直流稳压电源恒流使用方法
先将电压调节旋钮按顺时针方向调至最大； 再将电流调节旋钮按逆时针方向调至最小； 接上负载（此实验中铝棒接红接线柱，铅电 极接黑接线柱）； 打开电源开关，再顺时针方向调节电流旋钮 使输出电流至需要的电流值，此时稳流状态 灯亮，表明已是稳流状态。
选做实验
在完成以上实验的基础上，进行下面实验： 1.配制100g/L的NaOH溶液； 2.用胶头滴管吸取上溶液滴在着色的铝棒上， 观察有何变化，记录变化时间。（指滴上溶 液至着色铝棒刚发生变化的时间）； 3.用胶头滴管吸取上溶液滴在未着色的铝棒 上，观察有何变化，记录变化时间。 4. 比较两种情况，并进行解释。
铝的阳极氧化与着色
主讲教师: 谭小平
一 实验目的
了解铝与铝合金阳极氧化及着色的原理 与方法。 掌握阳极氧化着色的基本操作规程，为今 后参加工业生产提供感性和理性认识。
二 实验原理
以经过预处理的铝试样作为阳极，在适当的电解液中，在外 加电流作用下生成氧化膜(Al2O3层）的过程称为铝的阳极氧化。 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。同时该过程中伴随有铝的溶解、离子迁移，离子 在电极上放电以及其他反应过程。
三 实验设备及材料
直流稳压电源、铅电极、铝电极、烧杯、 夹具、温度计、茜素红、硫酸、硝酸、磷酸 以及氢氧化钠。
四 实验步骤与方法
1. 实验溶液配制（已配） (1) 10%NaOH溶液 (2) 10%硝酸溶液 (3) 15~20%硫酸溶液 (4) 化学抛光液（78%磷酸+11%硫酸+11%硝酸） (5) 2～5%茜素红着色液 2. 试样准备 (1) 用夹具夹紧试样 (2) 去油(在60~70℃下，在10%NaOH溶液中浸泡1min) (3) 清水洗净并干燥 (4) 化学抛光(在常温下浸泡2min ，将试样表面进一步去 油整光) (5) 水洗（先热水冲洗，再冷水冲洗）并干燥 (6) 出光处理(在10%硝酸溶液中浸泡10min，冷水冲洗 并干燥)
思考题： 1.阳极氧化着色效果与哪些因素有关？ 2.为什么每次工序后要水洗？ 3.封闭处理的作用是什么？
图2 三种着色阳极化膜的特征
注意：⑴某些染液中有硫酸存在，会使膜层着色不上。即使硫酸对染料无影响， 也会使染料的pH值下降，导致色调的变化。因此，着色前制品的清洗尤为重要。 ⑵严禁油污进入染液中，否则着色表面容易出现条纹或污斑缺陷。 ⑶为保证着色均匀、色泽一致，铝件阳极氧化处理条件必须一致，染色条 件也应一致。
3. 阳极氧化 在硫酸溶液中，用铅板作为对电极，阳极氧化 30min ，温度18~20 ℃ ，电流密度为1.52.0A/dm2（实验中稳流电流取0.2A），冷水冲 洗并干燥。
4. 着色处理 在50~65℃下，在2～5%茜素红着色液中浸泡 1min ，水洗干燥。
5. 封孔处理 沸水中煮30min。ຫໍສະໝຸດ 图3阳极氧化膜的封闭示意图
着色：氧化膜的多孔结构决定了它的高度吸附能 力，可以通过各种手段使阳极氧化膜具有 各种颜色。 常用着色方法与特点： 方法：吸附着色、整体着色和电解着色。 特点：吸附着色工艺简便，但固色能力和耐光 性都较差；相对而言，整体着色阳极化和 电解着色二步法工艺较复杂，但它们的吸 附能力强，与基体结合牢固。其中整体着 色可以在阳极化槽中直接得到有色的膜， 而电解着色二步法是在阳极氧化后再加一 步电解着色，电解得到的金属微粒沉积在 阳极氧化膜的孔底，见图2。
为了提高阳极膜的防护性能和经久保持膜的着色效果， 阳极氧化膜需要在热水中封闭。一般认为封闭过程是无定形 氧化铝的水合作用生成水合氧化铝(Al2O3 · H2 O)晶体的化学 过程。热水为98~100℃，比电导不超过10Ms/cm的蒸馏水。 阳极氧化膜的封闭示意图见图3。
五 实验报告要求
观察阳极氧化后的试样，评价其氧化膜着 色后的外观质量,分析其可能原因。 说明铝和铝合金阳极氧化的原理。 简要叙述铝阳极氧化的工艺过程。 在报告后附上一段着色试样。
六 实验中注意事项
大部分溶液具有腐蚀性，在倾倒过程中注意 安全，标签向上，以免腐蚀。 实验严格按实验步骤进行，节约各种原料试 剂。 阳极氧化中恒流源采用直流稳压电源，电流 取值0.2A，其使用方法见下页；另外，通电 后铝棒与铅电极不能接触短路，实验完毕后， 先关电源，再取电极。 整个实验结束后，整理器材，打扫卫生。 按学号分组，3~4人一组，每组领取铝棒2根。
图1 铝的阳极氧化膜结构
阳极氧化膜由两层组成：⑴靠近基体的致密的内层即阻挡层（也称活性层） ⑵多孔的厚的外层 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决定的， 它们都与阳极氧化条件密切相关。 影响氧化膜生长和质量的因素：⑴电解液的温度⑵电流密度⑶阳极氧化时间 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%。