镁的表面阳极氧化
镁的表面阳极氧化
1.背景
镁基合金是所有目前广泛应用的工程材料中重量最轻，也是比强度最高的金属材料。作为轻质合金，镁基合金广泛地应用在一些对重量特别敏感地手提工具、体育器材、交通工具中。镁在空气中表面会生成一层疏松多孔的氧化膜(MgO/Mg=0.81)，并且镁的标准平衡电位仅为-2.34V，因此镁及其合金耐蚀性较差，呈现出高的化学、电化学活性。随着镁及其合金材料应用领域的不断拓展，其伺服环境条件变得愈来愈苛刻。如航空航天工艺要求材料耐高温，并且对镁件耐蚀性提出更高的要求；汽车行业为了减轻自重而节约能源，对发动机的镁合金化十分关注，这就对镁氧化膜硬度和耐磨性能提出更高要求。传统的镁表面处理技术已经很大程度上不能满足这些要求，因此，改进传统镁表面处理方法，探索和发展新的表面处理技术成为目前镁表面处理领域的主流和热点。
2.阳极氧化介绍
阳极氧化就是Mg及Mg合金最常用的一种表面防护处理方法。尽管包括AI、Mg、Ti、Ta、v和zf等在内的许多金属及其合金都能进行阳极氧化处理生成保护膜，但以商业规模利用阳极氧化技术的只有A1、Mg及其合金ll”。Mg阳极氧化膜具有与金属基体结合力强、电绝缘性好、光学性能优良、耐热冲击、耐磨损、耐腐蚀等优点，与油漆、搪瓷以及其它化学转化膜如铬酸盐转化膜、磷酸盐转化膜等相比更经久耐用。同时，由于具有多孔结构，阳极氧化膜还能够按照要求进行污染小、成本低的着色／封孔处理。当使用寿命结束时，该膜层易被除去，从而有利于基体金属的重复利用。因此阳极氧化技术可用于Mg的防护和装饰目的，并可为进一步涂覆的有机膜层如油漆、涂料等提供优良基底，同时也能满足太空飞船、卫星等用Mg合金对光学性能等的要求。此外，利用氟化物阳极氧化技术还可以有效去除Mg合金表面的砂子和重金属污染物，确保表面没有阴极性杂质。
工艺现状
第二次世界大战期间，由于飞机工业广泛采用镁轻质金属，镁的化学转化涂层和阳极氧化工艺成为许多研究的主题。为解决镁的耐腐蚀问题(尤其是海水环境下)，促进了镁阳极氧化技术的研究。The Dow Chemical Company公布了一种Dowl7的工艺配方，该工艺至今仍然被广泛采用。另一种具有竞争性的、称为HAE的工艺也被广泛采用。有关Mg阳极氧化成膜机理的提法很多。Alexj Zozulin和Kozak等人认为，
机理
铝在阳极氧化时形成的薄层阻挡层是规则的六角形孔洞组成的多孔结构。这些孔洞能使膜的生成持续到相当的厚度，当进行硬质阳极氧化时，有时大于200pm。过渡族金属离子或者有机染料可以被嵌入这些孔洞随后被密封，很容易获得范围广泛的颜色。铝阳极氧化膜还可以通过产生光学干涉效果被着色。这需要仔细控制膜厚和折射系数。这种膜层在生成耐晒色方面极其有效，而有机染料易于受紫外线的影响。在铝的硫酸阳极氧化过程中形成的多孔结构是形成的A1203层在电解液中部分溶解的结果，孔径大约为0.1微米。
Mg阳极氧化成膜机理较Al的复杂，因为前者主要发生在碱性电解质溶液中，涉及相当高的电压电流操作和固有的火花放电现象。火花放电现象发生时，由于阳极表面局部高温(高达1500℃)，产生的可促进化学、电化学反应的激发态物质很多，涉及很多物理的(如熔融、沉积)和化学的(如电化学、热化学、等离子体化学等)过程。同时，由于基体可能以M92(而不以Mg)溶解以及溶液中的电解质可
能进入膜层，因此使得Mg阳极氧化过程变得相当复杂。
有关Mg阳极氧化成膜机理的提法很多。Alexj Zozulin和Kozak等人认为，火花放电现象是施加电压高于电极表面已有膜层击穿电压的结果。阳极氧化过程包括火花放电引发的金属表面已有膜层的熔融以及溶液中电解质向电极表面的火花沉积。Khasel ey等人则将阳极氧化过程中的火花放电现象和“场晶化”现象(即阳极氧化过程中膜从无定型态向晶态转化的现象)归因于阳极氧化过程中的电子放电，认为火花放电前偶发的电子放电导致电极表面已生成的薄而致密的无定型氧化物膜的局部受热，引起小范围晶化，当膜厚达到某一临界值时，小范围的电予放电发展成为大范围的持续的电子雪崩，阳极膜发生局部的剧烈破坏，出现火花放电现象。SacMko 0no等人认为，膜的生长包括膜/金属基体界面镁化合物的形成以及膜在孔底的溶解。
3.本文研究内容
