高阻抗铝氧化膜的研究+文献综述(3)
铝阳极氧化膜的生长反应过程与电解质的种类、性质、反应生成物的结构、电压、电流密度、溶液的温度以及通电的时间等因素有关[2]。
1.3阳极氧化膜的影响因素
1.3.1通电时间的影响[3]
阳极氧化过程中电压与时间的关系氧化过程分为3个阶段，每个阶段都反应了阳极氧化膜的生长特点。开始氧化阶段，在铝基体表面生成一层致密的具有很高电阻的阻挡层，致使电压急剧上升，并迅速达到一个最高点，此阶段为无孔层形成阶段．随后压由最高点开始逐渐下降，这是氧化膜表面微孔开始形成阶段。当电压趋于平稳，这为多孔层稳定生长阶段。此种变化趋势与阳极氧化法生成氧化铝多孔结构的机理相符合。
实验以混酸体系为电解液，电流密度为15 mA•cm-2，反应时间分别为50 min、6O min 、70 min，实验结束后通过扫描电镜观察反应时间对阳极氧化膜表面微观结构的影响后发现，氧化时间对氧化膜表面微孔的分布情况没有影响，主要影响微孔的形状，在一定氧化时间范围内，时间越长表面微孔的形状越规则。
1.3.2电解液酸度的影响[4]
以硫酸为例，硫酸浓度对氧化膜有一定的影响，而氧化膜的成长过程取决于膜的溶解速度和成长速度之比率。通常随着氧化溶液浓度升高，氧化膜的溶解速度也增大；反之，随着氧化溶液浓度降低，溶解速度也减小。在实际生产中氧化开始时，浓溶液的氧化膜成长大于稀溶液，但随着时间的延长，浓溶液的氧化膜成长速度反而小于稀溶液。要获得吸附能力强(孔隙多)又富有弹性的氧化膜，硫酸的浓度应在18％ 20％为宜，并且孔隙率越高，封闭后颜色也越深。所以每槽阳极化处理前必须搅拌槽液，使槽液浓度分布均匀。
氧化槽液对氧化膜层厚度、氧化膜耐蚀性和耐磨性等都有很大的影响，是标样研制过程中的另一个关键参数。槽液在使用过程中，硫酸质量浓度会下降，铝离子含量会上升，为此要定期对槽液进行分析[5]。
1.3.3电压的影响[4]
直流电阳极氧化电压对氧化膜厚度和氧化膜膜层硬度的影响，氧化膜厚度随着氧化电压的升高几乎呈线性增加。这是因为在一定电压范围内，氧化电压越大，氧化膜的阻挡层越厚，而多孔层的产生和增长是建立在阻挡层不断向铝基体延伸的基础上的，阻挡层越厚，则产生的多孔层越厚。膜层表面显微硬度亦随氧化电压的增加而增加。这是因为提高氧化电压，氧化膜的生长速度加快，成膜时间缩短。膜层发生化学溶解的时间减少，其厚度和硬度相应提高。值得注意的是氧化电压超过10V后，膜硬度增长趋势相对减缓.阳极氧化的试样表面文氏硬度极度提高，但随氧化时间的增加，尤其是氧化时间20 min后，膜硬度迅速下降。其原因是氧化膜分为阻挡层和多孔层，阻挡层硬度很高，而多孔膜层硬度较低。在氧化初期，阻挡层硬度对膜层的硬度影响占优势，随着氧化时间的延长，多孔层增厚，阻挡层的影响减小，从而导致表面的显微硬度降低。在氧化膜的生长过程中，成膜反应和溶膜反应同时进行。当成膜速度大于溶膜速度时，一定时间内膜层厚度不断增加，随着氧化膜膜层向基体不断延伸的同时，多孔层的孔壁逐渐变薄，孔径逐渐增大，导致显微硬度随氧化时间的增加呈下降趋势。值得注意的是，封孔后，随氧化时间的延长，氧化膜的硬度下降趋势减缓。一般氧化时间为40 min，能同时获得相对较好的膜厚度和膜硬度[6]。
1.3.4成膜后封闭的影响[4]
封闭对提高氧化膜的绝缘性有很好的效果，比较几种封闭方法之后发现：
(1) 封闭处理较大地改善了氧化膜试样在氯化钠溶液中的耐蚀性，极化曲线测试难以判断出这几种封闭方法的差异，氧化膜试样在浸泡初期存在较大的电流波动；但通过交流阻抗测试，可以判断出氧化膜试样在氯化钠溶液中耐蚀性从弱到强的顺序是：未封闭<沸水封闭<重铬酸钾封<NiF2封闭；
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