实验二 铝及铝合金的阳极氧化

实验二铝及铝合金的阳极氧化一、实验目的：1.熟悉铝及铝合金的阳极氧化工艺过程。

2.掌握阳极氧化中各工艺参数对阳极化过程及膜质量和性能的影响。

二、实验内容简介铝及铝合金具有优良的综合性能而得到较为广泛的应用，在其表面会生成一层致密的氧化膜，但厚度只有几纳米至几十纳米，起不到有效的防护和耐磨作用。

而采用阳极氧化处理形成的阳极化膜厚度可达3~30μm，不但既有良好的机械性能，而且耐蚀性和吸附性能均十分优异。

故在所有的铝表面处理方法中，阳极化在工业中的应用十分广泛，可作为防护性膜、防护装饰性膜、耐磨性膜、绝缘性膜等。

阳极氧化所用的电解液一般为具有中等溶解能力的酸性溶液（如硫酸、草酸、铬酸、磷酸等），电解时，铝工件为阳极，Pb(Pt)为阴极，阳极氧化时发生下列反应：阳极:H2O-2e→[O]+2H+,产生的初生态原子氧对铝制品表面有很强的氧化能力,生成薄而致密的氧化物薄膜（10~100nm）；阴极：2H++2e→H2↑。

在阳极还存在着酸对铝及氧化铝膜的溶解反应：2AL+6H+→2AL3++3H2↑,AL2O3+6H+→2AL3++3H2O。

由此可知，膜的成长过程包含着膜的生成与膜的溶解两个相辅相成的方面，并且只有当膜的生成速度大于溶解速度时才能获得一定厚度的膜，氧化初期，膜的生成速度大于溶解速度，膜厚不断增加，随着厚度的增加，其电阻也加大，结果使膜的生长速度减慢，一直到与膜的溶解速度相等时，膜的厚度才为一定值。

