铝及铝合金阳极氧化膜的形成机理

  铝及其合金的阳极氧化所用的电解液一般为中等溶解能力的酸性溶液，铅作为阴极，仅起导电作用，（导读：铝和铝合金阳极氧化膜概述及应用 http://www.hswj66.com/Article/lvhelvhejinyangjiyan_1.html）。铝及其合金进行阳极氧化时，在阳极发生下列反应：
 

  在阴极发生下列反应：
 

  同时酸对铝和生成的阳极氧化膜进行化学溶解，其反应如下：
 

  阳极氧化膜的生成与溶解同时进行，阳极氧化初期，膜的生成速度大于溶解速度，膜的厚度不断增加;随着厚度的增加，其电阻也增大，结果使膜的生长速度减慢，一直到与膜溶解速度相等时，膜的厚度才为一定值。

  此外，还可以通过阳极氧化的电压一时间曲线来说明氧化膜的生成规律(图1)。
 

  整个阳极氧化电压一时间曲线大致分为三段：

  第一段A：无孔层形成。曲线ab段，通电刚开始的几秒到几十秒时间内，电压由零急剧增至最大值，该值称为临界电压。表明此时在阳极表面形成了连续的、无孔的薄膜层。此膜的出现阻碍了膜层的继续加厚。无孔层的厚度与形成电压成正比，与氧化膜在电解液中的溶解速度成反比。

  第二段B：多孔层形成。曲线bc段，电压达到最大值以后，开始有所下降，其下降幅度为最大值的10%~15%。表明无孔膜开始被电解液溶解，出现多孔层。

  第三段C：多孔层增厚。曲线cd段，经过约20s的氧化电压开始进入平稳而缓慢的上升阶段。表明无孔层在不断地被溶解形成多孔层的同时，新的无孔层又在生长，也就是说多孔层在不断增厚，在每一个膜胞的底部进行着膜的生成和溶解的过程。当膜的生成速度和溶解速度达到动态平衡时，即使阳极氧化时间再延长，氧化膜的厚度也不会再增加，此时应停止阳极氧化过程。

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