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   首页 → 专业文章 → 对铝及铝合金电解着色……

    铝及铝合金的电解着色，在1936年首先 由意大利的 Caboni提出，但当时只局限于实验室，直到60年代初才由日本的Tahai Asada 将这一工艺应用于工艺生产，开拓了铝及铝合金电解着色的新时代，这就是目前国内外 广泛采用的“浅田法”。由于电解着色的氧化 膜具有古朴、典雅的装饰效果，与染色法相比，氧化膜又具有极好的耐晒性，故广泛应用于建筑。此法还具有耗小(消耗的能量只是整体着色法的 40％)，工艺条件易于控制等优点。特别近年来又在电解着色的基础上发展了干涉着色法，可在同一种着色液中产生多种不同颜色的着色膜，扩大了建筑用铝的着色范围。
1 着色机理
    电解着色与整体着色不同，电解着色是分两步进行：第一步铝在硫酸溶液中进行常规阳极氧化；第二步阳极氧化后的多孔性氧化膜在金属盐的着色液中电解着色。电解着色采用工业频率的交流电，金属离子所以能在氧化膜孔底部进行电沉积，是因为阴极电流大于阳极电流。当铝件处于交流电的负半周时，电解液中的金属离子在膜孔中被还原，并沉积于膜孔底部，同时还发生氢离子的还原；当铝件处于交流电的正半周时，铝件可能进行阳极氧化。电解着色的发色机理与染色法和整体着色法不同。电解着色膜的颜色不取决于着色液的颜色，也不取决于沉积金属本身的颜色这主要是因为电解着色的发色原因是光在沉积金属粒子表面产生光散射的结果，且光的散射作用受沉积金属粒子的大小形状等多种因素影响。由电子探针显微分析结果，电解着色沉积物主要堆积在膜孔底部，其高度大约5pm，并且不均匀地充填膜孔。着色时间愈长，沉积金属在膜孔中的沉积高度愈高，沉积量随着色时问的增加而增加。电解液中除了最主要的金属盐类成分以外，为了使着色液稳定，分散能力好，以及保证着色膜的性能要求，还必须加入一些其他的成分(添加剂)，例如，在锡盐着色液中，主盐是硫酸亚锡，二价锡很易水解氧化成四价锡而使溶液失效。为了防止二价锡水解，所以着色液需保持一定的酸度。二价锡水解的pH值在1.5，所着色液的 pH值一般要维持在1.5以下，此外，为了防止二价锡氧化还需加入适量的稳定剂。一般酚类和胺类都具有较好的抗氧化作用。
2 电解着色工艺
    铝及铝合金在硫酸阳极氧化后，紧接着进行电解着色。一般可采用工频交流电，并以恒压法控制着色；与铝件相对应的电极可采用不锈钢、石墨和与沉积金属相同的金属极板；着色时间随所要求的颜色深浅而定，色浅着色时间短，色深着色时间长。着色溶液中除含所沉积的金属盐和必要的稳定剂及添加剂之外，必须维持溶液的pH值。
3 影响电解着色的因素
    1)着色电压对着色的影响 着色电压决定了着色速度。以锡盐着色为例，当着色电压小于 7V时，几乎没有电极反应，故着不上颜色；在7～16V范围内，随着电压的升高，着色速度显著增加，因为在这个范围内，金属的沉积速度呈线形增加 ；当电压超过16V以后，着色速度反而下降，因为电压继续升高，析氢增加，金属沉积的电流效率下降，所以着色速度反而下降。如电压升高到30V或更高，膜层会出现龟裂或剥落，这时着色以无法进行。最佳着色电压为 l4-l6V。
2)着色时间对着色的影响
    对颜色的控制可以有两种方法：一种是固定电压 ，改变着色时间；另一种是固定着色时间，改变着色电压，在实际生产中多采用前者因操作较方便。着色时间越长，颜色越深。
3)着色温度对着色的影响
    在其他条件相同的情况下，着色温度在8～30(=c范围内对着色均无明显影响，但温度会影响溶液电导，最好控制在 l8～24℃，着色温度过高，着的颜色不均匀。尽量可以在室温下进行，也应有相应的冷却和升温设备，以便严格控制。
4)着色液 pH值对着色的影响
    对不同金属盐的着色液，要求不同的pH值。对镍盐着色液，pH值在 4～6；对铜盐着色液，pH值的较大范围内变化均能着色。
5)着色液污染对着色的影响
    镍盐着色液对外来离子，特别是钠、钾的污染是很敏感的，含有 25ppm的钠离子就会使着色膜产生缺陷。
6)合金成分对着色的影响
    从电解着色原理看，铝材的合金成分对着色无影响，但由于某些铝合金不易生成均匀的氧化膜，从而影响了着色效果。对硅、镁含量高的铝合金，氧化膜不均匀，硅不能进行阳极氧化，而夹杂在氧化膜中。所以，铝的电解着色一般采用纯 Al系，Al—Mg系及 Al— Mg—Si系，对 Al—Cu系及 Al—Si系很难进行着色。

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