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阳极氧化膜的结构与特性
阳极氧化膜的应用与它的阳极氧化技术及其结构特征有着密切的关系。 随着铝阳极氧化电解液的种类不同，可以得到阻挡型氧化物薄膜(Barrier-TypeAn2odicOxide)和多孔型氧化物薄膜(Porous-TypeAnodicOxide)。在含有硼酸-硼酸钠混合水溶液和酒石酸胺、柠檬酸、乙二醇等水溶液中进行阳极氧化时，可得到阻挡型氧化物薄膜。因为这些水溶液对氧化物的溶解能力弱，所以在铝表面形成致密的阻挡层氧化物膜。阻挡型氧化膜结构并不是均匀层，阳极氧化加工，而是多层结构。Kobayashi等人通过透射电镜(TEM)研究了纯铝阳极氧化膜阻挡层结构后发现[9]，在. Ammonium Bromide 氧化液中生成的阻挡型氧化膜为非晶相，而阳极氧化之前在空气中加热到550℃，15min处理后，非晶相会部 分转变为γ′-Al2O3，其γ′-Al2O3厚度约0.2μm，并发现随阳极氧化电位升高，γ′-Al2O3 相厚度增大。Chen等人研究纯铝箔在85℃磷酸氢二胺氧化液中阳极氧化膜的TEM结构也发现类似规律，铝箔表面的氧化膜晶化程度随电流密度下降而增大;随阳极电位升高而增大，且晶相γ′-Al2O3较非晶相Al2O3有更高的介电稳定性。Chiu等人的研究结果表明，预先退火处理的1%Al-0.5%Si-Cu合金在酒石酸中阳极氧化之后，其铝合金表面氧化膜层也主要是由非晶态***构成，阳极氧化，中间夹以弥散分布的γ′-Al2O3，实验结果还发现γ′-Al2O3***中有多孔特征出现，这一现象也被众多研究者观察到。目前，对此解释有两种说法，其一是非晶相向晶相转变过程中体积收缩引起多孔产生;其二是阳极氧化过程中产生的氧气倾向于在Al2O3晶相周围偏聚，从而形成包围晶相的多孔结构。铝及铝合金在***、铬酸、磷酸及草酸等酸性溶液中阳极氧化处理时，一般可得到多孔型氧化物薄膜，进一步研究发现多孔质氧化膜由两层膜组成。紧靠基体铝的一层为阻挡层，外面的一层为多孔质层，它是由***有圆孔的六方形棱柱体构成。多孔质层的厚度取决于电解氧化时间，电流密度和电解液温度等，电解时间越长，电流密度越大，则多孔质层越厚。而多孔的孔径大小则与电解液种类有关，一般***膜、草酸膜、铬酸膜孔径依次增大。特别有趣的近期发现是在氧化期间，采用突然降低电压或突然增加电压的方法，可以得到氧化膜孔形状发生分支结构。当电压突然降低，膜孔在某一个分支点上形成分支;从图3b看出，当电压突然增加，膜孔在某一个结点上形成会聚。根据膜孔在某一个点上分支或会聚的原理可以人为地控制整个氧化膜层各个邻位膜孔的大小，这对于将铝阳极氧化薄膜应用到磁学、光电及光学等领域有着重要的意义。
铝合金制品阳极氧化厂染黑染不上色的原因？

工件经阳极化后在染色之前要防止与油污或碱性物质接触，以避免氧化膜在染色过程中与染色液隔离或受到***。

夹具的位置或阳极化时工件的悬挂角度不当

夹具的位置与阳极化工件的悬挂角度对氧化膜的质量有很大影响，尤其是因此而产生窝气的更不是少见，为避免这一问题，除在装夹和悬挂工序中需要特别注意之外，在阳极化和染色过程中还应多次摇晃工件，使工件的凹入部位在此工序中所产生的气体能及时排除。

染色时工件间互相贴合

因染色时互相贴合而形成的“阴阳面”多出现在平面件上，出现这种情况的工件应在干燥之前先挑出来，在铬酸或酸溶液中退色后重新染色。

为避免工件在染色时相互贴合，可采取下述方法：

①工件染色时不要从夹具上拆下来，带夹具染色，并在染色过程中把夹具上下抖动几次，以防夹具的接触处因顶气而产生过大的白点痕迹。

②从夹具上拆下后放人塑料篮筐内染色，染色时在液面以下轻轻抖动多次也能获得均匀一致的外观质量，要注意的是只能在染色液中轻轻抖动，否则工件会被擦毛而显现白色道痕。

铝材常温封孔质量的影响因素有：封孔液中的封孔物质镍盐、氟离子、封孔添加剂及其含量，这3个因素是决定铝材封孔质量效果的关键性因素；溶液的PH值、温度和封孔时间是影响铝型材封孔质量的重要条件因素；而提高槽液的洁净度、减小杂质的含量是铝材封孔质量的重要保证，经过试验表明，保证铝材常温封孔质量适宜生产工艺条件很重要。

