从20年前进口年产3000吨简单的小型卧式阳极氧化生产线,到目前多条年产3万吨以上的大型立式阳极氧化线的投产,其发展之迅速可见一斑。经过不断淘汰、选择、融合和提高,目前,我国铝合金建筑型材形成了3大系列的表面处理技术,即阳极氧化,阳极氧化电泳涂装及有机聚合物静电喷涂技术,其发展方向和水平是与国际发展同步的,装备水平、工艺特点和产品质量都达到了国际先进水平。早在20世纪80年代中期,我国的铝型材工业处于萌芽时期。

1986年当时的中国有色金属总公司科技局,根据一些专家的意见及时草拟了“关于建筑铝型材阳极氧化膜性能测试方法和指标”的文件,在当时起到了规范产品质量和推动生产发展的极好作用。该文件建议检测6项性能:(1)外观色差;(2)氧化膜厚度;(3)封孔质量;(4)耐盐雾腐蚀性;(5)耐磨性和(6)耐光性(色牢度)。由于当时技术水平和设备的限制,只对于前3项测试提出了具体要求。耐腐蚀性、耐磨性、耐光性只是提出一个概念,具体的性能检测方法与测试参数,以及性能验收指标等都没有做出规定。目前看来,这个文件的内容可能还不够完善,但是在20年之前就已经明确提出阳极氧化膜的厚度和封孔质量是具有本质意义的基本性能,也就是目前所谓的属于阳极氧化膜性能的必测项目。

20年来我国的铝型材工业迅速发展,相应的阳极氧化膜的性能要求、验收指标及检测方法等技术内容比较明确,相应的国家标准已经得到完善和提高,与各先进工业国家的标准基本接轨。因此现在的性能检测项目及检测方法应该具有更新和更多的内容,才可能跟上我国生产的发展步伐,并且可以与国际先进技术水平和国际标准内容的更全面和更系统地接轨。

阳极氧化概念：

将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能，如表面着色，提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等。例如铝阳极氧化，将铝及其合金置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极，在特定条件和外加电流作用下，进行电解。阳极的铝或其合金氧化，表面上形成氧化铝薄层，其厚度为5～20微米，硬质阳极氧化膜可达60～200微米。阳极氧化后的铝或其合金，提高了其硬度和耐磨性，可达250～500千克／平方毫米，良好的耐热性，硬质阳极氧化膜熔点高达2320K，优良的绝缘性，耐击穿电压高达2000V，增强了抗腐蚀性能，在ω＝0.03NaCl盐雾中经几千小时不腐蚀。氧化膜薄层中具有大量的微孔，可吸附各种润滑剂，适合制造发动机气缸或其他耐磨零件；膜微孔吸附能力强可着色成各种美观艳丽的色彩。有色金属或其合金（如铝、镁及其合金等）都可进行阳极氧化处理，这种方法广泛用于机械零件，飞机汽车部件，精密仪器及无线电器材，日用品和建筑装饰等方面。 为什么要阳极氧化：为了克服铝合金表面硬度、耐磨损性等方面的缺陷，扩大应用范围，延长使用寿命，表面处理技术成为铝合金使用中不可缺少的一环，而阳极氧化技术是目前应用最广且最成功的。 什么是铝的阳极氧化：所谓铝的阳极氧化是一种电解氧化过程，在该过程中，铝和铝合金的表面通常转化为一层氧化膜，这层氧化膜具有保护性、装饰性以及一些其他的功能特性。从这个定义出发的铝的阳极氧化，只包括生成阳极氧化膜这一部分工艺过程。

阳极氧化生成的一般原理

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，称为铝及铝合金的阳极氧化处理。其装置中阴极为在电解溶液中化学稳定性高的材料，如铅、不锈钢、铝等。铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。当电流通过时，在阴极上，放出氢气；在阳极上，析出的氧不仅是分子态的氧，还包括原子氧（O）和离子氧，通常在反应中以分子氧表示。作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化，形成无水的氧化铝膜，生成的氧并不是全部与铝作用，一部分以气态的形式析出。

2、阳极氧化电解溶液的选择

阳极氧化生长的一个先决条件是，电解液对氧化膜应有溶解作用。但这并非说在所有存在溶解作用的电解液中阳极氧化都能生成氧化膜或生成的氧化膜性质相同。

3、阳极氧化的种类

阳极氧化按电流形式分为：直流电阳极氧化，交流电阳极氧化，脉冲电流阳极氧化。按电解液分有：硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。按膜层性子分有：普通膜、硬质膜（厚膜）、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。

