浅谈铝合金阳极氧化膜粉霜
徐志春
（兰江铝型材联营厂）
目前铝合金型材阳极氧化膜经过常温封孔后会不同程度地出现粉霜。笔者通过生产现场的细致观察，对粉霜进行了分类，从而寻找出一些相应的防治对策。
1 常见粉霜的分类
粉霜问题是铝材加工厂和用户共同关心的问题。然而粉霜有许多种类，其中有的对氧化膜质量无影响，有的反而是封孔质量较好的表现，有的则是氧化膜有质量问题的标志。因此用户和铝材加工厂都要对它有一个清楚的认识，以帮助我们解决问题，消除误解。我厂通过生产现场的观察分析把粉霜分为以下四种：
1．阳极氧化过烧的粉霜。表观状态为型材四周都呈白色挂灰且不能擦去，着色材暗淡无光，型材与导电杆之间触点有电击伤的痕迹。这种氧化膜质量极差。
2．阳极氧化膜被浸蚀的粉霜。表观状态呈微红色或很淡的黄色（古铜色型材），在横断面上四周挂灰均匀，手触摸有粘感易留下指印，灰和指印均不易擦去。这种氧化膜质量差。
3.不溶物吸附沉积的粉霜。表观呈灰白色易擦去，型材向上的一面灰较厚，其它面较少。此灰对氧化膜质量无影响，只影响外观。
4．过封孔的粉灰。表观为灰白色，在横断面上四周均匀。稍重的在阳光下侧向观察呈散射彩虹，灰易擦去。轻微的过封孔灰不影响膜质量。严重的过封孔必须返工。
2原因分析及对策
2.1 氧化烧蚀的粉霜
众所周知，铝阳极氧化反应是一个放热反应。氧化膜的电阻很大，通过氧化膜的电流要产生大量的焦耳热。这是阳极氧化的两种主要热源。
在两种热的共同作用下，氧化膜针孔内的温度要比电解液的温度高很多，针孔底部的温度要比表面的温度高。当铝材在高电流密度下，或较高的槽压下(>20V)，阳极氧化时产生大量的焦耳热和反应热使氧化膜疏松粉化，往往会出现这种烧蚀粉霜。事实上这种粉霜并不是封孔过程中形成的，而是在阳极氧化时已出现，只是型材未干燥而没有反映出来。
要防范烧蚀挂灰，就必须控制好阳极氧化的工艺条件。槽压和焦耳热成正比，当槽液中Ai3+含量高，槽液流动性变差，槽液的导电能力下降，在生产上大多用提高槽压来保证电解电流。因此控制槽液中Ai3+浓度在20g/L以下勿使槽液流动性变差；适当降低电流密度(<1.5A/(dm2)，搅拌槽液促进热量散发，使阻挡层表面及时冷却是防止烧蚀粉霜的必要措施。
2.2 阳极氧化膜被浸蚀的粉霜
这种类型的挂灰不常发生，由于铝阳极氧化膜的生长是氧化铝生成和溶解的对立统一。在阳极氧化及以后的生产过程中，铝材或多或少地要和酸接触。氧化膜可能发生化学溶解。
由于生产过程中酸的浓度及其它条件使氧化膜溶解，形成氧化膜针孔呈“W”型。在高的硫酸环境里生成的氧化膜孔隙比较大，吸附力强。Ai3+大量吸附在针孔周围使氧化膜的吸附性能大大降低，造成吸附Ni2+困难，使冷封孔变得困难。再加上针孔的孔径增大，针孔不易被堵上，这样的铝材封孔质量很差。针孔形状的改变还会导致电解着色材色调发生变化，或偏黄或偏红。
要防止氧化膜腐蚀起粉霜，必须严格按工艺操作，不得在氧化槽中用低电流出光，氧化完毕后要及时起吊并及时彻底地水洗。还要控制电解液中硫酸的浓度(150～180g/L)。
2.3不溶物的吸附沉积挂灰
这种挂灰对氧化膜的内在质量无影响，只是影响型材的外观。铝阳极氧化膜是比表面积极高的多孔膜，具有很强的物理吸附能力，又具有高的化学活性，由于操作、生产环境及封孔槽液的调整等原因，槽液中往往有Al3+、Na+、NH4+，SO42-等杂质离子。这些杂质离子和F-、Ni2+、OH-，H+离子作用生成难溶的物质吸附在型材表面。
封孔过程中某些反应可以在针孔内和孔表面同时进行，例如生成的AiF63-和槽液中的一些阳离子Na+、Al3+、Ni2+等结合生成水溶性很低的氟铝酸盐，吸附在氧化膜表面形成粉霜。
另外封孔反应部有OH-生成，在调整槽液pH值时还要加入碱性物质(NaOH、NH3.H2O)，槽液中局部区域的pH值偏高，有较多的氢氧化物胶体微粒凝聚产生，这些微粒和一些表面活性剂等有机大分子聚集长大，吸附在型材表面成为粉霜。
对于这一类挂灰，最好采用更新封孔槽液或用再生封孔槽液的方法来解决。型材上的挂灰可用抹布擦去以提高型材外观质量。
2.4过封孔粉霜
过封孔的粉霜实质上是氧化铝的水化物，是一种羽毛状结构，是氧化膜孔壁溶解的铝离子扩散到氧化膜表面，在表面产生水化作用而形成的。它是晶体在某一方向上定向生长的结果。这种挂灰非常疏松。
另外针孔外面的膜表面的封孔液中和F-、Ni2+反应，当槽液中[F-]>0.5g/L,PH>6时，氧化膜溶解过快，大量的Ni2+吸附到膜表面，过快促进铝氧化膜水化反应的发生．使铝材造成过封孔粉霜。
根据我厂的生产实践(BY系列常温封孔剂)，采用如下封孔条件就不易产生过封孔粉霜，即：[F-]