封孔工艺的优化

工艺流程一般工业上均采用如下的生产工艺流程：常温脱脂→水洗→碱蚀→水洗→水洗→出光→水洗→水洗→阳极氧化→二次水洗→封孔→二次水洗；

一、***浓度优化：生产实践表明，当其它工艺条件不变时，随着***浓度的增大，阳极氧化过程中***对氧化膜的溶解作用明显加强，氧化膜孔锥度加大，封孔变得困难，因而封孔时间需要适当延长。一般情况下，***浓度超过185g/L即对厚膜的染斑试验产生明显影响，但***溶度过低，阳极氧化膜着色性能不佳，故实际生产中，需要权衡控制在合理范围内。

二、镍离子溶度优化：封孔是通过镍离子进入氧化膜孔、水解沉淀得以实现的。镍氟体系常温快速封孔的机理是溶解一沉积反应，反应产物（塞孔物质）主要由Ni（OH）、A1OOH、AlF3组成，是金属盐的水解沉积、水化反应和形成化学转化膜三种作用的综合结果。镍离子填充速度直接影响封孔速度，其含量对封孔质量影响很大，镍离子溶度越高，惠州阳极氧化，封孔质量越好。

但是常温封孔对坯料挤压色差掩盖作用十分有限，含量过高氧化膜底色发青，色差明显。故镍离子浓度控制在1.0～1.3g/L为宜，实际生产中镍离子在0.9g/L以上即可保证封孔质量。

三、氟离子溶度优化：氟离子对氧化膜起电中和作用，膜表面电性转负，有利于镍离子向孔内扩散和水解。另一方面，氟离子半径小，可以吸附在膜孔内，与孔壁的氧化膜反应生成氟铝络合物，从而使孔内铝离子积累和PH升高，有利于Ni向膜孔内表面的迁移和水解，生产实践表明，氟离子浓度在0.3～0.6g/L为宜，过高易起粉，过低则封孔不良。

同时在封孔过程中，氟离子消耗速度比镍离子快，故需经常补充，但不推荐单独添加氟化氨或NH4HF2，一则易造成槽液老化；二则易引起槽液PH起伏过大；三则添加物易与镍离子起络合反应造成实际补充到槽液中的游离态氟离子十分有限。

四、PH值优化：提高槽液PH值，能有效降低氟离子消耗，促进镍离子的吸收，封孔质量提高。但PH值太高时镍盐易水解，槽液浑浊严重，型材表面容易产生白灰，槽液PH值太低时，不足以造成镍盐水解，达不到封孔效果。依生产实践，新槽PH一般控制在5.8-6.2封孔效果比较好，老槽PH控制在6.0-6.5为宜。

五、封孔温度优化：温度太低时，F与氧化膜反应弱，不足以引起镍盐水解，影响封孔效果，常温封孔槽冬天一般也需要加温维持在一定温度。正常情况下，封孔温度越高，封孔时间可以适当缩短。老槽或者氟离子含量低于0.3g/L槽，往往需要加热到30℃以上才能正常封孔。依生产实践，当封孔温度低于25℃或高于35℃均会出现封孔不良。

六、封孔时间优化：封孔先做的部位是氧化膜膜口处，随时间增加，逐渐深入膜孔内部从而完成封孔，在整个封孔过程中，前半段时间封孔速度快，后半段时间封孔速度慢。

依生产实践，白料、喷砂料、色料封孔时间存在较大差异，不能一味根据膜厚高低按比例分配封孔时间，尤其是古铜料和黑料，虽然氧化膜膜底会沉积3-8UM着色微粒，但过短的封孔时间会造成脱色黏胶***。封孔时间稍长即容易起灰，阳极氧化厂，需要车间操作者根据实际情况决定封孔时间。由于现代添加剂的发展，目前市场上已出现长时间（30分钟）封孔不起灰的封孔剂，这对自动化生产十分有利。

七、陈化过程优化：封孔过程中氧化膜根部未完全封闭，需要陈化一段时间。正常工艺条件下，封孔后自然陈化1-3天内即可达到***标准，但是自然封孔膜抗热裂性能不佳，部分厚膜料在外暴晒一段时间即会出现明显裂纹。采用热纯水陈化能显著提高氧化膜热裂性，热纯水电导率不大于50；温度60-80℃；时间1um/min；热水洗温度对表面质量影响比较明显，过高的陈化温度会起灰。

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