银色）、Al 色，不宜做
—Mg—Si硬 油漆底层
铬酸钠
14
状态、硬的 Al—Si和Al
硅酸钠
0.06-1
—Mg合金， 鲜明金属色
6
铬酸钠
0.1
70-80
20-50 各种铝合金 膜层似搪瓷
、灰色有斑
点
氢氧化胺
29.6
7
碳酸钠
20.4
90-100 10月18日 各种铝合金 可在酸溶液
、灰色
中发白
7
重铬酸钾
A/dm2 DC1-2
AC3-4.5
DC2-4.5
DC1-1.5
AC1-2 DC0.5-1
DC1-2
Eloxal Gxh （德） Eloxal Wx （德） Eloxal WGx （德）
硬质厚膜
草酸
DC1-2
AC2-3
AC2-3 DC1-2 AC1-20
DC1-20
V 10月20日
/度 20-30
17-28
120以上 黄褐色
苯二酸
6.9×10-5 （第二次）
1.26×10-3 （第一次）
100以上 阻挡层
3.1×10-6 （第二次）
亚甲基丁二 酸
乙醇酸（羟 1.54×10-4 基醋酸）
苹果酸（羟 4×10-4（第 基丁二酸） 一次）
麻蚀，40 麻蚀
麻蚀，40
干涉膜 干涉膜
9×10-6（第 二次）
3、阳极氧化的种类
表-6 某些铝合金阳极氧化处理效果
中国合金牌 主要成分含 适用于保护 适用于阳极 适用于光亮
号
量% 性阳极氧化 氧化着色 阳极氧化
LG5 99.99Al
1
1
1
L3
99.8Al
L5
99.5Al
LF21 99.0Al
LF2 1.25Mn
LF3 2.25Mg
LF5 3.5Mg
LF7 5Mg
LD31 7Mg
（三）其他阳极氧化
1、草酸阳极氧化
对硫酸阳极氧化影响的大部分因素也适用于草酸阳极氧化，草酸阳极氧化可采用直流电、交流电或者交直流电迭加。用交流电 氧化比直流电在相同条件下获得膜层软、弹性较小；用直流电氧化易出现孔蚀，采用交流电氧化则可防止，随着交流成分的增加，膜的 抗蚀性提高，但颜色加深，着色性比硫酸膜差。电解液中游离草酸浓度为3%-10%，一般为3%-5%，在氧化过程中每A·h约消耗0.130.14g，同时每A·h有0.08-0.09g的铝溶于电解液生成草酸铝，需要消耗5倍于铝量的草酸。溶液中的铝离子浓度控制在20g/L以下，当含 30g/L铝时，溶液则失效。草酸电解液对氯化物十分敏感，阳极氧化纯铝或铝合金时，氯化物的含量分别不应超过0.04-0.02g/L，溶液最 好用纯水配制。电解液温度升高，膜层减薄。为得到厚的膜，则应提高溶液的pH值。直流电阳极氧化用铅、石墨或不锈钢做阴极，其与 阳极的面积比为（1：2）-（1：1）之间。草酸是弱酸，溶解能力低，铝氧化时，必须冷却制品及电解液。草酸膜层的厚度及颜色依合金 成分而不同，纯铝的膜厚呈淡黄或银白色，合金则膜薄色深如黄色、黄铜色。氧化后膜层经清洗，若不染色可用3.43×10的4次方Pa压力 的蒸汽封孔30-60分钟。
氨基磺酸
磷酸
1.1×10-2 （第一次）
形成电压 12月20日
30-40 40-70 30-40 30-40
基膜颜色 透明、无色
不透明、带 白色 透明带灰色 带灰色 透明带白色
7.5×10-8 （第二次）
焦磷酸
4.8×10-13 （第三次）
1.4×10-1 （第一次）
70-100 带白色
1.1×10-2 （第二次）
μm 5月30日 10月25日 34-150
15 6月18日
10月20日
20-30 40-60 15-30
几乎无色 6月10日
淡黄色 10月20日
淡黄色
6月20日
60以上
黄褐色 约20以上
4、阳极氧化膜结构、性质
阳极氧化膜由两层组成，多孔的厚的外层是在具有介电性质的致密的内层上上成长起来的，后者称为阻挡层（也称活性层）。 用电子显微镜观察研究，膜层的纵横面几乎全都呈现与金属表面垂直的管状孔，它们贯穿膜外层直至氧化膜与金属界面的阻挡层。以各 孔隙为主轴周围是致密的氧化铝构成一个蜂窝六棱体，称为晶胞，整个膜层是又无数个这样的晶胞组成。阻挡层是又无水的氧化铝所组 成，薄而致密，具有高的硬度和阻止电流通过的作用。阻挡层厚约0.03-0.05μm，为总膜后的0.5%-2.0%。氧化膜多孔的外层主要是又非 晶型的氧化铝及小量的水合氧化铝所组成，此外还含有电解液的阳离子。当电解液为硫酸时，膜层中硫酸盐含量在正常情况下为13%-17% 。氧化膜的大部分优良特性都是由多孔外层的厚度及孔隙率所觉决定的，它们都与阳极氧化条件密切相关。
3.5-4
室温
2月3日 各种铝合金 溶液pH=1.5
、深黄或棕
铬酐
3-3.5
色 膜层较1的好
氟化钠
0.8
4
碳酸钠
32
90-100
3月5日 纯铝及含Mg 可做油漆底
、Mn和Si的 层
合金、也可
用于含Cu量
铬酸钠
15
少的合金、 灰色
5
碳酸钠
47
90-100 10月15日 纯铝、Al— 空隙少，不