镁合金在多数电解质溶液中，只有在较高电压和电流下才可能氧化成膜，由于工作电压和电流密度较高，一般镁合金进行阳极氧化时其表面常产生强烈的火花放电。Kozakt等在NaOH和碱金属的硅酸盐溶液中进行镁合金的阳极氧化时发现镁合金表面有明显的火花放电现象。Zozulin和Bartak等研究了镁合金在KOH、K2Si0。和KF溶液中的阳极氧化，认为火花放电现象是由于施加了高于电极表面已有膜层击穿电压的结果。Khaselevpj等在KOH、KF和Na3PO4的溶液中对纯镁进行火花放电阳极氧化，获得粗糙多孔、富含铝元素的氧化膜。
Bonillat研究了Mg-W 合金在氨水和磷酸铵体系中施以不同电压的阳极氧化现象。所有的这些研究都会观察到火花放电现象。以恒电流阳极氧化为例，在对Mg迸行阳极氧化处理时，无论电解质溶液的组成和浓度如何变化，当阳极电位达到一定值后，在金属表面总能观察到明显的火花放电现象。火花放电现象一旦发生，开始形成的火花很小，一闪即逝(平均寿命不超过lms)，在火花出现的位置出现阳极氧化膜的迅速生长．随着电压升高，火花变大并混乱地扫过整个金属表面，留下一层连续的厚沉积物膜，之后，上述过程在新形成的膜上重复进行。膜的形成伴随着电压波动(幅度±lV)和剧烈的气体(水电解产生的02)析出。目前应用最为普遍的两种阳极氧化工艺：HAE和DOWl 7，都是利用火花放电沉积在镁及其合金表面形成一层氧化膜。在镁及其合金阳极氧化过程中，强烈的火花放电会释放大量的热，给安全生产带来隐患，并且在商业生产中需要大型的冷却设备，提高了生产成本；同时，阳极火花放电沉积形成的镁氧化膜往往粗糙多孔，耐磨耐蚀性较差，严重影响材料的使用。如前文所述，本课题组在对铝高压阳极氧化研究时发现，将铝及其合金材料置于一定的复合电解液中，采用较高的直流或非连续脉动电压氧化，铝合金在抑弧状态下表面可形成一层硬度高，耐蚀性好，并具有优异装饰性能的类陶瓷膜。这种膜层结构、组成与铝的常规氧化膜和微弧氧化膜均存在较大差异。镁和铝具有相似的性能，根据电压不同造成的阳极氧化现象及成膜效果的不同，镁阳极氧化电压一电流曲线也可分为法拉第区、火花放电区和弧光放电区。若将镁及其合金材料置于具有抑弧能力的某种特殊电解质溶液中，采用较高直流或非连续性氧化电压，使其产生火花放电时的击穿电压升高或不产生火花放电，则有可能制得膜层性能介于普通阳极氧化膜和微弧氧化膜之间的类陶瓷膜层。
本文对镁及其合金在法拉第区和火花放电区之间的一段电压较高区域的阳极氧化行为进行了一些新的研究和探讨，主要进行了以下几方面的研究：
(1)针对镁合金阳极氧化过程中火花放电现象，采用具有抑弧能力的复合电解液对火花放电进行抑制，获得了致密光滑，具有一定厚度和显微硬度耐酸性良好，耐碱性优异的氧化膜层，并且详细研究了电解液组分、浓度及电解工艺参数对膜层性能的影响。
(2)研究了抑弧剂对镁合金阳极氧化的影响，初步探讨了抑弧剂的抑弧能力和抑弧机理；通过sEM、EDS等表面分析技术分析和研究了膜层的形貌和成分。
(3)对镁合金抑弧氧化技术应用于MB2镁合金闪光弹弹头表面涂装前处理的实验装置、电解工艺参数作了初步探讨，为镁合金抑弧氧化技术走向工业应用打下了基础。
4.镁合金在有机胺体系中抑弧氧化工艺研究
如前所述，本课题组在对铝高压阳极氧化研究时发现：将铝及其合金材料置于复合电解液中，采用较高的直流或非连续电压氧化，可在抑弧状态下使铝及其合金表面形成一层硬度高，耐蚀性好，并具有优异装饰性能的类陶瓷膜，这种膜层结构、组成与常规氧化膜及微弧氧化膜均存在较大差异。镁和铝具有相似的性能，本研究将镁合金阳极氧化电压控制在法拉第氧化区和火花放电区之间的一段较高电压区域，采用有机胺、磷酸铵盐、NaF和成膜添加剂(一种有机羧酸盐)组成碱性电解液，在抑制微弧产生的条件下，制得厚度15～40pm，显微硬度200～
420HV，耐酸性良好，耐碱性优异的氧化膜层。
本文就镁合金在由主成膜剂、辅助成膜剂、抑弧剂和成膜添加剂组成的碱性
复合电解液体系中抑弧氧化成氧化膜时，电解液组成、浓度、工艺参数等对氧化
膜层性能的影响进行了较为详细的讨论。
5.实验方法及条件
试验材料选用AZ91D型镁合金，其化学成分(wt％)为：Al8.3～9.7，Mn0.35～
1.0，Zn0.35～1.0，Si0.05，Cu 0.025，NiO.001，Pb0.004，金属杂质0.01，余量为镁。