铝的阳极氧化膜的微观结构成蜂窝状，即由内层的阻挡层和外层的多孔层构成，由于膜是从基体上成长其来的，因此结合强度十分高。

色泽随电解液的成分及铝合金中所含的合金元素而异。

由于膜的多孔性质，决定了膜具有强烈的吸附性能，故可对膜进行染色，也可作为铝制品沉积金属前的底层等。

2．铝的阳极氧化工艺及步骤a.表面准备铝及其合金在阳极氧化之前都必须根据制件的材质、表面形状和对膜的要求进行适当的表面预处理，如除油、酸洗和抛光等。

铝和铝合⾦阳极氧化后能导电吗？导电原理：某物质的原⼦的价电⼦较少，外电⼦层不饱满，存在着电⼦空位，在连成回路的电⼦空位间有电压差，形成换位移动，形成电流。

阳极氧化（anodize）⽣成的膜是不导电的；化学氧化（Chemical oxidation）的膜是导电的。

这两种⽅式都是铝和铝合⾦防腐蚀处理的常⽤⽅法。

1.阳极氧化阳极氧化是使⾦属在给定电解质中作为阳极，通过⼀定的电流密度，在其表⾯形成⼀层氧化物覆盖层的过程。

有⾊⾦属或其合⾦（如铝、镁及其合⾦等）都可进⾏阳极氧化处理。

阳极氧化需要的时间为⼏⼗分钟。

常⽤电解质为硫酸和铬酸，草酸因成本⾼，⽤的⽐较少。

阳极氧化处理后在铝材表⾯⽣成的氧化膜具有绝缘性和多孔性，外观⽆⾊透明。

然后可以进⼀步利⽤膜的微孔吸附能⼒强做发⿊、彩虹化处理。

阳极氧化形成的氧化铝薄层，其厚度为5～20微⽶，阳极氧化后提⾼了其硬度和耐磨性，不导电，击穿电压达2000V，增强了抗腐蚀性能。

适⽤于潮湿地区的室内电⼦产品中结构件的防护处理。

硬质阳极氧化膜可达60～200微⽶。

在ω＝0.03NaCl盐雾中经⼏千⼩时不腐蚀，并且耐磨。

氧化膜薄层中具有⼤量的微孔，可吸附各种润滑剂，适⽤于制造发动机⽓缸或其他耐磨零件和室外电⼦产品结构件的防护处理。

2.化学氧化化学氧化（Chemical oxidation）是通过化学处理使⾦属表⾯形成氧化膜的过程。

化学氧化所⽤化学溶液都是含有氧化剂的碱性溶液。

例如铝及铝合⾦⼀般⽤添加铬酸盐、硅酸盐、磷酸盐的碳酸钠溶液，铜及铜合⾦⽤含有氧化剂的苛性钠溶液。

化学氧化不需要通电，⽽只需要在碱性溶液⾥浸⼏⼗秒泡就⾏了，它是⼀种纯化学反应。

氧化⽣成的膜仅仅0.01—5微⽶左右。

化学氧化耐磨性、耐腐蚀性均⽐阳极氧化差很多。

适⽤于环境良好的室内电⼦产品，如叉指形散热器、⽀架，以及需要喷涂前的结构件预处理。

3.铝和铝合⾦的关联表⾯处理1).表⾯着⾊处理阳极氧化膜着⾊⽅法分为三类，即吸附染⾊法，整体发⾊法和电解着⾊法，可以着⾊种类较多。

表面技术概论实验指导书之一实验一铝阳极氧化膜与着色技术实验一、实验目的1．了解转化膜与着色技术的实际意义。

2．了解铝的阳极氧化和着色的原理。

3．掌握铝阳极氧化膜与着色技术工艺方法。

二、实验原理表面转化膜与着色技术是材料表面工程技术中的重要分支之一，应用非常广泛。

转化膜技术是通过化学或电化学方法，使金属表面形成稳定的化合物膜层而不改变其金属外观的一类技术，其形成方法是：将金属工件浸渍于处理溶液中，通过化学或电化学反应，使被处理金属表面发生溶解并与处理溶液发生反应，在金属表面上形成一层难溶的化合物膜层。

转化膜以“基体金属发生溶解、参与反应”，形成的是“难溶的化合物膜层”及“不改变金属外观”区别于电镀层、化学镀层或有机涂层等其它表面处理层。

（一）铝的阳极氧化轻金属材料的阳极氧化属于表面转化膜技术中的分支之一。

轻金属材料重量轻、导电导热性好，但这些材料耐腐蚀性差，容易产生晶间腐蚀，耐磨性比较低。

通过阳极氧化处理，可在其表面生成一层厚度达几十到数百微米的氧化膜。

根据不同用途，阳极氧化膜可赋予表面防护、装饰性、耐磨性、绝缘、隔热、光学性能等。

铝在大气中会自然形成非晶态的氧化铝膜，厚度为4～5μm。

这层膜不致密，耐腐蚀性差。

人工形成阳极氧化膜是在一定的电解池中进行的。

将铝制件作为阳极，其它材料(如铅、铝等)作为阴极置于电解池(如以硫酸溶液作为电解液)中，通上直流电，这时可以观察到在阳极上和阴极上都有气体析出。

阳极析出氧气，阴极析出氢气。

而阳极上析出的氧大部分与铝作用生成了Al203(氧化膜) (见图1)。

氧化膜的生成是两个不同过程同时进行的结果：一个是电化学过程，它产生氧并与铝作用生成从Al203，另一个是化学过程，生成的Al203膜被电解液溶解成为多孔层。

没有溶解过程，Al203膜就不能导电，反应不能继续。

其次，氧化膜的生成速度必须大于溶解速度，否则膜层不能增厚。

铝阳极氧化过程的电极反应可简单地描述如下：硫酸对金属铝和氧化膜的溶解作用为阳极氧化一开始，铝表面立即生成一层致密的氧化膜。

铝及铝合金硫酸阳极氧化常见故障的原因及排除措施铝及铝合金硫酸阳极氧化常见故障的原因及排除措施1. 引言铝及其合金广泛应用于各个领域，包括建筑、汽车、航空航天以及电子等行业。

