陽極氧化
一．陽極氧化概述
?金屬陽極氧化處理是金屬在電解溶液中，以被處理的零件為陽極，用耐蝕性的材料為陰極，通過電化學(xué)的處理方法在金屬表面生成具有耐磨性、耐腐蝕性及其他功能性或裝飾性的轉(zhuǎn)化膜層的工藝過程。
?陽極氧化處理的對象可以是鋁及鋁合金、鎂合金、鈦及鈦合金等，市場上應(yīng)用最廣、發(fā)展速度最快的是鋁及鋁合金的陽極氧化。常見的陽極氧化處理之產(chǎn)品或零部件：
二．陽極氧化原理
所謂鋁的陽極氧化是一種電解氧化過程，在該過程中，鋁和鋁合金的表面通常轉(zhuǎn)化為一層氧化膜，這層氧化膜具有保護性、裝飾性以及一些其他的功能特性。從這個定義出發(fā)的鋁的陽極氧化，只包括生成陽極氧化膜這一部分工藝過程。
將金屬或合金的制件作為陽極，采用電解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金屬氧化物薄膜改變了表面狀態(tài)和性能，如表面著色，提高耐腐蝕性、增強耐磨性及硬度，保護金屬表面等。例如鋁陽極氧化，將鋁及其合金置于相應(yīng)電解液(如硫酸、鉻酸、草酸等)中作為陽極，在特定條件和外加電流作用下，進(jìn)行電解。陽極的鋁或其合金氧化 ，表面上形成氧化鋁薄層 ，其厚度為5～30微米 ，硬質(zhì)陽極氧化膜可達(dá)25～150微米 。陽極氧化后的鋁或其合金，提高了其硬度和耐磨性，可達(dá)250～500千克/平方毫米，良好的耐熱性 ，硬質(zhì)陽極氧化膜熔點高達(dá)2320K ，優(yōu)良的絕緣性 ，耐擊穿電壓高達(dá)2000V ，增強了抗腐蝕性能 ，在ω=0.03NaCl鹽霧中經(jīng)幾千小時不腐蝕。氧化膜薄層中具有大量的微孔，可吸附各種潤滑劑，適合制造發(fā)動機氣缸或其他耐磨零件；膜微孔吸附能力強可著色成各種美觀艷麗的色彩。有色金屬或其合金（如鋁、鎂及其合金等）都可進(jìn)行陽極氧化處理，這種方法廣泛用于機械零件，飛機汽車部件，精密儀器及無線電器材，日用品和建筑裝飾等方面。
一般來講陽極都是用鋁或者鋁合金當(dāng)作陽極，陰極則選取鉛板，把鋁和鉛板一起放在水溶液，這里面有硫酸、草酸、鉻酸等，進(jìn)行電解，讓鋁和鉛板的表面形成一種氧化膜。在這些酸中，最為廣泛的是用硫酸進(jìn)行的陽極氧化。
陽極氧化處理目的和應(yīng)用
一般鋁合金在空氣中很容易氧化，自然氧化層雖有一定鈍化作用，但長期曝露之結(jié)果，氧化層仍會破損剝落，喪失保護作用；
?因此陽極氧化處理的目的即利用其易氧化之特性，借電化學(xué)方法在產(chǎn)品表面定量強制形成氧化層，以防止鋁材進(jìn)一步自然氧化，同時增加表面的機械性質(zhì)（功能性）；另一目的是，借不同后道反應(yīng)，產(chǎn)生各種色澤增進(jìn)美觀（裝飾性）。
?鋁合金陽極處理應(yīng)用廣泛，航空航天、軍事武器、電子數(shù)碼、汽車零部件、精密機械設(shè)備、建筑行業(yè)、鋁門窗等。
圖1 陽極氧化所運用的行業(yè)領(lǐng)域
三．鋁合金常識
?本色硬質(zhì)氧化膜層顏色
鋁產(chǎn)品通過硬質(zhì)陽極氧化后不染色，表現(xiàn)出產(chǎn)品氧化膜本身的顏色。不同的鋁材料呈現(xiàn)出的顏色差異較大。由黃——棕——灰——黑變化，膜層越厚，其顏色會越深。
?壓鑄鋁氧化的特性
1. 相比擠壓鋁，壓鑄鋁的雜質(zhì)含量要高很多（如ADC12，硅含量為9.5-12.5%，銅含量1.5-3.5%）
2.表面有離型劑，
3.這些雜質(zhì)不能通過常規(guī)的化學(xué)前處理去除，
故氧化膜層若在這樣的素材表面上形成，就會有不均勻、無規(guī)則、花斑、雜色等現(xiàn)象產(chǎn)生。而且因為硅不導(dǎo)電，致使產(chǎn)品的整體導(dǎo)電性變差，同樣的氧化條件下，膜層外觀會比擠壓鋁外觀差很多（如下圖）。這也是壓鑄鋁氧化的特性。
五．鋁合金氧化作用
陽極氧化與導(dǎo)電氧化的區(qū)別
1)陽極氧化是在通高壓電的情況下進(jìn)行的，它是一種電化學(xué)反應(yīng)過程;而導(dǎo)電氧化(又叫化學(xué)氧化)不需要通電，只需要在藥水里浸泡就行了，它是一種純化學(xué)反應(yīng)。
2)陽極氧化需要的時間很長，往往要幾十分鐘，而導(dǎo)電氧化只需要短短的幾十秒。
3)陽極氧化生成的膜有幾個微米到幾十個微米，并且堅硬耐磨；導(dǎo)電氧化生成的膜僅僅0.01—0.15微米，耐磨性不是很好，但是既能導(dǎo)電又耐大氣腐蝕，這就是它的優(yōu)點。
4)氧化膜本來都是不導(dǎo)電的，但因為導(dǎo)電氧化生成的膜實在是很薄，所以就是導(dǎo)電的了。
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