试样为驴30mm×10mm的圆柱。试样经金相砂纸逐级打磨光亮，表面用丙酮清洗后进入氧化槽氧化。电解液由有机胺A H：N—R(R为碳链的烷烃)、NH4H2P4、NaF和成膜添加剂(一种有机羧酸盐)组成。电解液温度通过自来水冷却装置控制在25～50℃，所用试剂均为市售化学纯，溶液用去离子水配置。实验电源为ZDDKF型直流氧化电源(广州电器科学研究院)。试验装置如图1所示。阴极采用大面积不锈钢，阳极为AZ91D型镁合金。
图 1 实验装置图
膜层性能检测
外观检测
采用金楣显微镜与目测相结合，综合判断膜层外观颜色和均匀性。
膜层厚度
采用CTG一10型涡流测厚仪(北京时代集团公司)测量膜层厚度，取六个点(两压)的平均值作为膜层的平均厚度。
显微硬度
采用HVS一1000型显微硬度计(上海材料试验机厂)测量膜层显微硬度(荷载509，保荷时间15s)，取三个点的平均值作为膜层的显微硬度。
耐蚀性能
由于本实验电解液是碱性溶液，因此本实验条件下获得的氧化膜具有十分优异的耐碱性能。由于膜层存在孔隙，对于酸而言，酸会经小iL进入基体而使镁合金产生溶解。对于碱则一方面碱会腐蚀膜层，另一方面碱会通过小孔溶解镁合金基体。因此，本实验条件下测得的膜层耐蚀性是指未经封闭处理试样的膜层隔离介质使基体金属免受腐蚀的性能。
耐酸性
采用点滴试验法，在氧化膜表面滴一滴试验溶液，试验溶液组成为：
盐酸(d=1．19) 25mL
重铬酸钾 39
蒸馏水 75mL
待试验溶液渗入基体发生腐蚀反应，测量表面溶液由剐滴下的橙黄色(Cr4+)转变为绿色(Cr3+)的时间，选择三块不同的试样分别测量三次，然后取平均值，作为评价膜层耐酸性能的数据。
耐碱性
采用点滴试验法，在氧化膜表面滴一滴10％(wt％)的NaOH溶液，测量膜层表面试液滴下到开始产生气泡的时间，选择三块不同试样分别测量三次，然后取平均值，作为膜层耐碱性能的数据。
6.结论 综述以上研究结果，可得出以下结论：
(1)在有机胺A、NH。H：PO；、NaF和成膜添加剂维成的碱性电解液中，采用高压阳极氧化，可在抑制火花放电的情况下，在AZ91D镁合金表面形成一层厚度15～40微米，显微硬度200～420HV，耐酸性良好，耐碱性优异的氧化膜层。
(2)阳极氧化电解液组分对成膜过程和膜层性能产生不同的影响。有机胺A具有抑制起弧的作用；NH4H2P04是镁合金表面成膜的主要物质：NaF改善碱性电解液的分散能力，提高膜层厚度和均匀性；成膜添加剂具有提高膜层硬度以及使膜层结构致密的作用。获取褐色系列氧化膜层的电解液组成为：有机胺A40～1009/L，NH4H2P04109/L，NaFl～59/L，成膜添加剂0.25～2.0 g/L。
在镁合金阳极氧化膜上的化学电泳涂装
第２５卷第６期 ２０１３年１２月 沈阳大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ） Ｖｏ１．２５，Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２ ０ １ ３
文章编号：２０９５—５４５６（２０１３）０６—０４４５—０９
在镁合金阳极氧化膜上的化学电泳涂装
胡波年 ，何晓梅 ，张德春 ，宋政伟 ，余刚
（１．湖南工学院材料与化工系，湖南衡阳４２１００２； ２．湖南大学化学化工学院，湖南长沙４１ＯＯ８２）
摘 要：将ＡＺ３１Ｂ镁合金放入氯化钠溶液中进行简单的阳极氧化后形成一层高活性的氧化膜，再通过 化学电泳涂装形成复合涂层．利用氯化钠溶液的浸泡、电化学极化、交流阻抗、ＳＥＭ等测试方法对涂层外观及 耐蚀性进行表征．结果表明，简单阳极氧化膜在３５０℃的温度下脱水活化４０ ｍｉｎ后，可以形成高活性的氧化 涂层，表面粗糙度、亲水性和碱度大有改进，与电泳漆的反应活性大．阴极聚氨酯电泳漆进行化学电泳涂装获 得的复合涂层漆膜厚、疏水性好、耐蚀性高． 关键词：ＡＺ３１Ｂ镁合金；阳极氧化膜；化学电泳涂装；复合涂层；耐蚀性能 中图分类号：ＴＧ １４７．４ 文献标志码：Ａ
镁合金是一种新型的材料，具有密度小、强度
高、电磁屏蔽好等特点，在通信、汽车、电子等行业 具有很大的应用潜力［１ ］．但是，镁合金的耐蚀性
极差，这大大限制了它大范围的应用，如何提其耐 蚀性成为进一步推广应用所要解决的首要问 题［３］．目前，镁合金的防腐措施主要有金属镀 层［４＿ ，化学转化膜［。 、阳极氧化［１１－１２］、离子植