为了增强其耐腐蚀性和提高外观，常常会对铝材进行硫酸阳极氧化处理。

然而，这种过程中可能会出现一些常见故障，影响其表面质量和性能。

本文将深入探讨铝及铝合金硫酸阳极氧化常见故障的原因及排除措施，以帮助读者更好地理解和解决这些问题。

2. 铝及铝合金硫酸阳极氧化常见故障2.1 腐蚀腐蚀是铝及铝合金硫酸阳极氧化常见的问题之一。

这可能是由于阳极氧化处理中的规范不当导致的，例如处理时间过长或温度过高。

可能存在原材料质量问题，如含有过多的杂质或不纯的硫酸，导致更易腐蚀的氧化层形成。

排除措施：正确控制氧化处理参数，如时间和温度，以确保处理的一致性。

应定期检查硫酸的质量，并确保其纯度。

如果发现腐蚀问题，可以考虑增加氧化电压和降低氟离子浓度，以增加氧化层的密度和耐蚀性。

2.2 颜色不均匀铝及铝合金硫酸阳极氧化处理过程中出现的颜色不均匀也是一个普遍存在的故障。

这可能由于电解液中存在浓度梯度或流速不均匀导致的。

铝材基体的合金成分也可能会影响颜色的均匀性。

排除措施：确保电解液的浓度均匀，可以通过搅拌电解液或增加搅拌装置来实现。

另外，调整电流密度和处理时间，以平衡铝材表面的氧化反应速率，从而避免颜色不均匀问题的发生。

2.3 孔洞和气泡在铝及铝合金硫酸阳极氧化过程中，孔洞和气泡也经常出现。

这可能是由于工艺参数设置错误，如电流密度或处理时间过高，导致氧化层无法均匀形成。

排除措施：调整工艺参数，以确保电流密度适中，并根据铝材的形状和尺寸合理设定处理时间。

使用合适的搅拌设备可以提高电解液的流动性，从而减少气泡和孔洞的产生。

3. 其他问题与个人观点除了上述常见故障，铝及铝合金硫酸阳极氧化过程中可能还会遇到其他问题。

电解槽污染、表面纹理不佳以及氧化层附着力不强等。

针对这些问题，应该结合具体情况进行分析和解决。

铝及铝合金阳极氧化铝及铝合金阳极氧化，这可是个很有趣的事儿呢！你知道吗？铝这种材料在咱们生活里到处都是，像那些亮晶晶的铝制门窗啦，轻便的铝制小物件啥的。

可铝和铝合金要是就那么放着，有时候就显得有点普通，而且还容易被腐蚀呢。

这时候阳极氧化就像给它们穿上了一层超级酷炫的魔法外衣。

阳极氧化啊，就像是给铝和铝合金做了个超级变身。

这个过程就像是一场奇妙的化学反应之旅。

把铝制品放到特定的溶液里，通上电，然后就像魔法开始生效一样，铝的表面开始发生变化。

它会慢慢地形成一层氧化膜，这层膜可不是普通的膜哦，它就像是铝制品的铠甲，可以保护铝不被外界的东西轻易欺负，像那些潮湿的空气啊，还有一些可能会让铝生锈的物质。

而且这层氧化膜还能让铝变得超级好看。

它可以染上各种各样的颜色，你想要鲜艳的红色、神秘的紫色，还是清新的蓝色，都可以做到。

这就好比给铝制品化了个美美的妆，让它从一个普普通通的小物件，变成了一件艺术品。

在工业上，这个阳极氧化的作用可就更大啦。

那些需要在恶劣环境下工作的铝制部件，经过阳极氧化后，就像是拥有了超能力，能够长时间地保持稳定的性能。

比如说汽车发动机附近的一些铝制零件，要是没有这层保护，估计很快就会被发动机的热量和周围的环境弄得不成样子啦。

对于咱们日常生活来说，那些阳极氧化后的铝制品用起来也更让人放心。

就拿厨房的铝制厨具来说吧，阳极氧化后的厨具不仅不容易脏，而且还更加安全卫生。

清洗的时候也方便，就像有个小天使在帮忙一样，轻轻一擦，污渍就没了。

铝及铝合金的阳极氧化真的是个很神奇的技术，它把铝这种原本就很实用的材料变得更加完美。

它就像是一个默默在背后付出的小工匠，精心地雕琢着每一个铝制品，让它们在不同的地方发挥着独特的魅力，给我们的生活带来了很多的便利和美好的体验。

铝合金的阳极氧化实验操作注意事项以铝合金的阳极氧化实验操作注意事项为标题，写一篇文章。

在进行铝合金阳极氧化实验时，为了保证实验的准确性和安全性，我们需要注意以下几个方面的操作事项。

一、实验前的准备工作：1. 清洗：将待实验的铝合金样品进行彻底的清洗，去除表面的油污和杂质，可以使用去污剂或酸洗等方法进行清洗。

