Rose 阳极氧化是铝合金材料非常常用的表面处理方法。铝阳极氧化是一种在铝表面人为使其产生氧化膜的过程。
一般来说，铝在人们的印象中是不易生锈的金属，但实际上铝本身的电离倾向很高，具有易与水、氧等各种化学物质反应的性质。因此接触空气后，它会与空气中的氧元素相结合，产生一层薄薄的氧化膜，被称为氧化铝（AL2O3）,又称矾土，其特点是化学性质非常稳定。因此它不仅具有抗氧性，还抗液体和酸性物质侵蚀，不易引起更多其他的化学反应。因此，即使不进行特殊处理，铝表面上的氧化膜层也具有保护内部不受腐蚀的性质。这就是铝被视为不易生锈类金属的原因。因此，具有通过表面自然产生的皮膜来保护内部性质的金属被称为非活性态。但是，这种自然产生的氧化皮膜只有2nm左右，非常薄，即使是轻微的划痕，也会使内部基材暴露出来。因此，不能期望它能有很好的防腐蚀效果。因此，对铝进行电解处理，人工产生较厚的氧化膜，这就是铝阳极氧化。
阳极氧化工件
阳极氧化性能要求（GBT 8013.1-2018 铝及铝合金阳极氧化膜与有机聚合物膜 第1部分：阳极氧化膜 ）
1、膜厚
膜厚是阳极氧化的重要参数，对此有要求的图纸中应该对膜厚进行定义。GBT 8013.1-2018（ISO 7599）给出了膜厚的5个级别，分别是AA5、AA10、AA15、AA20、AA25。膜厚的选择可以参考附录C。
膜厚级别
膜厚的选择
2、抗腐蚀性能
为评价表面处理的抗腐蚀性能，GBT 8013.1-2018还给出了耐盐雾试验的级别。
耐盐雾试验级别
3、根据颜色和表面的不同，铝阳极氧化可以分为多种类型。下面介绍其中最具代表性的三种。
本色铝阳极氧化：它是最常见的铝阳极氧化方式。它不会呈现出白色，但会使基材的外观略显暗淡。膜厚约为10μm。
黑铝阳极氧化：铝阳极氧化被染成不同的颜色。其中染成黑色的称为黑铝阳极氧化。它是最常用的彩色铝阳极氧化方式。
铝阳极氧化（哑光）：如果在进行铝阳极氧化处理之前对材料进行喷砂处理，则会产生哑光效果。它在铝阳极氧化中具有特别高的装饰性，不仅可以染成白色，还可以染成多种颜色。
阳极氧化工艺
铝和铝合金的阳极氧化处理是以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中，利用电解作用，使其表面形成氧化铝薄膜的过程。铝及其合金的阳极氧化膜的厚度可达几十至几百微米，不但具有良好的力学性能和耐蚀性能，耐磨性，耐候性，而且还具有较强的吸附性能。铝制品经阳极氧化后可进行电解着色，随着色时间的增长，颜色由浅至深，可生产多种颜色，采用各种着色方法后可以得到美观的装饰外表。
着色阳极氧化工件
整个阳极氧化电压—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。
封闭和着色
铝及其合金经阳极氧化后，无论是否着色都需及时进行封闭处理，其目的是把染料固定在微孔中，防止渗出，同时提高膜的耐磨性、耐晒性、耐蚀性和绝缘性。封闭的方法有热水封闭法、水蒸汽封闭法、重铬酸盐封闭法、水解封闭法和填充封闭法。暂不清楚，普通阳极氧化供应商是否都默认进行封闭？
1）热水封闭法
热水封闭法的原理是利用无定形Al?O?的水化作用
式中n为1或3，Al?O?水化为一水合氧化铝（Al?O?·H?O）；生成三水合氧化铝（Al?O?·3H?O）时，其体积增大几乎增大100%。由于氧化膜表面及孔壁的Al?O?水化的结果，体积增大而使膜孔封闭。热水封闭工艺为热水温度90℃~100℃，pH值6~7.5，时间15min~30min。封闭用水必须是蒸馏水或去离子水，而不能用自来水，否则会降低氧化膜的透明度和色泽。水蒸汽封闭法的原理与热水封闭法相同，但效果要好得多，只是成本较高。