Mn（淡透明 能很好的着
（二）直流电硫酸阳极氧化
1、氧化膜成长机理
在硫酸电解液中阳极氧化，作为阳极的铝制品，在阳极化初始的短暂时间内，其表面受到均匀氧化，生成极薄而有非常致密的 膜，由于硫酸溶液的作用，膜的最弱点（如晶界，杂质密集点，晶格缺陷或结构变形处）发生局部溶解，而出现大量孔隙，即原生氧化 中心，使基体金属能与进入孔隙的电解液接触，电流也因此得以继续传导，新生成的氧离子则用来氧化新的金属，并以孔底为中心而展 开，最后汇合，在旧膜与金属之间形成一层新膜，使得局部溶解的旧膜如同得到“修补”似的。随着氧化时间的延长，膜的不断溶解或 修补，氧化反应得以向纵深发展，从而使制品表面生成又薄而致密的内层和厚而多孔的外层所组成的氧化膜。其内层（阻挡层、介电层 、活性层）厚度至氧化结束基本都不变，位置却不断向深处推移；而外早一定的氧化时间内随时间而增厚。
K = 1.57η/γ
式中η为电流效率（电极上实际析出的物质量与又总电量换算出的析出物质量之比）。K实值各国取值大小各异，美国有取0.328、 0.285-0.355，日本有取0.352、0.364、0.25，中国、俄罗斯取0.25。
3、影响氧化膜生长和质量的因素
当电解液的温度从 20度上升到30度，膜的溶解速度约增加3倍。随电流密度的增加，制品被养护的金属量、表面生成的铝氧化 膜厚度都随着增加。硫酸浓度对氧化膜厚度的影响不大，为获得中等厚度、多孔而易于着色和封闭、抗蚀性较高的膜层，浓度最好为 15%-20%；溶液用去离子水要求氯离子<15mg/L、铁离子<1mg/L、硫酸根离子<30mg/L，电阻率为5×10的5-6次方Ω·cm；溶液中杂质允 许的最大含量铝离子 20g/L，铜离子 2g/L，铁离子 5g/L，氯离子 0.1g/L。随着阳极氧化时间的延长，氧化膜的厚度增加，到一定厚度 后，由于膜厚电阻增加、导电能力下降，膜的生长速度减慢，有的合金即使延长氧化时间，膜的厚度也不会再增加。不同的铝合金的阳 极氧化膜有不同的色彩，纯铝上的膜无色透明，使金属的光泽完全保持下来；高纯铝添加少量的镁，膜色不会因氧化时间的延长而改 变，当镁的含量超过2%，膜变暗浊色；铝硅合金阳极氧化时，硅不会被氧化或溶解，部分进入膜层使膜呈暗灰色。含硅量大时，阳极氧 化前先用氢氟酸浸泡，膜色会有所好转，一般含硅5%以上的合金不适合做光亮着色制品，含量达13%就难于进行阳极化处理；含铜的合 金，当含量较少时，膜呈绿色，随铜含量的增加，膜薄，色调深暗。某些变形铝合金的阳极氧化处理见表-6。铝合金在硫酸溶液中阳极 氧化，由于氧化膜在表面上形成、生长和溶解，引起电阻的变化，使过程中的电流、槽端电压及电流密度都随之发生变化。实际操作中 电压升高不宜太快，否则会使生成的膜不均匀。
2.9×10-7 （第三次）
磷钼酸 硼酸 草酸
3.6×10-4 （第四次）
6.4×10-10 6.5×10-2 （第一次）
100以上 0-600 40-60
阻挡层 阻挡层 带黄色
草酸
40-60 带黄色
丙二酸
6.1×10-5 （第二次）
1.61×10-3 （第一次）
80-110 带褐色
丁二酸
2.1×10-6 （第二次）
5
90-100
10月18日 各种铝合金 可在酸溶液
、灰色
中发白
（一）阳极氧化处理的一般概念
1、阳极氧化膜生成的一般原理
以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中，利用电解作用，使其表面形成氧化铝薄膜的过程，称为铝及铝合金的阳极氧化处 理。其装置中阴极为在电解溶液中化学稳定性高的材料，如铅、不锈钢、铝等。铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。当电流通 过时，在阴极上，放出氢气；在阳极上，析出的氧不仅是分子态的氧，还包括原子氧（O）和离子氧，通常在反应中以分子氧表示。作为 阳极的铝被其上析出的氧所氧化，形成无水的氧化铝膜，生成的氧并不是全部与铝作用，一部分以气态的形式析出。
铝阳极氧化与染色技术 之二 阳极化处理
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铝制品表面的自然氧化铝既软又薄，耐蚀性差，不能成为有效防护层更不适合着色。人工制氧化膜主要是应用化学氧化和阳极氧化。化 学氧化就是铝制品在弱碱性或弱酸性溶液中，部分基体金属发生反应，使其表面的自然氧化膜增厚或产生其他一些钝化膜的处理过程， 常用的化学氧化膜有铬酸膜和磷酸膜，它们既薄吸附性又好，可进行着色和封孔处理，表-3介绍了铝制品化学氧化工艺。化学氧化膜与 阳极氧化膜相比，膜薄得多，抗蚀性和硬度比较低，而且不易着色，着色后的耐光性差，所以金属铝着色与配色仅介绍阳极化处理。