入［１３－１４］等．但是，这几种方法均各有一些缺陷．化 学转化膜制备方法简单，但是膜的致密性差，容易
开裂，无法阻止镁合金基底的腐蚀；阳极氧化能够
在镁合金表面形成多孔的氧化膜，阻止镁合金基 底的进一步腐蚀，但是其工艺复杂，耗能较大；电
镀和化学镀的镀层一般分为阳极镀层和阴极镀 层，最常见的镁合金防腐的金属镀层为镍磷合金 镀层，作为阴极镀层最大的缺点就是如果镀层存
镁合金表面处理国内外研究应用现状
材料科学基础
挤压铸造技术的最新发展
学院名称： 材料科学与工程学院
专业班级：
学生姓名：
学 号：
指导教师： 张振亚
2014 年 6 月
摘要： 介绍了国内外镁合金表面处理的最新研究进展， 其中包括化学转化、自组装单分子膜、阳极氧化、电镀与化学镀、液相沉积与溶胶凝胶涂层、气相沉积、喷涂、激光熔覆合金技术等， 并对镁合金表面处理的发展趋势作了展望。
关键词： 镁合金 表面处理 涂层
引言
镁是金属结构材料中最轻的一种# 纯镁的力学性能很差。但镁合金因体积质量小、比强度高、加工性能好、电磁屏蔽性好、 具有良好的减振及导电、 导热性能而备受关注。镁合金从早期被用于航天航空工业到目前在汽车材料、 光学仪器、电子电信、 军工工业等方面的应用有了很大发展。但是镁的化学稳定性低、电极电位很负、镁合金的耐磨性、 硬度及耐高温性能也较差。在某种程度上又制约了镁合金材料的广泛应用， 因此，如何提高镁合金的强度、 硬度、
耐磨、 耐热及耐腐蚀等综合性能，进行适当的表面强化，已成为当今材料发展的重要课题。
镁合金是最轻的金属结构材料之一， 密度仅为1.3g/cm3 ~ 1.9
g/cm3，约为Al 的2/3，Fe 的1/4。镁合金具有比强度高，比刚度高，减震性、导电性、导热性好、电磁屏蔽性和尺寸稳定性好，易回收等优点。以质轻和综合性能优良而被称为21 世纪最有发展潜力的绿色材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子通讯等各个领域。但是镁合金的化学和电化学活性较高，严重制约了镁合金的应用，采用适当的表面处理能够提高镁合金的耐蚀性。
镁铝合金阳极氧化表面处理工艺研究
第２７卷第３期
２００７年６月 山西化工
ＳＨＡＮＸＩ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＩ Ｉ Ｙ Ｖ０１．２７ Ｎｏ．３
Ｊｕｎ．２ｏｏ７
镁铝合金阳极氧化表面处理工艺研究
赵金安
（太原工业学Ｉ￣＿ｘ－程系，山西 太原０３０００８）
摘要：研究了镁铝合金的阳极氧化过程，通过表面处理、化学清洗（脱脂除油）、碱蚀、化学抛光、电
解着色、水合封孔、清洗和干燥等过程，得到符合国家标准的镁铝合金成品。
关键词：镁铝合金；阳极氧化；电解液；功能材料
中图分类号：ＴＧ１４６．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４．７０５０｛２００７｝０３．００１３．０２
镁铝合金由于比重小，加工性能好，导电、导热
性能优良，塑性好，易于成形及价格便宜等优点而广
泛应用于轻工、建材、航天和电子等领域，但镁铝合
金表面易氧化、光泽性差。随着镁铝制品工业的不
断完善发展，人们开始探讨各种方法，使其达到工艺
要求。阳极氧化法就是其中一种最为常用的表面处
理方法…１，该法用于铝及其合金的报道较多 ２，而
用于镁及其合金的报道尚未见到。
镁及其合金是非常活泼的金属，在空气中自然
形成一层氧化膜，可以保护镁铝基体在中性和弱酸
性溶液中不再进一步被腐蚀，起到一定的防护作用。
但对于稍微苛刻的环境，这种在空气中自然形成的
膜就不足以真正地保护镁铝基体了。阳极氧化表面
处理技术正好可以弥补这一弱点，从而成为镁铝合
金扩大应用范围和延长使用寿命而不可缺少的关键
环节。
１实验部分
１．１材料、试剂及仪器
镁铝合金薄片（１．５ １ＴＩＩＴＩ）；硫酸、磷酸、碳酸钠、
硅酸钠、硫酸镁、氢氧化钠。
直流变压器、电加热炉、电磁搅拌器、抛光轮、石
墨电极、计时器。
收稿日期：２ｏｏ７．０１．２３
作者简介：赵金安，男，１９６４年出生，１９８７年毕业于南京理工大学， 副教授，现就职于太原工业学院，从事教学与管理工作。 １．２实验步骤
镁铝合金工件一机械处理（打磨、机械抛光）一
镁合金的防腐蚀方法
镁合金的 防腐蚀 方法 化学转化处理