4、阳极氧化结构、性质

阳极氧化由两层组成，多孔的厚的外层是在具有介电性质的致密的内层上上成长起来的，后者称为阻挡层（也称活性层）。用电子显微镜观察研究，膜层的纵横面几乎全都呈现与金属表面垂直的管状孔，它们贯穿膜外层直至氧化膜与金属界面的阻挡层。以各孔隙为主轴周围是致密的氧化铝构成一个蜂窝六棱体，称为晶胞，整个膜层是又无数个这样的晶胞组成。阻挡层是又无水的氧化铝所组成，薄而致密，具有高的硬度和阻止电流通过的作用。阻挡层厚约0.03-0.05μm，为总膜后的0.5%-2.0%。氧化膜多孔的外层主要是又非晶型的氧化铝及小量的水合氧化铝所组成，此外还含有电解液的阳离子。当电解液为硫酸时，膜层中硫酸盐含量在正常情况下为13%-17%。氧化膜的大部分优良特性都是由多孔外层的厚度及孔隙率所觉决定的，它们都与阳极氧化条件密切相关。

阳极氧化生产线与氧化电源

卧式阳极氧化生产线的设备已经全部由国内生产制造，立式阳极氧化生产线大部分设备，如氧化电源及其附属设备，换热器和冷冻机及其有关设备，吊车及其相关搬运设备的主体等等都可以在国内生产供应或者按照外国公司的图纸在国内制造。有机聚合物静电喷涂设备，除了枪体由国内合资企或外资企业业供应或者个别情况（如氟碳涂料的喷枪）仍在进口以外，基本上可以在国内生产提供。鉴于大型生产线的技术水准高，产品质量稳定，成本能耗低，环境集中治理等优势，大型立式阳极氧化和粉末喷涂生产线必然会得到充分的发展。

阳极氧化生产技术本身应该说没有发生革命性的变化，目前提高阳极氧化工艺技术水平的标志在于节省能源、降低消耗，提高效率，和稳定阳极氧化膜品质等指标。因此从电源、搅拌、冷却和槽液等多方面综合考虑开发的快速低能耗阳极氧化技术，未来在我国生产线会得到发展。一些阳极氧化生产线中已经开发的新设备，包括阳极氧化槽的去除铝离子装置、高频氧化电源等都会得到进一步的推广应用。鉴于中国市场青睐无挤压条纹的铝型材表面，研发在阳极氧化槽液中利用特殊波形达到去除铝型材表面的挤压条纹，是一项具有工业前景的值得开发的新工艺。但是所有新技术和新设备的推广，都不可能以牺牲节能，降耗和环境作为代价。一般装饰性氧化到24V，按每平方米8-12A选择，硬质氧化按照72V以下，每平方米30-40A选择。

氧化电源不是一款孤立的设备，它是阳极氧化工艺的一个重要装置。随着国家和企业的环保意识的增强，对于各个设备的设计将融入环保节能的元素。节能环保最先应用在的是电源的生产与设计，早在60年代由于大功率的整流管的产生出现了铝型材氧化及电镀行业的第二代电源——硅整流器，但是这两代电源都存在着很多瑕疵，比如说“笨重、耗能大、输出指标低以及精度差，控制不方便”等缺点，之后第二代电源逐步被第三代整流器——可控硅整流器取代。可控硅整流器的优点在于精度高、控制起来方便，所以在70年代以后逐步得到了企业的广泛的推广与使用。但是可控硅整流器仍是以笨重的高耗材的工频变压器为基础，没有改变它致命的缺陷，因此该电源体积大、笨重、高耗材高耗能的缺点却依然存在，还是会影响到使用上的不便。另外加上该电源的电压和电流的调整是依靠可控硅的开放角度来控制，在所难免会产生大量的谐波，从而污染整个电网，可控硅整流器工作频率处在低频段，也就很不容易被滤波器吸收，对于企业在清洁方面存在着困难，这显然是不能够符企业合清洁生产的要求。只要达不到环保的要求的设备一定还会有可以改进的空间。在这种情况下，经过国内的专研最终克服可控硅整流器许多缺点的第四代整流器——高频铝氧化电源便应运而生，掌控时代的未来主流。

第四代的高频铝氧化电源不仅体积小、低耗材、高效率而且精度高，易控制，因此迅速被铝型材氧化及电镀行业所接受。部分国家已不再使用了可控硅整流器。在国内铝型材氧化及电镀行业对高频开关电源的应用也随着企业的发展和对环保的重视也开始实现普及应用。