鋁陽極氧化膜的生長過程
發(fā)布時間：
2020-08-09
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鋁陽極氧化膜的生長過程就是氧化膜不斷生成和不斷溶解的過程。
第一段a（曲線ab段）：無孔層形成。無孔層與鋁陽極氧化膜在電解液中的溶解速度成反比，其厚度與形成電壓成正比，因此，曲線ab段的電壓就表現(xiàn)出由零急劇增至最大值。在通電剛開始的幾秒到幾十秒時間內(nèi)，鋁表面立即生成一層致密的、具有高絕緣性能的厚度約0.01～0.1微米，且是連續(xù)的、無孔的一層氧化膜，此膜的出現(xiàn)阻礙了電流的通過和膜層的繼續(xù)增厚，稱為無孔層或阻擋層。
第二段b（曲線bc段）：多孔層形成。由于生成的氧化膜并不均勻，但是隨著鋁陽極氧化膜的生成，電解液對膜的溶解作用也就開始了，在膜最薄的地方將首先被溶解出空穴來。電化學(xué)反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行，電解液就可以通過這些空穴到達(dá)鋁的新鮮表面，電阻減小，電壓隨之下降（下降幅度為最高值的10～15%），膜上出現(xiàn)多孔層。
第三段c（曲線cd段）：多孔層增厚。陽極氧化約20s后，電壓進(jìn)入比較平穩(wěn)而緩慢的上升階段，這說明了鋁陽極氧化膜中無孔層的生成速度與溶解速度基本上達(dá)到了平衡，表明無孔層在不斷地被溶解形成多孔層的同時，新的無孔層又在生長，故無孔層的厚度不再增加，電壓變化也很小。但是，他們?nèi)栽诓粩噙M(jìn)行著，此時在孔的底部氧化膜的生成與溶解并沒有停止，結(jié)果使孔的底部逐漸向金屬基體內(nèi)部移動。
隨著氧化時間的延續(xù)，孔穴加深形成孔隙，具有孔隙的膜層逐漸加厚。當(dāng)鋁陽極氧化膜生成速度和溶解速度達(dá)到動態(tài)平衡時，氧化膜的厚度也不會再增加，即便是再延長氧化時間也不會，此時應(yīng)停止陽極氧化過程。陽極氧化特性曲線與氧化膜生長過程在稀硫酸電解液中通以直流和交流電對鋁及其合金進(jìn)行陽極氧化處理，可獲得5～20微米厚，吸附性較好的無色透明氧化膜，工藝簡單，溶液穩(wěn)定，操作方便，電能消耗少，成本低，允許雜質(zhì)含量范圍較寬，幾乎可以適用于鋁及各種鋁合金的加工，所以在國內(nèi)已得到了廣泛的應(yīng)用。
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