铝型材氧化的一般原理

    氧化铝材的一般原理

    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。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， 将发生以下的反应：

　　在阴极上， 按下列反应放出 H2：2H + +2e →

　　在阳极上， 4OH – 4e→ 2H2O + O2， 析出的氧不仅是分子态的氧 （O2）， 还包括原子氧
　　以及离子氧（O-2）， 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12O3膜：

　　2A12O3 + 3351J 应指出， 生成的氧并不是全部与铝作用。一部分以气态的形式析出。阳极氧化的种类阳极氧化早就在工业上得到广泛应用。冠以不同名称的方法繁多， 归纳起来有以下几种分类方 法：

　　按电流型式分有：直流电阳极氧化；交流电阳极氧化；以及可缩短达到要求厚度的生产时间，膜层既厚又均匀致密且抗蚀性显着提高的脉冲电流阳极氧化。按电解液分有：硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。按膜层性质分有：普通膜、硬质膜（厚膜）、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍，这是因为它具有适用于铝及大部分铝合金的阳极氧化处理；膜层较厚、硬而耐磨、封孔后可获得更好的抗蚀性；膜层无色透明、吸附能力强极易着色；处理电压较低，耗电少；处理过程不必改变电压周期；有利于连续生产和实践操作自动化；硫酸对人身的危害较铬酸小， 货源广， 价格低等优点。近十年来我国的建筑业逐步使用铝门窗及其它装饰铝材， 它们的表面处理生产线都是采用这种方法。
 
　　阳极氧化膜结构、性质与应用

　　1） 阳极氧化膜的结构 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成长起来的后者称为阻挡层（亦称活性层）。

　　（1） 阻挡层 阻挡层是由无水的A12O3所组成， 薄而致密， 具有高的硬度和阻止电流通过的作用。

　　（2） 多孔的外层 氧化膜多孔的外层主要是由非晶型的A12O3及少量的r-A12O3。H2O还含有电解液的阴离子。氧化膜的絶大部分优良特性，如抗蚀、耐磨、吸附、绝缘等性能都是由多孔外层的厚度及孔隙率所决定的，然而这两者却与阳极氧化条件密切相关。因此可通过改变阳极化条件来获得满足不同使用要求的膜层。膜厚是阳极氧化制品一个很主要的性能指针，其值的大小直接影响着膜层耐蚀、耐磨、绝缘及化学着色能力。在常规的阳极氧化过程中， 膜层随着时间的增加而增厚。在逹到最大厚度之后则随着处理时间的延长而逐渐变薄， 有些合金如A1-Mg、A1-Mg-Zn合金表现得特别明显。因此氧化的时间一般控制在逹最大膜厚时间之内。

　　2） 阳极氧化膜的性质与应用

　　阳极氧化膜具有较高的硬度和耐磨性、极强的附着能力、较强的吸附能力、良好的抗蚀性和电绝缘性及高的热绝缘性。由于这些特异的性能使之在各方面都获得了广泛的应用。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。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， 将发生以下的反应：在阴极上按下列反应放出H2：2H ++2e → H2 在阳极上， 4OH – 4e→ 2H2O + O2，析出的氧不仅是分子态的氧还包括原子氧（O）， 以及离子氧（O-2）， 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A12O3膜：

　　4A1 + 3O2 = 2A12O3 + 3351J 应指出， 生成的氧并不是全部与铝作用， 一部分以气态的形式析出。

　　阳极氧化的种类阳极氧化早就在工业上得到广泛应用。冠以不同名称的方法繁多， 归纳起来有以下几种分类方法：

　　按电流型式分有：直流电阳极氧化；交流电阳极氧化；以及可缩短达到要求厚度的生产时间，膜层既厚又均匀致密， 且抗蚀性显着提高的脉冲电流阳极氧化。

　　按电解液分有：硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。

　　按膜层性质分有：普通膜、硬质膜（厚膜）、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。

　　直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍，这是因为它具有适用于铝及大部分铝合金的阳极氧化处理；膜层较厚、硬而耐磨、封孔后可获得更好的抗蚀性；膜层无色透明、吸附能力强极易着色；处理电压较低，耗电少；处理过程不必改变电压周期,有利于连续生产和实践操作自动化；硫酸对人身的危害较铬酸小， 货源广， 价格低等优点。