色和“直流”脉冲着色法）等。
近年来在工业上开始得到推广的多色化技术，可以在一个电解着色槽中得到多种颜色。
这是一种新型的利用于干涉光效应的电解着色方法，由于在电解着色之前增加电解调整，在日本又称之为三次电解法。
电解着色膜的耐候性、耐光性和使用寿命比染色膜好得多，其能耗与着色成本又远低于整体着色膜，目前已经广泛用于建筑铝型材的着色。
在20世纪60年代日本浅田法问世并工业化之后，交流电解着色技术以其氧化膜性能好、工业控制方便、操作成本较低而独占熬头，成为建筑铝型材阳极氧化膜的首选着色方法。
电解着色技术经过工业实践考验而不断发展和改进，着色电源更新，槽液成分稳定，工艺更加成熟，成本不断下降，规模日益扩大。
电解着色技术在理论和实践方面都有很大进步，尤其表现在阳极氧化电解着色的工程上，今日之产业化工艺与早期文献专利已不可同日而语，国外已有若干种铝阳极氧化膜电解着色的总结性的专著出版。
在建筑铝型材阳极氧化生产线中，电解着色总是处于技术核心的地位。
我国建筑铝合金型材阳极氧化膜的电解着色技术，是20世纪80年代开始从日本和意大利等国陆续引进的。
早期电解着色的金属盐以单锡盐或锡镍混合盐为主，大多为年产3000t的小规模的卧式生产线，当时曾作为我国“标准”规模的阳极氧化生产线。
我国的电解着色技术在研究开发和生产实践中不断改进和提高，到20世纪90年代不仅可以提高价廉物美的国产锡盐添加剂，而且生产线上的几乎所有的配套设备，包括各种电源设备、冷冻机、热交换器、工艺天车、所有管道阀门以及全套电气机械装备都逐渐可以立足国内供应，并且已经向国外出口。
我国技术人员已经独立完成了工厂生产线设计、施工、安装、调试和生产操作的全部技术工作。
近年来我国为了适应大批量稳定生产，特别是生产浅色系的需要，引进了几条大规模（如年产30000t以上）单镍盐立式生产线，同时具有电泳涂装生产工序，使得技术装备、工艺水平与产品质量有了进一步提升。
即使在这些大规模新建生产线中，除了某些关键设备之外我国也可以配套提供。
我国铝合金阳极氧化膜电解着色工业，在这20年中，发展得非常迅速，总体技术水平和产品质量有了很大的提高。
我国新建的建筑铝型材阳极氧化生产线，其装备和产品质量已经达到国际先进水平。
国内外工业化的电解着色槽液基本上都是镍盐或锡盐（包括锡镍混合盐）溶液两大类，其着
色膜的颜色大体上都是从浅到深的古铜色系，这是在可见光范围内散射效应得到的色系。
理论上能够电解着色的金属盐不少，不同的金属盐可以得到多种多样不同的颜色，但由于着色膜的性能以及着色槽液的成本与稳定性等原因，未必都能够产业化和商业化。
表1所列为普通硫酸阳极氧化膜在不同金属盐的电解槽液中的着色结果
表1普通硫酸阳极氧化膜在不同金属盐的电解着色槽液中的着色结果
电解着色的金属盐类电解着色阳极氧化膜的
颜色
电解着色的金属盐
类
电解着色阳极氧化膜的颜色
Ni盐
Co盐
Cu盐
Sn盐
Pb盐、Ca盐、Zn 盐
Ag盐
Au盐
SeO3盐
TeO3盐
MnO4盐黄色，青铜色，黑色
黄色，青铜色，黑色
茶色，青铜色，红褐色，
黑色
茶色，青铜色，黑色
青铜色系
绿色
紫色
浅金色（钛金色）
浅青铜色
金黄色，浅青铜色
Se盐
Cr盐
Ba盐、Ca盐
Mo盐、W盐
Cu+Sn混合盐
15%H2SO4+CuSO4
15%H2SO4+SnSO4
H3PO4+NiSO4
氰化亚铁
红色
绿色
不透明白色
黄色，蓝色
颜色类似Sn、Cu盐，但随电
压而变
绿色
绿色，蓝色，紫色，黄色
绿色，蓝色，红色
蓝色
表1列示了多种多样的色彩，但不少只能停留在实验室，不一定具有商品化前景。
对于工业技术界而言，人们感兴趣的显然是已经工业化和商品化的工艺技术，或者至少具有产业前景的技术。
表2所列为各国开发的各种电解着色专利工艺的商品名称、专利技术拥有企业和所使用的金属盐类。
表2电解着色的商品名称、所属企业和使用的金属盐类
商品名企业名金属盐
Almecolor Anolok Colinal 2000 Colorox Electrocolor Henkel&Co.,德国
Alcan international ltd.,拿大
Swiss aluminium ltd.,瑞士
Josef gartner gmbh,德国
Langbein pfanhauser,德国
Sn
Ni-Co
Ni-Co,Ni-Cu
Sn
Sn-Ni
Endacolor Eurocolour 800 Korundalor Metacolor Metaruby Metoxal Oxicolor Rocolor Sallox Summaldic Sandocolor Trucolor Unicolor Endasa,西班牙 Pechiney,法国 Korundalwerk,德国 Metachemie,德国 Pilot,日本 V.A.W,德国 Riedel &Co.,德国 Rodriguez,西班牙 Itatecno,意大利 Sumitomo,日本住友 Clariant ltd. Reynolds,美国 NKK,日本日轻
Sn-Ni
Sn-Ni,Sn Sn
Sn,Sn-Ni
Sn,Sn-Ni Sn
Sn,Sn-Ni
Sn-Ni Sn
Ni(直流) Sn Sn
Ni(脉冲)
从表2可见，工业化技术开发比较成功的国家主要是欧洲各国和日本。
工业化商品技术中电解着色金属盐基本上是Ni 盐、Sn 盐和Sn-Ni 混合盐。
Sn-Ni 盐着色工艺基本声与Sn 盐相同，其着色主盐都是SnSO4。
日本以Ni 盐着色较多，占70%左右。
而欧洲、中国和东南亚一带主要用Sn 盐（含Sn-Ni 盐）着色。
Co 盐着色虽然也已经实现工业化生产，由于成本高没有得到推广，我国至今没有采用Co 盐电解着色工艺。
电解着色的电源形式除了日本的住友和日轻用所谓直流和直流脉冲之外，大部分采用交流着色工艺。