阳极氧化过程_铝阳极氧化按照电解溶液性质的分类

  铝在各种电解溶液中作为阳极的极化行为，至少可以分成5种情况，其中第①种和第②种属于国家标准定义范围的铝阳极氧化，(导读:阳极氧化膜的电解着色基本原理及电解着色原理 http://www.hswj66.com/Article/yangjiyanghuamodedia_1.html。

  ①在电解溶液对阳极氧化膜基本不溶解的情况，比如中性硼酸盐、中性磷酸盐或中性酒石酸盐溶液中，开始时电压随阳极氧化时间迅速直线上升到比较高的电压，如果这个电压上升超过击穿电压叭，则阳极氧化膜被击穿[见图1(a)]。如果这个电压没有到达击穿电压，那么在这个电压下，电流又迅速下降到接近零或一个极小的所谓漏电电流值，此时电化学反应实际上停止了[见图1(c)]。所谓“漏电电流值”主要可能是来自膜中的缺陷、杂质或局部薄膜的电子电流。此时生成的是壁垒型阳极氧化膜。

  ②在电解溶液对阳极氧化膜“有限度”溶解的情况，比如草酸、硫酸、磷酸或铭酸等溶液中。电压变化在开始时类似于上述情况，但是下降尚未到达一个极小值时，又重新上升到相对恒定的稳态电压，维持着阳极氧化的电化学反应[见图1(b)]。此时生成的是多孔型阳极氧化膜。

 

  ③在某些有机酸溶液、中性硫酸盐溶液和含氯离子的电解溶液中，金属溶解速度与阳极氧化膜的形成速度差不多时，电压一般在逐步下降之前上升到一个极大值。此时金属铝表面发生点腐蚀，不能生成完整的阳极氧化膜。

  ④在一些强酸介质中，电压发生周期性波动或者稳定在一个较低的电压值上，此时金属表面不能成膜只发生电解抛光。

  ⑤在一些强酸或强碱溶液中.开始电压很低并维持在低电压水平，此时金属铝的大部分表面发生电解浸蚀。

  上述5种情形中，第①种和第②种都生成阳极氧化膜。由于电解溶液对铝氧化膜的溶解能力强弱不同，如表1-2所示分别生成壁垒型或多孔型阳极氧化膜。溶解能力较强的电解溶液生成多孔型阳极氧化膜，溶解能力较弱的电解溶液生成壁垒型阳极氧化膜。今天我们主要叙述铝在第Ⅱ类电解溶液中阳极氧化的规律及其多孔型阳极氧化膜的结构，这类阳极氧化膜主要用于保护性和装饰性场合。

 

  多孔型阳极氧化膜最常用的电解溶液见表1-2的第Ⅱ类，有时候还加人一些有机酸，以降低电解溶液对于阳极氧化膜的溶解性能。但是由于硫酸与草酸的溶解能力有所不同，即使它们属于同一类电解溶液中，其阳极氧化的规律也不完全相同，生成的阳极氧化膜的性能也有所差别。这种性能差别往往与多孔型阳极氧化膜的结构，譬如微孔直径、孔壁厚度和孔隙率等因素有关，还与掺人阳极氧化膜中溶液阴离子的成分、数量和分布等因家都有关系。

  在直流阳极氧化时，可以采用定电压或定电流技术，壁垒型阳极氧化膜或多孔型阳极氧化膜的电流一时间(定电压时)曲线或电压一时间(定电流时)曲线都明显不同。如图1(c)所示，定电压阳极氧化、电流密度与时间的关系，由于壁垒型膜致密无孔.电流密度以指数形式迅速下降，降到接近零或一个漏电电流值。而多孔型膜先下降然后由于膜的溶解又上升到一个大体不变的数值，这个时候多孔型阳极氧化膜呈稳定生长。如图1(a)和图1(b)所示，定电流密度阳极氧化电压随时同变化，如果电流密度很大使得电压直接到达击穿电压[见图1(a)]，则氧化膜被击穿。如果电压低于击穿电压[见图1(b)]，对于壁垒型膜电压直线上升，而多孔型膜的电压先上升后下降到一个稳定电压值不变，此时是多孔型膜的稳定生长阶段。不同形式的电压随时间的变化曲线或电流随时间的变化曲线，可以判别生成的是壁垒型膜还是多孔型膜。本章以后将详细解释两种类型阳极氧化膜的生成规律和生成机理。

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