镁合金的化学转化膜按溶液可分为:铬酸盐系、有机酸系、磷酸盐系、
KMnO4系、稀土元素系和锡酸盐系等。
传统的铬酸盐膜以Cr为骨架的结构很致密，含结构水的Cr则具有很好的
自修复功能，耐蚀性很强。但Cr具有较大的毒性，废水处理成本较高，开发无
铬转化处理势在必行。镁合金在KMnO4溶液中处理可得到无定型组织的化学转化膜，耐蚀性与铬酸盐膜相当。碱性锡酸盐的化学转化处理可作为镁合金化学
镀镍的前处理，取代传统的含Cr、F或CN等有害离子的工艺。化学转化膜多孔
的结构在镀前的活化中表现出很好的吸附性，并能改镀镍层的结合力与耐蚀性。
有机酸系处理所获得的转化膜能同时具备腐蚀保护和光学、电子学等综合性能，在化学转化处理的新发展中占有很重要的地位。
化学转化膜较薄、软，防护能力弱，一般只用作装饰或防护层中间层。
阳极氧化
阳极氧化可得到比化学转化更好的耐磨损、耐腐蚀的涂料基底涂层，并兼
有良好的结合力、电绝缘性和耐热冲击等性能，是镁合金常用的表面处理技术之一。
传统镁合金阳极氧化的电解液一般都含铬、氟、磷等元素，不仅污染环境，
也损害人类健康。近年来研究开发的环保型工艺所获得的氧化膜耐腐蚀等性能较经典工艺Dow17和HAE有大程度的提高。优良的耐蚀性来源于阳极氧化后Al、
Si等元素在其表面均匀分布，使形成的氧化膜有很好的致密性和完整性。
一般认为氧化膜中存在的孔隙是影响镁合金耐蚀性能的主要因素。研究发现通过向阳极氧化溶液中加入适量的硅-铝溶胶成分，一定程度上能改善氧化膜
层厚度、致密度，降低孔隙率。而且溶胶成分会使成膜速度出现阶段性快速和
缓慢增长，但基本上不影响膜层的X射线衍射相结构。
但阳极氧化膜的脆性较大、多孔，在复杂工件上难以得到均匀的氧化膜层。
金属涂层
镁及镁合金是最难镀的金属，其原因如下:
(1)镁合金表面极易形成的氧化镁，不易清除干净，严重影响镀层结合力;
(2)镁的电化学活性太高，所有酸性镀液都会造成镁基体的迅速腐蚀，或与
AZ31镁合金的氧化膜研究
太原理工大学毕业论文(设计)
I AZ31镁合金氧化膜的研究
摘 要
在镁合金表面生成保护膜对镁合金起到保护作用，是一种最简单经济的方式。本文对AZ31镁合金进行化学氧化成膜和电化学氧化成膜。所用的镁合金试样表面积约为10-40cm2。其中，化学氧化采用低浓度铬酸常温，化学氧化液的成分及含量为：CrO3（5g/L）、CaSO4（5g/L）。对其氧化时间进行优化，得到2min左右时，氧化效果较好。另外，本文采用了几种不同的电化学氧化方法成膜，发现电化学氧化液成分为NaOH/Na2SiO3/C6H5OH的电化学氧化方法所得的膜效果不错。之后，改变这种电化学氧化液中各成分的含量，以进一步证明各成分的作用。在化学氧化和电化学氧化成膜后，对试样进行静电粉末喷涂，测试涂膜性能。发现涂膜性能良好。
另外，研究结果还表明：铬酸化学氧化所得的膜层均匀致密，孔隙率低。电化学氧化所得的膜表面粗糙、多孔，孔隙率高。对六价铬废液可以采用沉淀法回收处理。
关键词：AZ31镁合金，化学氧化，电化学氧化，静电喷涂 太原理工大学毕业论文(设计)
II A Study on the Oxide Film of AZ31 Magnesium Alloy
Abstract
A protective film on the surface of magnesium alloy can be used to protect the
magnesium alloy, which is one of the most economical and simplest methods. In this
paper, the chemical oxidation films and electrochemical oxidation films were prepared for
AZ31 magnesium alloy. The surface area of magnesium alloy samples used in this paper was
阳极氧化与喷砂氧化
阳极氧化与喷砂氧化
阳极氧化与喷砂氧化是两种常见的表面处理技术，被广泛应用于金属制品的表面改性和装饰。本文将分别介绍阳极氧化和喷砂氧化的原理、工艺和应用。
一、阳极氧化
阳极氧化是一种通过电解方法在金属表面形成氧化膜的表面处理技术。常见的阳极氧化金属包括铝、镁、钛等。阳极氧化的主要目的是增强金属表面的硬度、耐腐蚀性和装饰效果。
