高阻抗铝氧化膜的研究+文献综述(2)
为了提高铝及其合金的抗蚀性，通常采用人工氧化的方法获得厚而致密的氧化膜。由于氧化的方法不通，得到的氧化膜可以满足不同的性能要求。化学氧化得到的膜较薄（约0.5～4微米）且多孔，具有一定的抗蚀能力，具有良好的吸附能力，适合作油漆底层或用于铆钉、垫片等小零件生产。
将铝及其合金放在适当的电解液中作为阳极进行通电处理，在外加电场作用下，在铝制品（阳极）上形成一层氧化膜的过程称为阳极氧化，或称电化学氧化。阳极氧化膜的厚度在10～200微米之间，其耐蚀性、耐磨性、电绝缘性和装饰性都有明显的改善和提高。氧化膜为双层结构，内层为致密无孔的Al2O3，称为阻挡层，外层是由孔隙和孔壁组成的多孔层。若采用不同的电解液和操作条件，就可以获得不同性能的氧化膜。
1.1.2铝及其合金氧化膜的应用[1]
铝及其合金阳极氧化膜在工业上有以下几方面的应用：
1.防护性涂层。提高零件的耐磨、耐蚀和耐气候腐蚀。
2.防护－装饰性。在硫酸中进行阳极氧化得到的膜具有较高的透明度，经着色处理后，能得到各种鲜艳的色彩。在特殊工艺条件下，还可以得到具有瓷质外观的氧化层。
3.绝缘层。阳极氧化膜具有很高的绝缘电阻和击穿电压，可以用做电解电容器的电介质层或电器制品的绝缘层。
4.涂装底层。阳极氧化膜具有多孔性和良好的吸附特性，作为喷漆或其他有机覆盖层的底层，可以提高漆膜或其他有机物膜与基体的结合力。
5.电镀、搪瓷的底层。利用阳极氧化膜的多孔性，可以提高金属镀层或搪瓷层与基体的结合力。
1.2阳极氧化膜的成膜原理
1.2.1氧化膜的成长反应过程
铝的阳极氧化膜首先是电解水，在硫酸、铬酸、磷酸及草酸等电解质溶液中，经通电后在电流的作用下水发生电解，同事在阴极放出氢气。反应式如下：
H2O＝OH-+H+
阴极： 6H++6e-→3H2↑
阳极： 6OH-－6e-→3H2O＋3[O]
2Al＋3[O]→Al2O3＋1669J（热量）
总反应式： 2Al＋3H2O→Al2O3＋3H2↑＋1669J（热量）
由于水的电解所产生的初生态氧[O]具有很强的强化能力，它与作为阳极的铝发生铝的氧化反应，在生成氧化铝（Al2O3）的同时放出大量的热，而且这个过程的速度很快，通电后只需几秒钟，就可以在铝阳极的表面上生成一层很薄而无孔的、致密而且附着力很强、具有高绝缘性能的氧化膜，随后膜的增长要靠铝离子和电子穿过氧化膜而发生反应。因此反应速度会随着膜的增厚而减缓。如果没有膜的溶解，氧化膜的生长会越来越慢，甚至反应中止。
1.2.2氧化膜的溶解反应过程
铝和氧化铝在酸性电解质溶液中都会发生溶解，其溶解反应如下:
2Al＋6H+→2Al3＋＋3H2↑
Al2O3+3H2SO4→Al2(SO4)3+3H2O
溶解反应使铝表面产生大量的小孔。随着膜的生成，电解液对膜的溶解就开始了，由于初生的膜层并不均匀，薄弱的部位更优先溶解而产生一个个的小孔，由于这些小孔的不断增多及存在，使电解质溶液可以进入膜层之内，以便在铝基体上不断生成氧化膜，但同时也不断地被溶解，造成了氧化膜的小孔由表及里地形成锥形结构。
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