陽極氧化鋁

陽極氧化鋁

陽極氧化鋁是指在鋁材質或者是鋁合金的表面鍍上一層緻密氧化鋁,它的化學性質與氧化鋁本身相同,可以防止鋁製品或者鋁合金物體表現進一步氧化。不過與一般氧化膜不同的是,陽極氧化鋁本身可以通過電解著色給物體染色,這也是人們看到市售中的陽極氧化鋁材質產品擁有著銀色,黑色以及其他配色的原因。

簡介

陽極氧化鋁卷板陽極氧化鋁卷板

很多金屬會因為氧化過程而消弱,但鋁不會。實際上,可以通過叫做“陽極電鍍”的過程變得更加經久耐用。陽極氧化涉及把一片鋁放進一個化學酸池,通常是實驗室用的丙酮。鋁片成為化學電池的陽極,而酸池變成負極。電流通過酸,導致鋁的表面氧化。氧化的鋁形成一個堅固層面,其結果是變成叫做陽極氧化鋁(AnodizedAluminum)的極堅固物質。

採用適當的陽極電鍍過程,陽極氧化鋁幾乎能夠和鑽石一樣堅硬。一些現代建築使用陽極氧化鋁作為需要暴露的金屬框架。此外,它還經常作為高端炊具材料使用,如油炸鍋等。熱能夠均勻通過陽極氧化鋁,並且電鍍過程還提供了自然保護能力。還可以使用其他電鍍過程讓陽極氧化鋁變得外觀像銅或其他金屬。此外,還可以使用特殊染料顏色裝飾這種金屬。

技術歷史

染色後的陽極氧化鋁染色後的陽極氧化鋁

1936年義大利人Caboni最早提出了陽極氧化膜的電解著色專利技術,德國人Elssner 進一步改進了這個方法,在1940 年申請了專利。這使電解著色工藝成為工藝化的基礎。20世紀60年代中期至70年代中期的10年間掀起了電解著色法的研究高潮,每年有數百篇的專利文獻被發表,研究涉及到元素周期表上幾乎所有的可溶性金屬鹽。

陽極氧化可顯著改善鋁合金的耐蝕性能,提高鋁合金的表面硬度和耐磨性,經過適當的著色處理後具有良好的裝飾性能。鋁及其合金陽極氧化膜著色技術可分為3種:化學染色、電解著色及電解整體著色。

經過40 年的開發研究,電解著色不斷向深度和廣度發展。由一般的防護-裝飾用途發展具有特殊物理化學性質的功能膜;由單鹽著色發展到混合鹽著色;由單一均勻色發展到多彩色、多感色等等。當前使多孔氧化鋁膜朝著功能化方向發展的研究主要從兩方面著手,一個是利用它的多孔結構,研製新型的超精密分離膜;另一個是通過在其納米級微孔中沉積各種性質不同的物質,如金屬半導體、高分子材料等,來製備新型的功能材料。

套用

陽極氧化鋁和不鏽鋼性能比較陽極氧化鋁和不鏽鋼性能比較

由於極氧化鋁的強度和耐用性及其卓越,它有很多用途。例如,許多衛星使用陽極氧化鋁作為外層保護避免受到宇宙隕石碎片損傷。汽車工業則大量使用陽極氧化鋁作為各種暴露配件的保護罩。家具製造商則利用陽極氧化鋁製作室外帳篷或其他裝飾物金屬框架。一些家用電器和電腦也利用這種金屬材料的保護特性。

由於不具有導電性,陽極氧化鋁並非適合所有場合。與鐵等其他金屬不同的是,氧化過程不會消弱鋁。鋁銹表面仍然是原始鋁的一部分,因此不會轉移到食物中,或因為壓力而脫落。也正是因為這一特性,它經常用於對耐久性要求特別高的食品和工業套用。

優勢

陽極氧化技術可以明顯改善鋁合金材質的耐蝕性能,並且提高鋁合金的表面硬度以及耐磨性,在經過適當的著色處理之後它使得鋁製材質能夠擁有著更好的裝飾性能。這也是為什麼陽極氧化鋁材質被廣泛套用在數碼類產品中的原因,而且這類材質的產品還擁有著不錯的耐熱性以及耐磨性,相應的也可以讓人拋去外殼和保護套而裸奔使用。

缺點

不過在陽極氧化鋁在生產過程中,陽極效應發生時的反應會造成鋁液的嚴重損失,並且會使得電解質中氟化鋁的大量揮發,從能效方面它並不算很出色。而且在環境方面鋁電解生產中,陽極效應還會產生PFCs氣體,它會對大氣臭氧層造型破壞性的副作用,所以當今西方已開發國家對鋁電解的環保要求也極為嚴格。這也是在第一頁說微弧氧化技術有望替代陽極氧化鋁的原因所在,畢竟微弧氧化技術製作更加簡單且無害。

質量門

iPhone5掉漆是陽極氧化鋁處理工藝問題iPhone5掉漆是陽極氧化鋁處理工藝問題

iPhone5於2012年9月正式發售,這款智慧型手機也再次吸引眾多消費者徹夜守候於蘋果公司零售店門前。不過與此同時,有國外媒體曝光稱蘋果iPhone5存在質量問題。此次曝光的訊息稱,黑色版本的蘋果iPhone5存在掉漆、凹痕等隱患。據悉,這款智慧型手機的黑色版本在正常使用情況中,極易產生機身框線凹陷、掉漆等現象,令其外觀的破壞極為嚴重。

為了減輕重量,Phone5背殼以及框線採用的是陽極氧化鋁材質。iPhone5使用了陽極氧化鋁工藝,而人們對鋁物質的定義一般為“鋁,白色,軟,易加工”,所以iPhone5的外表從材質上來說是一種以加工的物質,自然也是易損耗的物質而此同時,經過陽極氧化後的鋁會形成一種獨特的蜂窩狀結構,而這種結構中心是空的,只要把染料塗上去陽極氧化就會染色,所以說,不管是黑色還是白色Phone5的外殼都只能算得上是一種塗層而並非是金屬的顏色。

從表面來看,可能就是因為蘋果工藝的問題,但是陽極氧化鋁的耐磨度還是相當之高的,所以之所以會掉漆,分析這種情況應該和前處理工藝有關係,因為前處理的工藝出現問題,導致氧化沒有完成緊貼導致出現問題。

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