2）重铬酸盐封闭法
此法是在具有强氧化性的重铬酸钾溶液中，并在较高的温度下进行的。当经过阳极氧化的铝件进入溶液时，氧化膜和孔壁的氧化铝与水溶液中的重铬酸钾发生下列化学反应：
生成的碱式铬酸铝及碱式重铬酸铝沉淀和热水分子与氧化铝生成的一水合氧化铝及三水合氧化铝一起封闭了氧化膜的微孔。封闭液的配方和工艺条件如下：
此法处理过的氧化膜呈黄色，耐蚀性较好。适用于以防护为目的的铝合金阳极氧化后的封闭，不适用于以装饰为目的着色氧化膜的封闭
铝及其合金经阳极氧化处理后，在其表面生成了一层多孔氧化膜，经过着色和封闭处理后，可以获得各种不同的颜色，并能提高膜层的耐蚀性、耐磨性。
阳极氧化层的特点
1.多孔性——氧化膜具有多孔的蜂窝状结构，膜层的空隙率决定于电解液的类型和氧化的工艺条件。氧化膜的多孔结构，可使膜层对各种有机物、树脂、地蜡、无机物、染料及油漆等表现出良好的吸附能力，可作为涂镀层的底层，也可将氧化膜染成各种不同的颜色，提高金属的装饰效果。
2.耐磨性——铝氧化膜具有很高的硬度，可以提高金属表面的耐磨性。当膜层吸附润滑剂后，能进一步提高其耐磨性。铝本身是一种比较柔软、容易加工的金属，表面硬度只有HV20~150左右。然而，氧化铝是一种非常坚硬的物质，进行铝阳极氧化后的铝表面硬度可提高到HV200-600左右。因此，它的优点是耐磨性强。特别是膜厚超过20μm的硬质铝阳极氧化材，其表面硬度超过HV400（接近HRC40或HB380），表面硬度可以远远超过不锈钢（如304的硬度约为HV210）。因此也可用于轴类等滑动部件，比如IGUS铝棒导轨就进行了硬质阳极氧化的处理。
3.耐蚀性——铝氧化膜在大气中很稳定，因此具有较好的耐蚀性，其耐蚀能力与膜层厚度、组成、空隙率、基体材料的成分以及结构的完整性有关。为提高膜的耐蚀能力，阳极氧化后的膜层通常再进行封闭或喷漆处理。
4.电绝缘性——阳极氧化膜具有很高的绝缘电阻和击穿电压，可以用作电解电容器的电介质层或电器制品的绝缘层。所以经过阳极氧化后铝合金零件将不导电，或者说导电不良，如果有接地设计时需要注意将氧化层去除。
5.绝热性——铝氧化膜是一种良好的绝热层，其稳定性可达1500℃，因此在瞬间高温下工作的零件，由于氧化膜的存在，可防止铝的熔化。
6.结合力——阳极氧化膜与基体金属的结合力很强，很难用机械方法将它们分离，即使膜层随基体弯曲直至破裂，膜层与基体金属仍保持良好的结合。铝阳极氧化在侵蚀母材的同时生长并融为一体。因此与电镀和喷涂不同，不用担心氧化层脱落。铝阳极氧化的一个特征是，被氧化后的工件包括从母材表面向外增加的薄膜部分，以及从母材表面向内渗透的部分。
硬质阳极氧化
硬质氧化阳极膜一般需要厚度为25-150um，大多数硬质阳极氧化膜的厚度为50-80um，膜厚小于25um的硬质阳极氧化膜，用于齿键和螺线等运用场合的零部件，耐磨或绝缘用的阳极氧化膜厚度约为50um，在某些一起工艺条件下，需要出产厚度为125um以上的硬质阳极氧化膜，可是有必要注意阳极氧化膜越厚，其外层的显微硬度可以越低，膜层表面的粗糙度增加。
GB/T 19822对硬质阳极氧化进行了要求。由于合金成分和加工方式对硬质氧化的效果影响很大，故该标准针对材料分为了五类。
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