1、中山市金胜铝业有限公司 阳极氧化专业知识培训资料,资料编号：20120205,1、目录,铝阳极氧化的定义 阳极氧化的基本流程 阳极氧化工艺 阳极氧化膜的着色 封孔,2、铝阳极氧化的定义 按国家标准是；一种电解氧化过程，在该过程中铝或铝合金的表面通常转化为一层氧化膜，这层膜具有防护性、装饰性以及一些其它的功能特性。 铝阳极氧化的分类可以按照铝材的最终用途分为建筑用铝阳极氧化、装饰用铝阳极氧化、腐蚀保护用铝阳极氧化、电绝缘用铝阳极氧化和工程用铝阳极氧化。 从电源波形特征考虑可分为直流阳极氧化、交流阳极氧化、交直流叠加阳极氧化、脉冲阳极氧化和周期换向阳极氧化。 按铝的阳极氧化膜结构可分为两大类；壁垒
2、型阳极氧化膜和多孔型阳极氧化膜。,3、阳极氧化的基本流程,上夹 脱脂 清洗 碱（酸）蚀 清洗 除灰下夹 封孔 清洗 阳极氧化 清洗清洗 染色,4、阳极氧化工艺,4.1、铝在硫酸溶液中阳极氧化，会产生金属铝的氧化膜形成和氧化膜溶解过程，而这两个过程是相互对立又密切关联的。金属铝作为阳极，阴极材料在工业上一般采用Al、Pb等金属。 铝阳极同时发生形成氧化铝膜和溶解两个反应过程如下： 成膜过程：2Al+3H2O Al2O3+6H+6e 膜溶解过程： Al2O3+6H+ 2Al3+3H2O 阴极上发生水的分解析出氢气：6H2O+ 6e 3H2 +6OH- 在硫酸溶液中，实际上并不是单纯的氧化物形成和溶
3、解反应，阴离子SO42-参与了铝我阳极反应过程，最终生成含硫酸根的阳极氧化膜，大致成为Al2O3.Al(OH)x(SO4)y。,4.2、多孔型阳极氧化膜的结构 多孔型阳极氧化膜由两部分组成，即阻挡层和多孔层。阻挡层的结构和形成规律相当于壁垒型氧化膜，多孔层的生成规律、结构和成分与阻挡层完全不同。,4.3、阳极氧化膜的形成过程 A区：阻挡层的形成 BD区：多孔层的形成,5、阳极氧化膜的着色,阳极氧化膜的工业着色方法分为三在类：即整体着色 膜、染色膜、电解着色。 整体着色膜，又分为自然发色和一次电解着色。自然发色是指阳极氧化过程中使铝合金中添加的其它成分（如Si、Fe、Mn等）氧化，形成有颜色的阳
4、极氧化膜。一次电解着色是指在氧化溶液中添加有机酸或无机盐，而形成有颜色的阳极氧化膜。 染色膜，是指以硫酸一次电解氧化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。 电解着色膜，是指以硫酸一次电解的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电解着色的氧化膜。,5.1:染色膜染色 5.1.1、染色对氧化膜的要求： a、氧化膜必须具有一定的厚度，一般应在5um以上。轻薄的膜层只能染上较浅的颜色。 b、氧化膜应有一定的松孔和吸附性。 c、氧化膜层应完整、均匀，不应有划伤、砂眼、点腐蚀等缺陷。 d、膜层本身具有合适的颜色，且没有金相结构的差别，如晶粒大小不一或严重偏析等。因
5、此对铝合金材料也有一定的要求。合金成分中硅、镁、锰、铁、铜等含量过高时，往往会引起氧化膜喑哑，则在染色时产生色调变化。,5.1.2：染料染色的机理 a、有机染料染色的机理有机染料的染色基于物质的吸附理论。吸附有物理吸附和化学吸附之分。 物理吸附是指分子或离子以静电力方式的吸附。即染料分子进入膜孔时，被吸附在孔壁上。 化学吸附是指以化学力方式吸附。即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膜孔中。 b、无机染料染色机理无机染料染色通常在常温下进行。染色时将氧化后的工件按照一定的次序先浸渍在一种无机盐溶液中，再依次浸入另一种无机盐溶液中，使这些无机物在膜孔中发生化学反应生成不溶于水
6、的有色化合物，填塞氧化膜孔隙并将膜孔封住，因而使膜层显示颜色。,6、封孔,6.1：定义 为了降低阳极氧化膜的孔隙率和吸附能力，对于铝阳极氧化以后的阳极氧化膜孔隙所进行的化学或物理封闭。从封孔原理来分主要有水合反应、无机物充填或有机物充填三大类。,6.2:热封孔原工艺 热封孔技术是在接近沸点的纯水中,通过氧化铝的水合反应,将非晶态氧化铝转化成称为勃姆体的水合氧化铝,由于水合氧化铝比原阳极氧化膜的分子体积大了30%,体积膨胀使得阳极氧化膜的微孔填充封闭,阳极氧化膜的抗污染性和耐腐蚀性随之提高,同时导纳降低,阳极氧化膜的介电常数也随之变大. 水合封孔化学反应为: Al2O3 +H2O Al2O3 .
7、 H2O(AlOOH),6.3:冷封孔工艺 冷封孔水溶液的主要成分为氟化镍,氟离子与氧化膜反应生成氟铝酸盐,进而促使镍离子以氢氧化镍的形式在膜孔中沉积。冷封孔封闭的氧化膜在高温下容易发生微裂纹，尤其是超过6um的氧化膜。但可通过在冷封孔后进行热水浸泡可有效降低裂纹的发生。 采用冷封孔的阳极氧化膜，需在封孔后24h以上才可达到稳定状态。 冷封孔封闭过程模型（如图）：,6.4：无机盐封孔(醋酸镍封孔) 用醋酸镍封孔可以通过3000h中性盐雾腐蚀试验,最大优点是可以防止染色膜在封孔时染料的浸出,所以特别适应于染色的阳极氧化膜。 醋酸镍封孔的化学反应为： Al2O3 +H2O 2AlOOH（勃姆体） Ni2+ 2OH- Ni（OH）2,完谢谢,
