鋁氧化知識(shí)精選，鋁采用不同氧化處理所得膜層厚度

鋁及其合金在空氣中，都會(huì)在其表面自然生成一層極薄的氧化膜。(厚度達(dá)0.01~0.05μ)這層自然氧化膜是無晶形的，因此使制作表面市區(qū)原有光澤。自然氧化膜雖然可以阻止鋁及其合金繼續(xù)腐蝕，然而由于表面各部分所受腐蝕因素的作用不一致，其氧化膜是疏松多孔不均勻、抗蝕能力不強(qiáng)，容易沾染污跡。所以說，自然氧化膜是不能可靠地防止鋁及其合金的腐蝕。

從用人工的方法在鋁及其合金表面形成一層具有保護(hù)作用的氧化膜，這種人工氧化膜經(jīng)過適當(dāng)處理（封閉）后，無晶形成氧化膜轉(zhuǎn)變成晶形氧化膜，孔隙也被消除，膜層硬度高，耐磨、抗腐蝕性也提高、光澤度好、能經(jīng)久不變。經(jīng)過適當(dāng)染色處理后可得到令人滿意的外觀。

鋁是比較活潑的金屬，標(biāo)準(zhǔn)電位—1.706伏、在大氣中是比較耐蝕的、其原因是鋁經(jīng)氧化后生成氧化鋁薄膜（Al2O3），雖然氧化膜比較薄而疏松，但比其他金屬的氧化膜（如氧化鐵）要致密的多。早一班大氣條件下，有較高的抗蝕能力。尤其是純鋁（99.99%），主要是其雜質(zhì)少，電化學(xué)性質(zhì)均勻，因而不易產(chǎn)生為電池腐蝕。在工業(yè)生產(chǎn)中，純鋁使用較少，（純鋁的延展性、光亮度，抗腐蝕性甚佳，尤其耐腐蝕能力比工業(yè)鋁，<98.5%>大30倍左右），由于強(qiáng)度太低，純鋁不能廣泛應(yīng)用。當(dāng)加入合金元素形成鋁合金后，就解決了強(qiáng)度低的缺陷。強(qiáng)度問題解決了，新的問題又出現(xiàn)，鋁合金的抗蝕性下降了。因?yàn)槭褂玫暮辖鹪匾话銥殂~、鎂、錳、硅、鋅等他們中的大多數(shù)元素和鋁構(gòu)成微電池是陰極，鋁是陽(yáng)極。這樣在外界腐蝕介質(zhì)的作用下，鋁的腐蝕加速，為解決上述問題，保證鋁合金既有足夠的強(qiáng)度又有較高的抗腐蝕性，鋁合金必須經(jīng)過氧化處理。

鋁表面陽(yáng)極氧化處理方法

一、鋁氧化表面預(yù)處理  

（一）脫脂  

鋁及鋁合金表面脫脂有溶劑脫脂、表面活性劑脫脂、堿性溶液脫脂、酸性溶液脫脂、電解脫脂、乳化脫脂。

（二）堿蝕劑  

堿蝕劑是鋁制品在添加或不添加其他物質(zhì)的NaOH溶液中進(jìn)行表面清洗的過程，通常也稱為堿腐蝕或堿洗。

（三）中和和水清洗  

鋁制品蝕洗后表面附著的灰色或黑色掛灰在冷的或熱的清水洗中都不溶解，但卻能溶于酸性溶液中，所以經(jīng)熱堿溶液蝕洗 的制品都得進(jìn)行旨在除去掛灰和殘留堿液，以露出光亮基本金屬表面的酸浸清洗，這種過程稱為中和、光澤或出光處理。其工藝過程是制品在300-400g/L HNO3（1420kg/立方米）溶液中，室溫下浸洗，浸洗時(shí)間隨金屬組成的不同而有差異，一般浸洗時(shí)間3-5分鐘。

直流陽(yáng)極氧化時(shí)間與電壓對(duì)膜層性能的影響

一、直流陽(yáng)極氧化時(shí)間對(duì)膜層性能的影響

特定時(shí)間范圍內(nèi),隨氧化時(shí)間的延長(zhǎng),膜厚度增加很快,氧化時(shí)間>50min后,膜厚度幾乎不再增長(zhǎng)。氧化前,實(shí)驗(yàn)用工業(yè)純鋁L2基體的顯微硬度約4615HV。經(jīng)陽(yáng)極氧化的試樣表面顯微硬度極度提高,但隨氧化時(shí)間的增加,尤其是氧化時(shí)間20min后,膜硬度迅速下降。其原因是(i)氧化膜分為阻擋層和多孔層,阻擋層硬度很高,而多孔膜層硬度較低。在氧化初期,阻擋層硬度對(duì)膜層的硬度影響占優(yōu)勢(shì),隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng),多孔層增厚,阻擋層的影響減小,從而導(dǎo)致表面的顯微硬度降低。(ii)在氧化膜的生長(zhǎng)過程中,成膜反應(yīng)和溶膜反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。當(dāng)成膜速度大于溶膜速度時(shí),一定時(shí)間內(nèi)膜層厚度不斷增加,隨著氧化膜膜層向基體不斷延伸的同時(shí),多孔層的孔壁逐漸變薄,孔徑逐漸增大,導(dǎo)致顯微硬度隨氧化時(shí)間的增加呈下降趨勢(shì)。值得注意的是,封孔后,隨氧化時(shí)間的延長(zhǎng),氧化膜的硬度下降趨勢(shì)減緩。氧化時(shí)間為40min,能同時(shí)獲得相對(duì)較好的膜厚度和膜硬度。

二、直流陽(yáng)極氧化電壓對(duì)膜層性能的影響

氧化膜厚度隨著氧化電壓的升高幾乎呈線性增加。這是因?yàn)橐欢妷悍秶鷥?nèi),氧化電壓越大,氧化膜的阻擋層越厚,而多孔層的產(chǎn)生和增長(zhǎng)是建立在阻擋層不斷向鋁基體延伸的基礎(chǔ)上的,阻擋層越厚,則產(chǎn)生的多孔層越厚膜層表面顯微硬度亦隨氧化電壓的增加而增加。這是因?yàn)樘岣哐趸妷?氧化膜的生長(zhǎng)速度加快,成膜時(shí)間縮短。膜層發(fā)生化學(xué)溶解的時(shí)間減少,其厚度和硬度相應(yīng)提高。值得注意的是氧化電壓超過10V后,膜硬度增長(zhǎng)趨勢(shì)相對(duì)減緩。