1. 原理
阳极氧化的原理是利用金属在电解液中的阳极溶解作用，通过电极反应生成氧化膜。在阳极氧化过程中，金属作为阳极，通过外加电压使阳极与阴极之间形成电流，金属表面发生氧化反应，生成氧化膜。
2. 工艺
阳极氧化的工艺包括预处理、电解液配方、电解过程和后处理等步骤。预处理通常包括去污、除油和除氧等工序，以确保金属表面的清洁度。电解液的配方对于氧化膜的性能和外观有重要影响，常见的配方包括硫酸、草酸和磷酸等。电解过程中，控制电流、电压和电解时间等参数可以调节氧化膜的厚度和颜色。后处理包括封孔、染色和密封等，以提高氧化膜的耐腐蚀性和装饰效果。
3. 应用
阳极氧化广泛应用于航空航天、汽车、建筑和电子等领域。在航空航天领域，阳极氧化可以增加飞机和航天器的表面硬度，提高耐磨性和耐腐蚀性。在汽车领域，阳极氧化可以增加车辆零部件的耐腐蚀性和装饰效果。在建筑领域，阳极氧化可以提高铝合金门窗、幕墙和阳台扶手等的表面硬度和耐候性。在电子领域，阳极氧化可以用于电解电容器、散热器和金属外壳等的制造。
二、喷砂氧化
喷砂氧化是一种利用高压喷砂技术在金属表面形成粗糙纹理的表面处理技术。喷砂氧化的主要目的是增加金属表面的粗糙度、改善附着性和增强装饰效果。
1. 原理
喷砂氧化的原理是利用高速喷射的砂粒冲击金属表面，使金属表面产生微小的凸起和坑洞，形成粗糙的表面纹理。喷砂氧化可以通过调节喷砂压力、喷砂时间和喷砂距离等参数来控制表面的粗糙度和纹理。
2. 工艺
喷砂氧化的工艺包括预处理、喷砂和后处理等步骤。预处理通常包括去污和除油等工序，以确保金属表面的清洁度。喷砂过程中，将砂粒通过喷砂枪高速喷射到金属表面，冲击金属表面形成粗糙纹理。后处理包括清洗和涂层等，以保护喷砂表面不受腐蚀和氧化。
阳极氧化流程
阳极氧化流程
阳极氧化是一种将金属表面形成一层氧化膜的表面处理技术，通过电化学方法使金属表面形成一层致密、均匀、耐腐蚀的氧化膜，以提高金属的耐腐蚀性、耐磨性和装饰性。在工业生产中，阳极氧化广泛应用于铝、镁、钛等金属材料的表面处理，以满足不同领域对金属材料性能的要求。
阳极氧化的流程主要包括预处理、阳极氧化处理和后处理三个步骤。
首先是预处理，预处理是为了去除金属表面的油污、氧化皮和其他杂质，以确保阳极氧化后形成的氧化膜质量良好。预处理包括碱洗、酸洗、去垢等步骤。碱洗是利用碱性溶液去除表面的油污和氧化皮，酸洗是利用酸性溶液去除金属表面的氧化皮和杂质，去垢是利用特定的化学溶液去除金属表面的铁锈和污垢。预处理的好坏直接影响着阳极氧化后的氧化膜质量和性能。
其次是阳极氧化处理，阳极氧化处理是将经过预处理的金属制件作为阳极，在电解液中通以直流电，使阳极产生氧化反应，从而在金属表面形成一层致密、均匀的氧化膜。阳极氧化处理的关键是选择合适的电解液和控制好处理参数。电解液的成分和处理参数的选择将直接影响氧化膜的质量和性能。在阳极氧化处理过程中，需要注意控制电流密度、温度、搅拌速度等参数，以确保氧化膜的质量和均匀性。
最后是后处理，后处理是指在阳极氧化后对金属表面进行封孔、染色、封闭等处理，以提高氧化膜的耐腐蚀性和装饰性。封孔是利用热水、蒸汽或热氧化液将氧化膜中的微孔进行扩张和封闭，以提高氧化膜的耐腐蚀性。染色是利用有机染料或无机染料将氧化膜染成不同颜色，以增加金属制件的装饰性。封闭是利用热处理或化学方法将氧化膜表面形成一层致密的封闭层，以提高氧化膜的耐磨性和耐腐蚀性。
总之，阳极氧化流程是一个复杂的过程，需要在每个环节都严格控制，以确保最终形成的氧化膜质量良好。只有通过科学严谨的流程控制和技术手段，才能获得满足不同需求的氧化膜，从而更好地满足各种工业领域对金属制件性能的要求。
阳极氧化处理
未知驱动探索，专注成就专业
1
阳极氧化处理（Anodizing）
1. 简介
阳极氧化处理（Anodizing）是一种常用的表面处理方法，通过在金属表面形成一层氧化膜来增加其耐蚀性、耐磨性和装饰性。它被广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。
该文档将介绍阳极氧化处理的原理、工艺流程和应用领域，并提供一些常见问题的解答。
2. 原理
阳极氧化处理是通过在金属导体表面进行氧化反应形成氧化膜，这一反应是在电解液中进行的。典型的电解液包括硫酸、硫酸铬、硫酸铝等。
