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铝是比较活泼的金属,标准电位-1.66v,在空气中能自然形成一层厚度约为0.01~0.1微米的氧化膜,这层氧化膜是非晶态的,薄而多孔,耐蚀性差。但是,若将铝及其合金置于适当的电解液中,以铝制品为阳极,在外加电流作用下,使其表面生成氧化膜,这种方法称为阳极氧化。

铬酸
铬酸阳极氧化是指用5~10%的铬酸电解液对铝及其合金进行阳极氧化的技术。用此法得到的氧化膜具有如下特点:①较薄(与硫酸和草酸氧化膜比),约2~5微米,可保持工件原有精度和粗糙度;②质软弹性高,几乎没有气孔,耐蚀性强于硫酸阳极氧化膜;③不透明,颜色由灰白至深灰色,甚至彩虹色,故不易染色;④由于孔隙少,膜层不用封闭处理就可使用;⑤与有机物的结合力好,因此常用作油漆的底层;⑥与硫酸阳极氧化比,成本较高,使用受到一定限制。

草酸
草酸阳极氧化是用2%~10%的草酸电解液通以直流或交流电进行的氧化工艺。当使用直流电进行阳极氧化时,所得膜层硬度及抗蚀力不亚于H2SO4阳极氧化膜,而且由于草酸溶液对铝及氧化膜的溶解度小,所以可得到比硫酸溶液中更厚的氧化膜层;若用交流电进行氧化,可得较软、弹性好的膜层。草酸阳极氧化的膜层一般为8~20微米,厚可达60微米。氧化过程中只要改变工艺条件(如草酸浓度,温度,电流密度,波形等),便可得到银白色、金黄色至棕色等装饰性膜层,不需要再进行染色处理。草酸阳极氧化电解液对氯离子非常敏感,其质量浓度超过0.04g/L膜层就会出现腐蚀斑点。三价铝离子的质量浓度也不允许超过3g/L。

在氧化溶液中,各种组分的变化将对氧化膜的色泽起决定作用:如随铬酐的升高,膜层颜色向不透明灰色方向转化;随硼酸升高,膜层颜色向乳白色方向转化;而随草酸的升高,膜层颜色向黄色方向转化。

沸水和蒸气封闭法
其原理是:在较高温度下无水氧化铝的水化作用:Al2O3 + nH2O ---> Al2O3·nH2O当密度为3.42的γ-AL2O3水化为一水化合物时,氧化物体积增加33%,而当它水化为三水化合物时,则氧化物体积增加310%,因此,当将氧化好的零件置于热水中时,阻挡层和多孔层内壁的氧化膜层被水化,经过一段时间后,孔底逐渐被水化膜所封闭,当整个孔穴被全部封闭时,孔隙的水就停止循环,膜层的表面层继续进行水化作用,直到整个孔隙的口部被水化膜堵塞为止。如采用蒸气,则可更有效地封闭所有孔隙,但蒸气法所用设备及成本都较沸水法高,除非特殊要求,应尽可能使用沸水法。

重铬酸盐封闭法
此法适宜于封闭硫酸溶液中阳极氧化的膜层及化学氧化的膜层。用本法处理后的氧化膜显黄色,它的抗蚀性高,但不适用于装饰性使用。其原理是:在较高温度下,氧化膜和重铬酸盐产生化学反应,反应产物碱式铬酸铝及重铬酸铝沉淀于膜孔中,同时热溶液使氧化膜层表面产生水化,加强了封闭作用。故可认为是填充及水化双重封闭作用。通常使用的封闭溶液是5~10%的重铬酸盐水溶液,操作温度为90~95℃,封闭时间为30分钟,溶液中不得有氯化物或硫酸盐。

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