阳极氧化膜封闭方法举例

阳极氧化膜封闭热水封闭法

热水封闭（或蒸汽封闭）是氧化膜表面和孔壁的Al₂O₃在热水中发生水合反应，生成水合氧化铝，使原来氧化膜的体积增加33%～100%。氧化膜体积的膨胀使膜孔显著缩小，从而达到封孔的目的。

热水封闭宜用蒸馏水或去离子水，不能用自来水，以防水垢被吸附在氧化膜孔中，使皮膜透明度下降。但采用中性蒸馏水封闭，制品易产生雾状块，影响表面光亮度。实践证明，采用微酸性的蒸馏水封闭，可得到良好的封闭状态。

热水封闭的工艺条件如下：

温度 95~100℃

pH 5.5~6（用醋酸调节）

时间10~30 min

阳极氧化膜封闭水解封闭法

水解封闭法在国内应用较广泛，主要应用在染色后氧化膜的封闭，此法克服了热水封闭法的许多缺点。

水解封闭的原理是易水解的钴盐与镍盐被氧化膜吸附后，在阳极氧化膜微细孔内发生水解，生成氢氧化物沉淀将孔封闭。在封闭处理过程中，发生如下反应：

Ni² 2H₂O=Ni(OH)₂ 2H

Co² 2H₂O=Co(OH)₂ 2H

生成的氢氧化钴和氢氧化镍沉积在氧化膜的微孔中，将孔封闭。由于少量的氢氧化镍和氢氧化钴几乎是无色透明的，因此它不会影响制品的原有色泽，故此法可用于着色氧化膜的封闭。 2100433B

1、工件经阳极氧化或氧化着色后，必须用冷水彻底清洗干净，然后用去离子水清洗，再放入已加热至工艺规范规定温度的封闭溶液中进行处理。

2、工件放入封闭溶液中处理时，注意尽量避免工件与工件、工件与槽体的贴合和碰撞。

3、按工艺规范规定的时间进行封闭处理后，取出工件，用流动冷水洗涤干净，再用去离子水清洗，干燥后检验是否合格。

阳极氧化膜封闭处理工艺条件如图《工艺条件》所示。

阳极氧化膜的封闭可以分为高温封闭、常温封闭等方法。

高温封闭的主要缺点是封闭时间长，能耗较大，且镀层易发雾，硬度降低；常温封闭是基于吸附阻化原理，是氧化膜的水化反应、盐的水解沉淀和生成化学转化膜三个作用的综合结果，能够克服高温封闭的部分缺点。

在电镀过程中，阳极由于电源极性的影响，常常形成多孔结构，表面活性较大，污染物或侵蚀性物质容易进入孔隙中，同时镀层内部染色或着色的色素体也易流出，从而降低镀层的表面性能。通过封闭处理，能提高镀层的抗污染能力、耐蚀性、耐磨性和耐光性，从而保障镀层的性能稳定。因此，工件经过阳极氧化后，必须经过封闭处理。

事实证明，氧化膜只有通过封闭处理以后才具有充分的保护作用。阳极氧化膜封闭的目的是，将电解过程所产生的蜂窝状孔隙封闭，从而使得氧化膜具有应有的保护价值，否则氧化膜由于它的吸附性能很好将吸收污染物质或腐蚀性物质。因此，一个未经封闭处理或封闭处理不良的氧化膜，在某些情况下的耐蚀性能比天然氧化膜还差。总之，封闭处理具有下列目的：

1、防止阳极氧化膜外观变坏。

2、提高阳极氧化膜的耐候性。

3、最大限度地提高阳极氧化膜的耐点蚀性能。

4、使着色氧化膜的退色降到最低限度。

5、提高阳极氧化膜的抗侵蚀能力。

6、提高阳极氧化膜的电绝缘性能，特别是潮湿环境的绝缘性。

封闭通常是阳极氧化处理的最后步骤。

建筑、装饰和保护用铝合金的阳极氧化基本上是生成多孔型阳极氧化膜，以建筑用6063铝合金的硫酸阳极氧化为例，孔隙率大致达到11%。这种多孔型阳极氧化膜的结构，是由紧贴金属基体的阻挡层与多孔层两部分所组成。这种多孔的特性虽然赋予阳极氧化膜着色和其他功能的能力，但是耐腐蚀性、耐候性、耐污染性等都不可能达到使用的要求，因此从实践应用考虑，铝阳极氧化膜的微孔必须进行封闭。未封闭的阳极氧化膜，由于大量微孔孔内的面积，使暴露在环境中的工件或试样有效表面积增加几十倍到上百倍，为此相应的腐蚀速度也大为增加。因此铝的阳极氧化膜除个别如耐磨的硬质氧化膜以外，从提高耐腐蚀性和耐污染性考虑，都必须进行封孔处理。

我国新国家标准对封孔的定义为“铝阳极氧化之后对于阳极氧化膜进行的化学或物理处理过程，以降低阳极氧化膜的孔隙率和吸附能力”。

铝的表面技术中阳极氧化是应用最广与最成功的技术，也是研究和开发最深入与最全面的技术。铝的阳极氧化膜具有一系列优越的性能，可以满足多种多样的需求，因此被誉为铝的一种万能的表面保护膜。

铝阳极氧化膜的特性：

1) 耐蚀性。铝阳极氧化膜可以有效保护铝基体不受腐蚀，阳极氧化膜显然比自然形成的氧化膜性能更好，膜厚和封孔质量直接影响使用性能。

2) 硬度和耐磨性。铝阳极氧化膜的硬度比铝基体高得多，基体的硬度为HV100，普通阳极氧化膜的硬度约HV300，而硬度氧化膜可达到HV500。耐磨性与硬度的关系是一致的。

3) 装饰性。铝阳极氧化膜可保护抛光表面的金属光泽，阳极氧化膜还可以染色和着色，获得和保持丰富多彩的外观。

4) 有机涂层和电镀层附着性。铝阳极氧化膜是铝表面接受有机涂层和电镀层的一种方法，它有效地提高表面层的附着力和耐蚀性。

5) 电绝缘性。铝是良导体，铝阳极氧化膜是高电阻的绝缘膜。绝缘击穿电压大于30V/mm，特殊制备的高绝缘膜甚至达到大约200V/mm。

6) 透明性。铝阳极氧化膜本身透明度很高，铝的纯度愈高，则透明度愈高。铝合金材料的纯度和合金成分都对透明性有影响。

7) 功能性。利用阳极氧化膜的多孔性，在微孔中沉积功能性微粒，可以得到各种功能性材料。正在开发中的功能部件功能有电磁功能、催化功能、传感功能和分离功能等 。