2. 表面处理：将清洗后的样品进行表面处理，可以采用机械研磨、喷砂等方法，使其表面更加平整，有利于氧化膜的生成。

二、实验操作步骤：1. 阳极氧化槽的准备：将氧化槽清洗干净，并且确保电解液的浓度和温度符合要求。

通常使用硫酸、草酸等酸性电解液，浓度一般为10-20%，温度在15-25摄氏度之间。

2. 槽液的调制：根据实验需要，按照一定比例将酸性电解液和其他添加剂混合调制，以保证阳极氧化的效果和膜层的质量。

3. 阳极氧化：将清洗和表面处理后的铝合金样品放入阳极氧化槽中，确保样品与阳极的连接良好，并且不与阳极直接接触。

然后将阳极氧化槽与直流电源连接，设定适当的电流密度和电解时间。

4. 控制参数：在实验过程中，需要控制好电流密度和电解时间，以免造成过度氧化或氧化不完全的情况。

一般来说，电流密度控制在1-3A/dm²之间，电解时间根据需要可长可短。

5. 实时监测：在实验过程中，需要实时监测样品的温度和电流变化情况，以及氧化膜的形成情况。

可以使用温度计和电流表进行监测，确保实验过程的稳定性和准确性。

三、实验后的处理工作：1. 清洗：将经过阳极氧化的样品从槽中取出，用去离子水彻底清洗，去除残留的电解液和其他杂质。

2. 干燥：将清洗后的样品放置在通风干燥的环境中，使其自然干燥或者使用干燥箱进行烘干，以保证样品的表面干燥。

3. 质量检验：对阳极氧化后的样品进行质量检验，检查氧化膜的厚度、硬度和附着力等指标，确保阳极氧化的效果符合要求。

值得注意的是，阳极氧化实验涉及到酸性电解液和直流电源，操作时需要佩戴防护手套、护目镜等个人防护装备，避免酸液溅到皮肤或眼睛。

铝及铝合金的阳极氧化工艺与参数指导1 铝及铝合金阳极氧化处理的起因铝及其合金在大气中其表面会自然形成一层厚度为40 ~ 50 A薄的氧化膜。

虽然能使金属稍微有些钝化，但由于它太薄，孔隙率大，机械强度低，不能有效地防止金属腐蚀。

经过阳极氧化处理，可以使铝及其合金表面获得一层比自然氧化膜厚得多的致密膜层(从几十微米甚至到几百微米)。

这层人工氧化膜再经过封闭处理，无晶型的氧化膜转变成结晶型的氧化膜，孔隙也被封闭，因此使金属表面光泽能长久不变，抗蚀性能、机械强度都有所提高，经染色还可获得装饰性的外观。

由于铝及其合金制品经过阳极氧化后具有许多特点，所以铝阳极氧化工艺在铝制品表面处理中广为应用。

经过阳极氧化后的铝制品耐蚀能力很好。

硫酸阳极氧化法所得的氧化膜厚度可在5 - 20微米之间，硬度较高，孔隙率大，吸附性强，容易染色和封闭。

而且具有操作简便、稳定、成本低等特点，故应用最为广泛。

2 铝及铝合金阳极氧化上膜原理当把零件挂在阳极上，阴极用铅棒，通入电流后，发生如下反应：阴极上 2H+ + 2e → H2 ↑阳极上 Al-3e → Al3+6OH- → 3H2O+3O2-2Al3+ + 3O2- → Al2O3 + 399 (卡)硫酸还可以与Al、Al2O3 发生反应2Al + 2H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑Al2O3 + H2SO4 → AL2(SO4)3 + 3H3O铝阳极氧化膜的生长是在“生长”和“溶解”这对矛盾中产生和发展的。

通电后的最初数秒钟首先生成无孔的致密层(叫无孔层，或阻挡层)，它虽只有0.01 ~ 0.015Am，可是具有很高的绝缘性。

硫酸对膜产生腐蚀溶解。

由于溶解的不均匀性，薄的地方(孔穴)电阻小，离子可通过，反应继续进行，氧化膜生长，又伴随着氧化膜溶解。

循环往复。

控制一定的工艺条件特别是硫酸浓度和温度可使膜的生长占主导地位。

2.1 铝及铝合金阳极氧化过程机理：a.膜的电化学生成过程b.膜的化学溶解过程。

铝及铝合金铬酸阳极氧化铝及其合金应用铬酸阳极化工艺所获得的氧化膜随基材成分的差异，溶液配方的不同，呈现出不透明的灰白色至深灰色，色泽自然，外观与塑料制品相似，兼有瓷质感，有一定的装饰性能。