在处理过程中，金属导体作为阳极，电解液中的阴离子会在阳极上发生氧化反应，同时放出电子。这些电子经过外部电路，回到电源的负极。氧化反应的产物是一层致密的氧化膜，它与金属基体牢固结合。 未知驱动探索，专注成就专业
2
氧化膜的厚度可以通过控制电流密度、电解液的成分、温度等参数来调整。较厚的氧化膜通常具有较好的耐腐蚀性和装饰性。
3. 工艺流程
阳极氧化处理的工艺流程通常包括以下几个步骤：
3.1 清洗
在进行阳极氧化处理之前，需要对待处理的金属表面进行彻底的清洗。清洗的目的是去除表面的油脂、灰尘和其他杂质，以确保氧化膜的质量。
常用的清洗方法包括化学清洗、机械清洗和超声波清洗等。选择合适的清洗方法取决于金属的类型和表面状态。
3.2 预处理
在清洗之后，对金属表面进行预处理是非常重要的。预处理可以去除表面的氧化物和粗糙度，增加表面活性，有利于氧化膜的形成。
预处理的方法包括酸洗、钝化、抛光等。具体的方法选择取决于金属的种类和要求。 未知驱动探索，专注成就专业
3
3.3 阳极氧化
在清洗和预处理之后，金属件被放置在电解槽中作为阳极。电解液中的金属离子通过氧化反应在阳极上沉积生成氧化膜。
阳极氧化的参数包括电流密度、电解液的成分和温度等。通过调整这些参数，可以控制氧化膜的颜色、厚度和质量。
3.4 封孔
在经过阳极氧化处理后，氧化膜表面会形成许多孔洞。为了封闭这些孔洞，通常需要进行一个封孔处理。
镁合金环保型阳极氧化工艺
２６‘ Ｓｅｐ．２００６ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ＆Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖ０１．２６ Ｎｏ．５
镁合金环保型阳极氧化工艺
Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ－Ｆｒｉｅｎｄｌｙ Ａｎｏｄｉｚｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ Ａｌｌｏｙｓ
李建三，唐海龙，丘垂育
（华南理工大学工业装备与控制工程学院，广东广州５１０６４０）
ＬＩ Ｊｉａｎ—ｓａｎ，ＴＡＮＧ Ｈａｉ—ｌｏｎｇ，ＱＩＵ Ｃｈｕｉ—ｙｕ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０￣０，Ｃｈｉｎａ）
摘要： 采用以ＮａＯＨ为基础的溶液，添加一定量的缓蚀荆和添加荆，研究一种无铬、无磷的环保型镁合金阳极氧化工艺。研 究了阳极氧化温度、氧化处理时间、ＮａＯＨ及添加剂对氧化膜外观质量的影响，氧化处理温度５０ ７０℃，处理时间２０ ３０ ｍｉｎ， 可以生成良好的氧化膜。采用ｘ．射线衍射（ＸＲＤ）的方法测定氧化膜的组织结构，氧化膜的耐蚀性能通过点滴试验及３．５％ ＮａＣ１溶液中的稳定电位来评定。研究结果表明，阳极氧化膜主要由Ｍｓ（ＯＨ） 和Ａ１（ＯＨ） 组成。经过阳极氧化后的镁合金材 料的耐蚀性能有了很大的提高。 关键词：镁合金；阳极氧化；环保；耐蚀性
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ—ｆｒｉｅｎｄｌｙ ａｎｏｄｉｚｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｉｔｈｏｕｔ ｃｈｒｏｍａｔｅ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｆｏｒ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙｓ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｂｙ ａｄｄｉｎｇ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ ａｎｄ ａｄｄｉｔｉｖｅ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ａｎｏｄｉｚｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｉｍｅ，ＮａＯＨ ａｎｄ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｏｎ ｔｈｅ ｆｉｌｍ ａｙｅ ａｌｓｏ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｉｌｍ ｐｒｅｐａｒｅｄ ａｔ ５０—７０℃．