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阳极氧化膜结构、性质与应用

1) 阳极氧化膜的结构 阳极氧化膜由两层组成， 多孔的厚的外层是在具有介电性质的致密的内层上成长起来的， 后者称为阻挡层(亦称活性层)。(1) 阻挡层 阻挡层是由无水的A12O3所组成，彩色阳极， 薄而致密， 具有高的硬度和阻止电流通过的作用。(2) 多孔的外层 氧化膜多孔的外层主要是由非晶型的A12O3及少量 的r-A12O3.H2O还含有电解液的阴离子。

2) 阳极氧化膜的性质与应用 阳极氧化膜具有较高的硬度和耐磨性、极强的附着能力、较强的吸附能力、良好的抗蚀性和电绝缘性及高的热绝缘性。由于这些特异的性能，彩色阳极氧化处理， 使之在各方面都获得了广泛的应用。

所谓铝的阳极氧化是一种电解氧化过程，在该过程中，铝和铝合金的表面通常转化为一层氧化膜，这层氧化膜具有保护性、装饰性以及一些其他的功能特性。从这个定义出发的铝的阳极氧化，只包括生成阳极氧化膜这一部分工艺过程。将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能，如表面着色，提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等。例如铝阳极氧化，将铝及其合金置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极，在特定条件和外加电流作用下，进行电解。

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硫酸阳极氧化工艺由于电解液成分简单、操作方便、生产成本低，因此得到普遍应用。阳极氧化后的膜层导电性增加，但耐蚀性较低。硫酸作电解液时只能在较低的温度下得到有一定硬度和厚度的氧化膜。在硫酸中加入草酸、硼酸和酒石酸等，可形成较大的离子基团，能与氧化膜表面溶解的铝离子形成难溶沉淀物，从而减弱槽液对氧化膜的腐蚀。此外，铝合金彩色阳极，有机酸吸附于氧化膜上，形成一层抑制H浓度变化的缓冲层，降低了膜层溶解率。添加有机酸的作用可概括为：(1)有效地降低阳极氧化过程反应热效应的不良影响；(2)在不降低氧化膜厚度和硬度的条件下有效地拓宽硫酸阳极氧化的允许温度范围；(3)减弱阳极氧化膜的再溶解能力，抑制在较高温度下氧化膜出现疏松、粉化的可能。总之，添加有机酸可减缓氧化膜的溶解，抑制局部缺陷进一步扩大，从而显著减少导致腐蚀破坏和疲劳破坏的缺陷，使膜层更加致密均匀。

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