此工艺对铝及其合金的溶解度极小，适于有精度和粗糙度要求的工件选用，对于不适宜采用硫酸法阳极氧化工艺的铆接件、点焊件、压铸件和浇铸件都可用铬酸电解液进行阳极氧化处理，且这类工件缝隙中滞留的少量铬酸溶液对基材也不会产生有害的影响。

本工艺所获得的氧化膜层耐磨性较差，膜层很薄，只有3～5μm。

选用前先要了解工件的使用环境。

对加工后的成品要妥善包装，以防在运输过程中互相摩擦而损伤膜层表面。

646．根据精度要求选择工艺配方铬酸阳极氧化的工艺配方比较简单，溶液组成只有铬酸一种，但随着阳极化件的精度和表面粗糙度的不同要求，选用的工艺配方和工艺条件也稍有区别，在此仅举两种配方。

(1)用于高精度和有粗糙度要求的制件铬酐 30～40g／LJA 0．4～O．6A／dm2T 38～42℃t 50min电压 0～45V电压调节方法见图l0-3。

(2)用于一般钣余制件电压调节方法见图l0—4。

647．工艺条件变化对氧化膜质量的影响(1)电流密度。

由于阳极化处理过程中电流是受电压支配的，蝴要严格控制每一周期中的电压，以避免因此而引起工件受到侵蚀。

蝴个阳极化过程中电流密度如基本能控制在各自的工艺范围之内的话钥则都能获得理想的膜层质量，若电流密度过小，难以形成氧化膜；嘲流密度过大，所获得的氧化膜色暗并出现粉末。

(2)阳极氧化时间。

阳极氧化时间过短所获得的氧化膜发白并较薄；阳极氧化时间过长所获的氧化膜会出现疏松并发暗。

(3)电压要根据不同配方中各自电压调节图所示次序按阶梯式遣增。

稍有疏忽即有可能因初始电压过高造成工件烧毁。

(4)电解液温度的影响。

温度过高时氧化膜呈暗灰并有灰霜；温度太低时不易形成氧化膜。

648．严防电流突然上升击穿工件由于铬酸阳极化工艺要求的电压较高，阳极化过程中如发现电流突然上升，则说明此时某一工件表面生成的氧化膜已被电流击穿，应立即关闭电源，提出工件检查，检查时要严防未击穿件与夹具之间的位置受到变动，要将已被击穿的工件卸下来，视其击穿部位和击穿程I度，决定是否回用，对能回用的工件可退除膜层后重新氧化。

铝或铝合金阳极氧化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→H2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(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12O3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。

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。

铝及铝合金的阳极氧化工艺与参数指导1 铝及铝合金阳极氧化处理的起因铝及其合金在大气中其表面会自然形成一层厚度为40 ~ 50 A薄的氧化膜。

虽然能使金属稍微有些钝化，但由于它太薄，孔隙率大，机械强度低，不能有效地防止金属腐蚀。

经过阳极氧化处理，可以使铝及其合金表面获得一层比自然氧化膜厚得多的致密膜层(从几十微米甚至到几百微米)。

这层人工氧化膜再经过封闭处理，无晶型的氧化膜转变成结晶型的氧化膜，孔隙也被封闭，因此使金属表面光泽能长久不变，抗蚀性能、机械强度都有所提高，经染色还可获得装饰性的外观。

由于铝及其合金制品经过阳极氧化后具有许多特点，所以铝阳极氧化工艺在铝制品表面处理中广为应用。

经过阳极氧化后的铝制品耐蚀能力很好。

硫酸阳极氧化法所得的氧化膜厚度可在5 - 20微米之间，硬度较高，孔隙率大，吸附性强，容易染色和封闭。

而且具有操作简便、稳定、成本低等特点，故应用最为广泛。

2 铝及铝合金阳极氧化上膜原理当把零件挂在阳极上，阴极用铅棒，通入电流后，发生如下反应：阴极上 2H+ + 2e → H2 ↑阳极上 Al-3e → Al3+6OH- → 3H2O+3O2-2Al3+ + 3O2- → Al2O3 + 399 (卡)硫酸还可以与Al、Al2O3 发生反应2Al + 2H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑Al2O3 + H2SO4 → AL2(SO4)3 + 3H3O铝阳极氧化膜的生长是在“生长”和“溶解”这对矛盾中产生和发展的。

