阳极氧化膜的封闭

第四节　阳极氧化膜的封闭

经阳极氧化处理后的铝件表面多孔，比表面积大，具有高的化学活性。因此，必须进行封闭处理，以防多孔层吸附其他物质而污染、着色后的颜料流失等。常用的封闭方法见表18－19。

表18－19　常用的阳极氧化膜的封闭处理方法

1．沸水封闭

Al₂O₃与高温水发生反应，生成Al₂O₃·H₂O，氧化膜体积膨胀，堵塞多孔层的微孔，起到封闭的作用。

封闭用的水必须用去离子，以免微量的杂质抑制水化反应，导致封孔失败或降低氧化膜的透明度。有害杂质有F^－、Cl^－、SO^2－₄、PO^3－₄等。另外，应控制水的pH值。pH值偏高，加速水化反应，若过高，膜表面会发生氢氧化物的沉渣;但pH值偏低，水化速度慢。最佳pH值为5.5～6.5。

2．水蒸气封闭

原理同沸水法，但要控制蒸汽压力和温度。温度过高，氧化膜硬度和耐磨性降低。蒸汽压力控制在(1～3)×10⁵Pa，蒸汽温度100～110℃。蒸汽封闭能耗大，成本高。

3．无机盐封闭

无机盐与氧化膜发生水解反应，形成的氢氧化物或其他金属填充在多孔层中，起到封孔的作用。

4．常温封闭

是近年来应用较广的封闭方法，由于温度低，需要借助于促进剂的作用和多种促进剂的协同效应。克服了高温封闭氧化膜部分溶解而产生“粉霜”的现象，操作简便，形成的氧化膜硬度高。但缺点是处理后需要进行老化处理，溶液中含有F^－离子，废水处理比较麻烦。

国内使用的常温封闭剂主要有Ni^－—F和Ni^－—Co^－—F系列，根据不同的需要添加一些助剂，如配合剂、缓冲剂、粉霜抑制剂及表面活性剂等。常温封闭效果受多种因素的影响，包括以下几个方面。

(1)Ni²⁺和F^－。Ni²⁺为主要封闭主剂，F^－是封闭促进剂。封闭效果主要取决于溶液中的Ni²⁺含量，含量大于7mg/dm²，封闭效果良好。生产中要及时补充F^－。

(2)pH值。pH值小于5.5，水解反应受到抑制，封闭效果差;pH值大于6.5，金属离子转化为金属氢氧化物，有效成分损失。最佳pH值范围在5.8～6.2。

(3)封闭温度。封孔速度随温度而变，温度升高，封孔速度提高。温度低于20℃，封孔速度减慢;高于40℃时，易产生“粉霜”。最佳温度为30～35℃。

(4)杂质。一般溶液中有絮状沉淀，主要为铝的化合物，不影响封孔质量，可通过过滤除去。但如果含有有害杂质，如F^－、Cl^－、SO^2－₄、PO^3－₄等，若过量将导致封孔失败。