２０—３０ ｍｉｎ ｈａｓ ｇｏｏｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｌｍ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ Ｘ－ｒａｙ ｄｉｆｒａｃｔｉｏｎ （ＸＲＤ）．Ａｎｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｌｍ ｉｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｄｒｏｐ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｉｎ ３．５％ＮａＣ１ ｓｏｌｕｔｉｏｎ．ｒｒｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｆｉｌｍ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ Ｍｇ（ＯＨ）２ ａｎｄ Ａ１（ＯＨ）３ ａｎｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｇｒｅａｔｌｙ ａｆｔｅｒ ｂｅｉｎｇ
镁合金阳极氧化膜封孔处理的研究进展
８２ 材料工程／２００７年１１期
镁合金阳极氧化膜封孔处理的研究进展
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｓｅａｌｉｎｇ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ａｎｏｄｉｃ
Ｃｏａｔｉｎｇｓ Ｆｏｒｍｅｄ ｏｎ Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ Ａｌｌｏｙｓ
张荣发 ，王方圆 ，胡长员 ，
李文魁 ，向军淮 ，多树旺 ，李明升 ，何向明
（１江西科技师范学院江西省材料表面工程重点实验室，
南昌３３００１３；２浙江金华职业技术学院，浙江金华３２１００７）
ＺＨＡＮＧ Ｒｏｎｇ—ｆａ ，ＷＡＮＧ Ｆａｎｇ—ｙｕａｎ ，ＨＵ Ｃｈａｎｇ—ｙｕａｎ ，
ＬＩ Ｗｅｎ—ｋｕｉ ，ＸＩＡＮＧ Ｊ ｕｎ—ｈｕａｉ ，ＤＵＯ Ｓｈｕ—ｗａｎｇ ，ＬＩ Ｍｉｎｇ—ｓｈｅｎｇ ，ＨＥ Ｘｉａｎｇ—ｍｉｎｇ
（１ Ｊｉａｎｇｘｉ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｘｉ
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００１３，Ｃｈｉｎａ；
２ Ｊｉｎｈｕａ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉｎｈｕａ ３２１００７，Ｚｈｅｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
摘要：封孔是进一步提高镁合金阳极氧化膜耐蚀性的有效方法，主要方法有沸水、铬酸盐、硅酸盐、磷酸盐、溶胶一凝胶以
及有机物封孔，本文对以上几种方法进行了全面综述。鉴于镁合金阳极氧化膜封孔技术目前还不成熟，需加强这方面研
究以满足镁合金阳极氧化工业应用。
关键词：镁合金；氧化膜；耐蚀性；封孔
中图分类号：ＴＧ１７４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—４３８１（２００７）１１－００８２—０５
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｅａｌｉｎｇ ｉｓ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｆｕｒｔｈｅｒ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ａｎｏｄｉｃ ｃｏａｔｉｎｇｓ