通电后的最初数秒钟首先生成无孔的致密层(叫无孔层，或阻挡层)，它虽只有0.01 ~ 0.015Am，可是具有很高的绝缘性。

硫酸对膜产生腐蚀溶解。

由于溶解的不均匀性，薄的地方(孔穴)电阻小，离子可通过，反应继续进行，氧化膜生长，又伴随着氧化膜溶解。

循环往复。

控制一定的工艺条件特别是硫酸浓度和温度可使膜的生长占主导地位。

2.1 铝及铝合金阳极氧化过程机理：a.膜的电化学生成过程b.膜的化学溶解过程。

为什么有些铝材可以阳极氧化着色有些铝材不可以阳极氧化着色？一、阳极氧化的原理阳极氧化处理是利用电化学的方法，在适当的电解液中，以合金零件为阳极，不锈钢、铬、或导电性电解液本身为阴极，在一定电压电流等条件下，使阳极发生氧化，从而使工件表面获得阳极氧化膜的过程。

按其电解液的种类及膜层性质可分为硫酸（可以着色）、铬酸、（不需着色）、混酸、硬质（不能着色）和瓷质阳极氧化；根据各种阳极氧化膜的染色性能，只有硫酸阳极氧化获得的氧化膜最适宜染色；其他如草酸、瓷质阳极氧化膜（微弧氧化）虽能上色，但干扰色严重；铬酸阳极氧化膜或硬质氧化膜均不能上色；综合所述，要达到阳极氧化上色的目的，仅有硫酸阳极氧化可行。

二、硫酸阳极氧化对铝合金材质的限制1、合金元素的存在会使氧化膜质量下降，同样条件下，在纯铝上获得的氧化膜最厚，硬度最高，抗蚀性最佳，均匀度最好。

铝合金材料，要想获得好的氧化效果，要确保铝的含量，通常情况下，以不低于95%为佳。

2、在合金中，铜会使氧化膜泛红色，破坏电解液质量，增加氧化缺陷；硅会使氧化膜变灰，特别是当含量超过4.5%时,影响更明显；铁因本身特点，在阳极氧化后会以黑色斑点的形式存在。

三、铝合金基础知识工业中使用的铝合金有两大类，即变形铝合金和铸造铝合金。

1、变形铝合金不同牌号的变形铝合金具有不同的成分、热处理工艺和相应的加工形态，因此它们分别具有不同的阳极氧化特性。

按照铝合金系，从强度最低1xxx系纯铝到强度最高7xxx系铝锌镁合金。

1xxx系铝合金又称“纯铝”,一般不用于硬质阳极氧化。

但在光亮阳极氧化和保护性阳极氧化具有很好的特性。

2xxx系铝合金又称“铝铜镁合金”，由于合金中的Al-Cu金属间化合物在阳极氧化时易溶解，因此难以生成致密的阳极氧化膜，在保护性阳极氧化时，其耐腐蚀性更差，因此此系列的铝合金不易阳极氧化。

