Hi-Q 部落格

鋁合金陽極氧化膜封孔技術的發展

◎20世紀30年代Dunham的專利，用鉻酸鹽或重鉻酸鹽封閉陽極氧化膜的微孔。

◎同一時期日本報導首先採用了高溫蒸汽封孔，隨後在工業上發展成為一度普遍使用的沸水封孔。

◎60年代日本開發了陽極氧化膜的電泳塗裝並得到工業應用，70年代以後歐洲開發了以氟化鎳為主成分的冷封孔技術。

◎目前世界各國的建築鋁型材的生產方面，陽極氧化膜的封孔技術基本上採用沸水封孔(或高溫蒸汽封孔)、冷封孔和電泳塗裝三項工藝。

◎90年代以來中溫封孔，包括無鎳和無氟的新中溫封孔工藝也已經從實驗室走向大生產。

◎鋁陽極氧化膜的封孔方法很多，從封孔原理來主要有水合反應、無機物充填或有機物充填三大類。

熱封孔工藝

◎熱封孔技術是在接近沸點的純水中，通過氧化鋁的水合反應，將非晶態氧化鋁轉化成稱為勃姆體 ( bohmite )的水合氧化鋁，即Al2O3．H2O(AlOOH)。

◎由於水合氧化鋁比原陽極氧化膜的分子體積大了30%，體積膨脹使得陽極氧化膜的微孔填充封閉，陽極氧化膜的抗污染性和耐腐蝕性隨之提高，同時導納降低(即阻抗增加)，陽極氧化膜的介電常數也隨之變大。

◎在20世紀70年代冷封孔技術問世之前，熱封孔曾經是建築鋁型材陽極氧化膜唯一的封孔方法。

熱封孔處理

◎熱封孔的本質是水合反應，國外在近期文獻中一般不簡單的稱之為熱封孔或沸水封孔。水合-熱封孔化學反應的過程本身十分簡單，可以寫成下列反應方程式 :    Al2O3+ H2O → Al2O3．H2O( AlOOH )

◎硫酸陽極氧化多孔膜的孔徑非常小，約為15~25nm。在封孔過程中OH-擴散進入氧化膜的孔中，只要擴散過程是封孔速度的控制步驟，那麼封孔速度隨時間的變化應該是非線性關係。換句話說，封孔程度不是與封孔時間成正比，開始時速度較快而後逐漸降低。

◎此外陽極氧化膜在水溫80℃以下不能轉化為勃姆體，雖然實際反應歷程還可能複雜一些，但是基本上認為在水溫80℃以下只能生成三種結晶水的拜耳體[即Al2O3．3H2O或Al(OH)3]。而拜耳體水合氧化鋁的耐腐蝕性遠不如勃姆體的水合氧化鋁。

◎因為為了得到有效的封孔，實際工業生產操作的溫度必須保持在95℃以上。