鋁型材陽極氧化的電解液一般為硫酸、草酸等具有中等溶解能力的酸性溶液。將鋁型材作為陽極，鉛板作為陰極，通以直流電，電極反應(yīng)為水的電解反應(yīng)，生成初生態(tài)的氧離子，由于氧離子具有很強(qiáng)的氧化能力，在強(qiáng)大的外電場力作用下，會從電解液/金屬界面上向內(nèi)擴(kuò)散，與鋁作用形成氧化物并放出大量的熱。反應(yīng)多余的氧則在陽極以氣體狀態(tài)析出。
由于在酸性溶液中氧化膜的生成和溶解是同時(shí)進(jìn)行的，只有當(dāng)膜的生成速度大于膜的溶解速度時(shí)，膜才不斷增厚。其形成過程可利用陽極氧化測得的電壓一時(shí)間曲線進(jìn)行分析，如圖所示。
整個(gè)陽極氧化的電壓一時(shí)間曲線大致可以分為三段
① 一段：無孔層形成通電開始的幾至十幾秒時(shí)間內(nèi)，電壓隨時(shí)間急劇上升至最大值，該值稱為臨界電壓(或形成電壓)。說明在陽極上形成了連續(xù)的、無孔的薄膜層(阻擋層)。此膜具有較高的電阻，因此隨著膜層的加厚，電阻加大，槽電壓急劇直線上升。無孔層的出現(xiàn)阻礙了膜層的繼續(xù)加厚，其厚度與形成電壓成正比，與氧化膜在電解液中的溶解速度成反比。在普通硫酸陽極氧化時(shí)，采用13～18V槽電壓，則無孔層厚度約為0.01～0.05μm。該段的特點(diǎn)是氧化膜的生成速度遠(yuǎn)大于溶解速度。臨界電壓受電解液溫度的影響很大，溫度高，電解液對膜層的溶解作用強(qiáng)，無孔層薄，臨界電壓較低。
②第二段：膜孔的出現(xiàn)陽極電位達(dá)到最高值以后，開始下降，其下降幅度為最大值的10%～l5%。這是由于電解液對膜層的溶解作用，使氧化膜最薄的局部產(chǎn)生孔穴，電阻下降，電壓也隨之下降。氧化膜有了孔隙之后，電化學(xué)反應(yīng)可繼續(xù)進(jìn)行，氧化膜繼續(xù)生長。
③第三段：多孔層的增厚此段的特征是氧化時(shí)間大約20s后，電壓開始趨于平穩(wěn)。此時(shí)，阻擋層生成速度與溶解速度達(dá)到平衡，其厚度保持不變，但氧化反應(yīng)并未停止，氧化膜的生成與溶解仍在每個(gè)孔穴的底部繼續(xù)進(jìn)行，使孔穴底部向金屬內(nèi)部移動，隨著時(shí)間的延長，孔穴加深形成孔隙和孔壁。由于孔隙內(nèi)電解液的存在，導(dǎo)電離子便可在此暢通無阻，因此在多孔層的建立過程中，電阻值的變化并不大，電壓也就無明顯的變化，反映在特性曲線上是平穩(wěn)段。多孔層的厚度取決于工藝條件，主要因素為溫度。在陽極氧化過程中，由于各種因素的影響，使溶液溫度不斷提高，對膜層的腐蝕作用也隨之加大，不僅孔底，也使孔口處膜層及外表面膜層的腐蝕速度加大，因此多孔層厚度增長變慢。當(dāng)孔口膜層的腐蝕速度與孔底處的成膜速度相等時(shí)，多孔層的厚度就不會再繼續(xù)增加，該平衡到來的時(shí)間越長，則氧化膜越厚。
在氧化膜的生長過程中，電滲起著重要的作用，使電解液在膜孔內(nèi)不斷循環(huán)更新。電滲產(chǎn)生的原因可解釋為：在電解液中水化了的氧化膜表面帶負(fù)電荷，而在其周圍的溶液中緊貼著帶正電荷的離子(如由于氧化膜的溶解而存在大量的Al3+，因電位差的影響，帶電質(zhì)點(diǎn)相對于固體壁發(fā)生電滲作用，即貼近孔壁帶正電荷的液層向孔外部流動，而外部新鮮的電解液沿孔的中心軸流入孔內(nèi)，促使孔內(nèi)的電解液不斷更新，從而使孔加深擴(kuò)大。
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