3xxx系铝合金又称“铝锰合金”，不会使阳极氧化膜的耐腐蚀性下降，但是由于Al-M n金属间化合物质点，会使阳极氧化膜呈现灰色或灰褐色。

铝的阳极氧化实验报告篇一：铝的阳极氧化染色实验报告铝的阳极氧化染色实验报告【实验名称】铝的阳极氧化染色。

【实验目的】对铝进行阳极氧化，并进行染色处理。

【实验原理】以铝或铝合金制品为阳极，置于电解质溶液中进行通电处理，使其表面形成氧化膜，这样形成的氧化膜比在空气中自然形成的氧化膜耐蚀能力更好。

氧化膜具有较强的吸附性，利于进行染色处理。

经过阳极氧化后，铝制品的耐蚀性、耐磨性和装饰性都有明显的改善和提高。

（1）阳极氧化原理以铝或铝合金制品为阳极，硫酸为电解质溶液进行通电处理，铝被氧化形成无水的氧化膜。

阴极：2H+ + 2e-= H2↑阳极：2Al + 3H2O – 6e-= Al2O3 + 6H+氧化膜在生成的同时，又伴随着氧化膜被溶解的过程。

Al2O3 + 6H+ =2Al3+ + 3H2O溶解出现的孔隙使铝与电解液接触，又重新氧化生成氧化膜，循环往复。

控制一定的工艺条件（硫酸浓度和温度等）可使氧化膜形成的速率大于氧化膜溶解的速率，利于氧化膜的生成。

（2）着色原理铝的阳极氧化膜多孔隙，对染料有良好的物理吸附和化学吸附性能，在铝阳极氧化膜上进行浸渍着色或电解着色，可达到耐蚀和装饰目的。

无机盐着色：将制品依次浸入两种无机盐溶液中，两种无机盐在氧化膜孔隙内反应生成有颜色的无机盐并沉积在孔隙中。

有机染料着色：阳极氧化膜对染料有物理吸附作用，有机染料官能团与氧化膜也会发生络合反应。

有机染色色种多且色泽艳丽，但耐磨、耐晒、耐光性能差。

（3）封闭原理铝阳极氧化膜必须进行封闭处理。

沸水法是常用的封闭方法。

在沸水中，氧化膜表面及孔壁的无水氧化膜水化，形成非常稳定的水合结晶膜，从而达到封闭孔隙的目的。

Al2O3 + H2O=Al2O3·H2O此外还有蒸汽封闭法、盐溶液封闭法和填充有机物封闭法等。

本实验将铝以硫酸为电解质溶液进行阳极氧化，用硫代硫酸钠溶液和高锰酸钾溶液进行浸渍着色，用沸水法封闭。

【实验用品】铝片、铜片、氢氧化钠、硫酸、高锰酸钾、硫代硫酸钠、水、天平、量筒、烧杯、玻璃棒、水槽、直流电源、电流表、鳄鱼夹、导线、砂纸。

铝及铝合金硫酸阳极氧化铝及铝合金硫酸阳极氧化就是在一定浓度的硫酸溶液中，在给定的工艺条件下，受到外界直流电的作用，铝合金表面形成一层抗腐蚀氧化膜的过程，其所获得的氧化膜还具有无色透明，有一定的防护性能，且孔隙多、吸附性好，易于染色等优点。

铝及其合金硫酸阳极氧化工艺不甚复杂，但工艺要求很严，质量故障通常都是由疏忽、轻视而引起的。

603．阳极氧化件的盲孔、狭缝口出现粗糙印痕这一现象是碱洗、硝酸出光后硝酸未被充分洗净引起的。

阳极化时硝酸从工件的孔眼、狭缝中缓缓释放出来，在电流的作用下引起腐蚀，故硝酸出光后的工件要加强清洗，甩净，也可用医用注射器抽出，保证隐藏在这些部位的残留污液抽取干净，以免引起后患。

604．阳极氧化时不使用辅助阴极阳极化时工件表面生成的三氧化二铝膜层的电阻高于阳极化溶液的电阻，并具有良好的分散能力，因此，阳极化时无需使用辅助阴极，只要不窝气，不产生气袋，工件的深凹部位都能获得与其他部位基本相同的膜层厚度。

605．阳极氧化件表面出现红色、灰色挂霜这种现象实际上是由于工件阳极化时接触不良，工件表面尚未形成氧化膜，红色挂霜是工件在阳极化溶液中置换出来的铜，而灰色挂霜又是含硅铝合金受到酸的浸蚀而残留下来的硅。

出现这种情况，可先检查夹具，如夹具有氧化膜，需把工件卸下来，。

对夹具作退膜处理，工件经混合酸漂洗后重新装夹氧化处理。

如夹具也没有氧化膜，则是夹具与导电铜梗接触不好引起的，这时可移动一下位置继续氧化处理。

为避免上述现象再度出现，装夹时夹具必须随用随洗，装夹要牢固可靠，阳极化时还要进行测试，检查工件导电是否正常。

简易的检测方法如下。

一般铝合金在阳极极化时会冒气泡，是否导电较易识别，但高纯铝材冒泡极轻微，铸造铝不导电也会冒泡，都较难辨别，在这种情况下可采取下列方法检查。

(1)所用夹具已知是经过碱洗的：取一段塑料电线，把电线两头塑料皮剥去，检查时一头捆在6V灯泡的螺纹部位，一头连接负极，灯泡端头部位触及夹具时发光说明工件是导电的。