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陽極氧化(anodic oxidation)：金屬或合金的電化學(xué)氧化。鋁及其合金在相應(yīng)的電解液和特定的工藝條件下，由于外加電流的作用下，在鋁制品(陽極)上形成一層氧化膜的過程。陽極氧化如果沒有特別指明，通常是指硫酸陽極氧化。

為了克服鋁合金表面硬度、耐磨損性等方面的缺陷，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，延長使用壽命，表面處理技術(shù)成為鋁合金使用中不可缺少的一環(huán)，而陽極氧化技術(shù)是目前應(yīng)用最廣且最成功的。

所謂鋁的陽極氧化是一種電解氧化過程，在該過程中，鋁和鋁合金的表面通常轉(zhuǎn)化為一層氧化膜，這層氧化膜具有保護(hù)性、裝飾性以及一些其他的功能特性。從這個(gè)定義出發(fā)的鋁的陽極氧化，只包括生成陽極氧化膜這一部分工藝過程。

將金屬或合金的制件作為陽極，采用電解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金屬氧化物薄膜改變了表面狀態(tài)和性能，如表面著色，提高耐腐蝕性、增強(qiáng)耐磨性及硬度，保護(hù)金屬表面等。例如鋁陽極氧化，將鋁及其合金置于相應(yīng)電解液(如硫酸、鉻酸、草酸等)中作為陽極，在特定條件和外加電流作用下，進(jìn)行電解。陽極的鋁或其合金氧化 ，表面上形成氧化鋁薄層 ，其厚度為5～30微米 ，硬質(zhì)陽極氧化膜可達(dá)25～150微米 。陽極氧化后的鋁或其合金，提高了其硬度和耐磨性，可達(dá)250～500千克/平方毫米，良好的耐熱性 ，硬質(zhì)陽極氧化膜熔點(diǎn)高達(dá)2320K ，優(yōu)良的絕緣性 ，耐擊穿電壓高達(dá)2000V ，增強(qiáng)了抗腐蝕性能 ，在ω=0.03NaCl鹽霧中經(jīng)幾千小時(shí)不腐蝕。氧化膜薄層中具有大量的微孔，可吸附各種潤滑劑，適合制造發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸或其他耐磨零件;膜微孔吸附能力強(qiáng)可著色成各種美觀艷麗的色彩。有色金屬或其合金(如鋁、鎂及其合金等)都可進(jìn)行陽極氧化處理，這種方法廣泛用于機(jī)械零件，飛機(jī)汽車部件，精密儀器及無線電器材，日用品和建筑裝飾等方面。

一般來講陽極都是用鋁或者鋁合金當(dāng)作陽極，陰極則選取鉛板，把鋁和鉛板一起放在水溶液，這里面有硫酸、草酸、鉻酸等，進(jìn)行電解，讓鋁和鉛板的表面形成一種氧化膜。在這些酸中，最為廣泛的是用硫酸進(jìn)行的陽極氧化。

1)陽極氧化是在通高壓電的情況下進(jìn)行的，它是一種電化學(xué)反應(yīng)過程;導(dǎo)電氧化(又叫化學(xué)氧化)不需要通電，而只需要在藥水里浸泡就行了，它是一種純化學(xué)反應(yīng)。

2)陽極氧化需要的時(shí)間很長，往往要幾十分鐘，而導(dǎo)電氧化只需要短短的幾十秒。

3)陽極氧化生成的膜有幾個(gè)微米到幾十個(gè)微米，并且堅(jiān)硬耐磨，而導(dǎo)電氧化生成的膜僅僅0.01—0.15微米。耐磨性不是很好，但是既能導(dǎo)電又耐大氣腐蝕，這就是它的優(yōu)點(diǎn)。

4)氧化膜本來都是不導(dǎo)電的，但因?yàn)閷?dǎo)電氧化生成的膜實(shí)在是很薄，所以就是導(dǎo)電的了。

鋁及其合金陽極氧化的方法有很多，這里主要介紹常用的硫酸陽極氧化。鋁及其合金 的其他陽極氧化法還有鉻酸陽極氧化、草酸陽極氧化、硬質(zhì)陽極氧化、瓷質(zhì)陽極氧化等。

硫酸陽極氧化：在稀硫酸電解液中通以直流或交流電對(duì)鋁及其合金進(jìn)行陽極氧化�？色@得5~20μm?厚，吸附性較好的無色透明氧化膜。該法工藝簡單，溶液穩(wěn)定，操作方便。（1）硫酸的質(zhì)量濃度的影響：硫酸的質(zhì)量濃度高，膜的化學(xué)溶解速度加快，所生成的膜薄而且軟，空隙多，吸附力強(qiáng)，染色性能好;降低硫酸的質(zhì)量濃度，則氧化膜生長速度 較快，而空隙率較低，硬度較高，耐磨性和反光性良好。

