阳极处理

阳极处理是一种电解钝化工艺，用于增加金属零件表面自然氧化层的厚度。

该过程称为阳极氧化，因为要处理的部分形成电解槽的阳极电极。 阳极处理提高了耐腐蚀性和耐磨性，并为油漆底漆和胶水提供了比裸金属更好的附着力。 阳极氧化膜也可用于多种美容效果，既可以使用可以吸收染料的厚多孔涂层，也可以使用可以增加反射光波干涉效果的透明薄涂层。

阳极处理还用于防止螺纹元件磨损和制造电解电容器的介电薄膜。 阳极膜最常用于保护铝合金，但也存在用于钛、锌、镁、铌、锆、铪和钽的工艺。 铁或碳钢金属在中性或碱性微电解条件下氧化时会剥落； 即氧化铁（实际上是氢氧化铁或水合氧化铁，也称为铁锈）由缺氧的阳极坑和大的阴极表面形成，这些坑集中了硫酸盐和氯化物等阴离子，加速了下面的金属腐蚀。 含碳量高的铁或钢（高碳钢、铸铁）中的碳薄片或碳结节可能会产生电解电位并干扰涂层或电镀。 黑色金属通常在硝酸中电解阳极氧化，或用发烟硝酸处理，形成坚硬的黑色氧化铁 (II,III)。 即使在布线上镀覆并且布线弯曲时，该氧化物仍保持共形。

阳极处理改变表面的微观织构和表面附近金属的晶体结构。 厚涂层通常是多孔的，因此通常需要密封工艺来实现耐腐蚀。 例如，阳极氧化铝表面比铝更硬，但具有低到中等的耐磨性，可以通过增加厚度或使用合适的密封物质来改善。 阳极膜通常比大多数类型的油漆和金属电镀更坚固和更粘附，但也更脆。 这使得它们不太可能因老化和磨损而开裂和剥落，但更容易因热应力而开裂。

阳极处理于 1923 年首次用于工业规模，以保护硬铝水上飞机部件免受腐蚀。 这种早期的基于铬酸的工艺称为 Bengough–Stuart 工艺，并记录在英国国防规范 DEF STAN 03-24/3 中。 它今天仍在使用，尽管它对复杂电压周期的遗留要求现在已知是不必要的。 这一工艺的变体很快得到发展，xxx个硫酸阳极氧化工艺于 1927 年获得了 Gower 和 O’Brien 的专利。硫酸很快成为并且仍然是最常用的阳极氧化电解液。

草酸阳极氧化于 1923 年首次在日本获得专利，后来在德国得到广泛应用，尤其是建筑应用。 阳极氧化铝型材在 1960 年代和 70 年代是一种流行的建筑材料，但此后已被更便宜的塑料和粉末涂料所取代。 磷酸工艺是最近的主要发展，迄今为止仅用作粘合剂或有机涂料的预处理。 所有这些阳极氧化工艺的各种专有和日益复杂的变化继续由工业开发，因此军事和工业标准的增长趋势是按涂层特性而不是工艺化学分类。

铝合金经过阳极氧化处理以提高耐腐蚀性并允许染色（着色）、改善润滑或改善附着力。 然而，阳极氧化不会增加铝制品的强度。 阳极层是绝缘的。

当暴露在室温下的空气或任何其他含氧气体中时，纯铝会通过形成 2 至 3 纳米厚的无定形氧化铝表面层进行自我钝化，从而提供非常有效的防腐蚀保护。 铝合金通常会形成较厚的氧化层，厚度为 5-15 纳米，但往往更容易腐蚀。

铝合金零件经过阳极氧化处理，以xxx增加该层的厚度以提高耐腐蚀性。 某些合金元素或杂质会显着降低铝合金的耐腐蚀性：铜、铁和硅，因此 2000、4000、6000 和 7000 系列铝合金最容易受到影响。

虽然阳极氧化产生非常规则和均匀的涂层，但涂层中的微观裂纹会导致腐蚀。 此外，涂层在高 pH 值和低 pH 值化学物质的存在下容易发生化学溶解，这会导致涂层剥离和基材腐蚀。 为了解决这个问题，已经开发了各种技术来减少裂缝的数量，将更多化学稳定的化合物插入。