铝合金的阳极氧化
摘要：阳极氧化是指在适当的电解液中，以金属作为阳极，在外加电流作用下，使其表面生成氧化膜的方法。

铝及铝合金的阳极氧化所用的电解液一般为中等溶解能力的酸性溶液，铅为阴极，仅起导电作用。

本文主要介绍铝合金分别在40min 和60min下进行阳极氧化的实验过程及结果分析。

关键词：铝合金阳极氧化氧化膜厚度
前言
铝合金的阳极氧化处理和表面涂覆技术是铝合金扩大应用范围、延长使用期限的关键，表面技术一直受到我国铝合金材料工业特别关注，并且已经取得了巨大的进步和发展。

阳极氧化是现代最基本和最通用的铝合金表面处理的方法。

铝及其合金材料广泛应用于现代建筑铝型材的装饰防蚀，它的易成型加工以及优异的物理、化学性能，成为目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料。

在工业上越来越广泛地采用阳极氧化的方法在铝表面形成厚而致密的氧化膜层，以显著改变铝合金的耐蚀性，提高硬度、耐磨性和装饰性能。

铝合金阳极氧化氧化膜的应用：
（1）多孔材料：利用氧化膜的多孔性，可在微孔中沉积功能性微粒，得到功能性材料。

多孔结构可使膜层表现出良好的吸附能力，可作为涂镀层的底层，也可将氧化膜染色，提高金属的装饰效果。

（2）耐磨材料：铝氧化膜具有很高的强度，可以提高金属表面的耐磨性。

（3）耐蚀材料：铝氧化膜在空气中很稳定，具有较好的耐蚀性。

（4）电绝缘材料：用作电解电容器的电介质或电器制品的绝缘层。

（5）绝热材料：铝氧化膜是很好的绝热层，稳定性可达1500℃，且氧化膜的热导率很低，可防止铝的熔化。

（6）阳极氧化膜与基体金属的结合力很强，很难用机械方法将它们分开。

工艺
除油→热水洗→冷水洗→除锈→冷水洗→阳极氧化→取出热水封闭→检测
实验方案
第一步：样品准备
准备铝合金样品，用游标卡尺测其浸入电解液中的大概面积，计算出阳极氧化时需要控制的电流大小。

第二步：实验试剂配制
1、除油液配制：白猫洗涤剂2～3滴磷酸钠：25g/L
氢氧化钠： 5g/L 硅酸钠：10g/L
2、硝酸：250ml/L
3、硫酸：180g/L
第三步：除油
1、水浴锅加热温度：70℃
铝合金除油时间：1min
2、热水洗
3、冷水洗
第四步：除锈
酸洗：硝酸250ml/L 室温下：30s
取出冷水洗，最好密封在冷水中防止在空气里氧化
第五步;阳极氧化
将试样取出接上电源做为阳极，用铅做阴极，本次实验中电流大致控制在0.4A 左右,最初的电流会很大，后来电流会变小，实验过程中要调节电源控制好电流。

铅—阴极电压：10～22V 电流密度：0.5～2.5A/dm2
阳极氧化膜形成机理：
阳极反应：
H2O-2e→O+2H+2Al+3O→Al2O3
阴极反应：
2H++2e→H2↑
氧化膜的生成与溶解同时进行，氧化初期，膜的生成速度大于溶解速度，膜的厚
度不断增加；随着厚度的增加，电阻也在增大，结果使膜的生长速度减慢，一直到与膜溶解速度相等时，膜的厚度才为一定值。

第六步：热水封闭
该操作是为了提高阳极氧化膜的耐蚀、抗污染、电绝缘和耐磨等性能，铝及铝合金在阳极氧化和着色后都要进行封闭处理。

其方法较多，对不着色的氧化膜可进行热水、蒸汽、重铬酸盐和有机物封闭，本实验采用热水封闭处理。

时间到40min(60min),取出热水洗后用热水封闭15min
第七步：测量镀层厚度
锯开→镶嵌→粗砂纸磨（相当于砂轮）→细砂纸磨→抛光→腐蚀（3%硝酸酒精溶液）→酒精洗→烘干→金相显微镜观察→测镀层厚度→拍照片
实验分析
1、实验数据
在放大100倍的情况下测定氧化膜厚度
2、实验所拍照片
图2.1 40min阳极氧化
图2.2 60min阳极氧化
实验结论
随着阳极氧化时间的延长，阳极氧化膜逐渐变厚，空隙增多，但达到一定厚度后，生长速度会减慢下来，到最后不会再增加。

铝及其合金阳极氧化出现的新工艺，受到各种表面处理方法的挑战，预计在未来10年内，阳极氧化技术仍将是主要的表面处理方法，但工艺技术要不断提
高才能长期占主导地位。