（2）溫度的影響：電解液的溫度對(duì)氧化膜質(zhì)量影響很大，當(dāng)溫度為10~20°C時(shí)，所生 成的氧化膜多孔，吸附性能好，并富有彈性，適宜染色，但膜的硬度較低，耐磨性較差。如果溫度高于20 °C?，則氧化膜變疏松并且硬度低。溫度低于10 °C?，氧化膜的厚度增大， 硬度高，耐磨性好，但空隙率較低。因此，生產(chǎn)時(shí)必須嚴(yán)格控制電解液的溫度。

（3）電流密度的影響：提高電流密度則膜層生長速度加快，氧化時(shí)間縮短，膜層化學(xué) 溶解量減少，膜較硬，耐磨性好。但電流密度過高，則會(huì)因焦耳熱的影響，使膜層溶解作用增加，導(dǎo)致膜的生長速度反而下降。電流密度過低，氧化時(shí)間較長，使膜層疏松，硬度 降低。

（4）時(shí)間的影響：陽極氧化時(shí)間可根據(jù)電解液的質(zhì)量濃度、溫度、電流密度和所需要 的膜厚來確定。在相同條件下，隨著時(shí)間延長，氧化膜的厚度增加，空隙增多。但達(dá)到一定厚度后，生長速度會(huì)減慢下來，到最后不再增加。

（5）攪拌的影響：攪拌能促使溶液對(duì)流，使溫度均勻，不會(huì)造成因金屬局部升溫而導(dǎo)致氧化膜的質(zhì)量下降。攪拌的設(shè)備有空壓機(jī)和水泵。

（6）合金成分的影響：鋁合金成分對(duì)膜的質(zhì)量、厚度和顏色等有著十分重要的影響， 一般情況下鋁合金中的其他元素使膜的質(zhì)量下降。對(duì)Al-Mg系合金，當(dāng)鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過5%且合金結(jié)構(gòu)又呈非均勻體時(shí)，必須采用適當(dāng)?shù)臒崽幚硎购辖鹁鶆蚧�，否則會(huì)影響氧 化膜的透明度;對(duì) Al-Mg-Si系合金，隨硅含量的增加，膜的顏色由無色透明經(jīng)灰色、紫色，最后變?yōu)楹谏�，很難獲得顏色均勻的膜層;對(duì) Al-Cu-Mg-Mn?系合金，銅使膜 層硬度下降，空隙率增加，膜層疏松，質(zhì)量下降。在同樣的氧化條件下，在純鋁上獲得的 氧化膜最厚，硬度最高，耐蝕性最好。

鋁及鋁令金的成分及熱咎理狀套對(duì)所生成的陽極氧化膜的外觀莉性能有很大的影響。如進(jìn)行硫酸陽極氧化時(shí)，銅含量高的鋁合金，由于CuAl：的溶解使膜層比較疏松、多孔，含硅高的鋁。合金膜層灰暗。畬銅大于5%或含硅大于7.5%的鋁合金不宜進(jìn)行鉻酸陽極氧化。含銅或硅含量高的鋁合金不能按膏規(guī)的方法進(jìn)行硬質(zhì)陽極氧化，而必須選用特種波形的電源進(jìn)行。

對(duì)于裝飾性陽極氧化，對(duì)鋁及鋁合金材質(zhì)的要求就較高。一般只有純鋁、包鋁、鋁鎂、鋁錳合金才能染著較鮮艷的色彩。而對(duì)于含硅、鐵較高的合金，因所得氧化膜顏色較暗而只能染著深的顏色。鋁及鋁合金零件進(jìn)行裝飾性陽極氧化時(shí)，在選材上應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

對(duì)于要求鏡面狀態(tài)表面的零件，必須選擇鋁含量高于99.99%的高純度鋁或5A66鋁鎂合金。零件經(jīng)化學(xué)或電化學(xué)拋光后進(jìn)行硫酸陽極氧化可得到無色、透明、光亮的膜層，可染著上各種鮮艷的色彩。

對(duì)于要求表面光亮度比上面低一些的零件，可以選用含鋁量高于99.9%的工業(yè)高純鋁和LT65、LT67的鋁鎂合金。

對(duì)于一般裝飾要求的零件，對(duì)鋁材中其他成分及其雜質(zhì)有一最大允許含量要求，其數(shù)值見表1。其中最好選用鋁鎂合金。

表1 一般裝飾要求陽極氧化用鋁材中的其他成分及雜質(zhì)最大允許含量

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