章前處理1



1硫酸除油為什麼選擇高溫溶液？1



2為什麼堿蝕槽液中不再添加葡萄糖酸鈉？2



3為什麼表面活性劑或者絡合劑有時不能發揮有效的作用？2



4過去為什麼用硝酸除灰？3



5為什麼用化學處理法可以得到“亞光面”？3



6化學拋光溶液為什麼必須使用磷酸或者硝酸？4



7電解拋光為什麼必須在高電流密度下進行？為什麼鋁陽極必須振動？6







第二章陽極氧化膜的生成和特點7



8在鋁表面為什麼能生成氧化膜？7



9鋁陽極氧化膜上為什麼有微孔？8



10為什麼電解條件不同陽極氧化膜孔數會不同？10



11為什麼電解條件不同陽極氧化膜的特性也不同？12



12為什麼陽極氧化膜難以通過電流？14



13為什麼可以測量非常薄的阻擋層的厚度？16



14硝酸或者甲酸溶液中為什麼不能生成陽極氧化膜？18



15為什麼不能生成非常厚的陽極氧化膜？19



16為什麼在陽極氧化膜電解中電壓急速下降時沒有電流通過？21



17在電位-pH圖的Al3 區域和AlO-2區域中為什麼能生成陽極氧化膜？23



18為什麼陽極氧化膜具有整流作用？24



19為什麼在鋁金屬/氧化物界面上能形成陽極氧化膜？25



20陽極氧化過程中為什麼陽極氧化膜有時會發光？26



21為什麼電解陽極氧化和陽極化氧化膜可以用電路圖模擬？27



22為什麼鋁陽極氧化過程中溶液溫度會升高？29



23硬鋁合金為什麼不能生成陽極氧化膜？30



24陽極氧化過程中為什麼極少發生陽極氧化膜剝落？31







第三章陽極氧化各論33



25硫酸溶液的濃度為什麼選擇15％？33



26為什麼硫酸溶液中鋁濃度要控制在10g/L左右？35



27硫酸電解液的溫度為什麼要保持在20℃？36



28硫酸溶液電解的電流密度為什麼是1～2A/dm2？38



29硫酸溶液脈衝電解為什麼能快速生成陽極氧化膜？39



30硫酸溶液交流氧化膜為什麼不能普及？41



31為什麼在草酸溶液中形成的氧化膜更耐用？43



32為何草酸陽極氧化中草酸的濃度為2％～5％？45



33草酸陽極氧化為什麼采用交流直流疊加電解？45



34鉻酸陽極氧化膜為什麼是不透明的乳灰色氧化膜？47



35磷酸陽極氧化膜為什麼孔徑大？48



36為什麼混酸陽極氧化膜硬度高卻未獲得廣泛使用？49



37硫酸-硼酸混合酸陽極氧化膜有什麼特點？50



38堿性溶液中為什麼能生成陽極氧化膜？51



39硼酸銨溶液為什麼不能生成多孔膜？51



40非水溶劑溶液中為什麼能生成陽極氧化膜？52



41為什麼無水表面處理工藝不能形成陽極氧化膜？52







第四章染色和自然發色54



42為什麼陽極氧化膜能進行染色？54



43為什麼染料受光照射會改變特性？55



44為什麼對染色溶液的pH值進行管理很重要？55



45為什麼將陽極氧化膜浸泡到草酸鐵銨溶液中能著色成金黃色？56



46硫酸交流氧化後放入無機鹽水溶液中浸泡，氧化膜為什麼能形成各種顏色？57



47鋁合金陽極氧化膜為什麼能發色？57



48草酸陽極氧化膜為什麼是黃色的？58



49在有機酸和硫酸的混合溶液裡為什麼能生成有色陽極氧化膜？59



50低溫硫酸溶液中形成的陽極氧化膜為什麼是褐色的？60



51Ematal溶液陽極氧化膜為什麼是不透明的白色？61







第五章電解著色63



52電解著色是誰發明的？63



53二次電解陽極氧化膜時會發生什麼樣的反應？64



54電解著色法為什麼陽極氧化膜孔中會有金屬沉積？64



55陽極氧化膜在電解著色液裡進行電解時會發生什麼樣的變化？68



56交流電解著色的電流波形為什麼是畸變的？71



57電解著色的電極反應理論研究到什麼樣的深度了？74



58交流電壓的頻率和溶液溫度對著色有何影響？76



59電解著色時的電流時間曲線為什麼成衰減曲線？77



60電解著色生產線為什麼必須進行嚴格的生產管理？79



61為什麼直流電解著色短時間內就可獲得深色？81



62為什麼會發生剝離？82



63陽極氧化膜在硫酸銅溶液中交流電解時為什麼著色顏色是綠色的？83



64為什麼在歐美使用錫鹽而在日本使用鎳鹽電解著色？85



65電解著色溶液為什麼會老化？85



66鎳鹽電解著色時為什麼要添加硼酸？86



67錫鹽電解著色的溶液裡為什麼要添加甲酚磺酸？90



68金屬在膜孔中析出為什麼陽極氧化膜就著上色了？90



69為什麼電解著色法可以獲得多色陽極氧化膜？92



70為什麼電解著色氧化膜具有良好的耐候性和耐蝕性？96



71為什麼用電解著色法能生成花紋圖案？98







第六章電泳塗裝100



72電泳塗裝是什麼樣的塗裝方法？100



73在陽極發生了什麼樣的反應？102



74鋁陽極氧化膜在硼酸銨溶液中再次陽極氧化會發生什麼樣的變化？104



75勃姆體型氧化膜在硼酸銨溶液中陽極氧化時會發生什麼樣的變化？107



76塗料析出的難易程度由什麼決定？108



77電解質陰離子對陽極氧化膜的二次陽極電解有什麼影響？110



78陽極氧化膜在油酸鈉溶液中二次陽極化會怎樣？111



79在電泳塗料工作液中對多孔氧化膜二次陽極化會怎樣？115



80電泳塗料的析出量受哪些因素影響？119



81對電解著色陽極氧化膜進行電泳塗裝時為什麼電解著色膜會褪色？121



82為何陽離子電泳塗裝不適合於鋁建材？123



83為何氟樹脂繫電泳塗膜的耐久性好？124







第七章其他塗裝和封孔處理125



84粉末塗料的優、缺點是什麼？125



85在塗裝前為什麼要進行塗裝前處理？127



86為什麼要對塗膜進行固化處理？128



87為什麼化學蒸氣熏制處理後的鋁陽極氧化膜耐蝕性提高了？129



88陽極氧化膜為什麼必須要進行封孔處理？129



89常溫封孔的優缺點是什麼？131







第八章其他課題132



90為什麼對硫酸陽極氧化膜施加低壓交流電，不久就有交流電流通過？132



91為什麼在鋁上難以進行電鍍？133



92用計算機模擬可進行哪些研究（其1）？134



93用計算機模擬可進行哪些研究（其2）？135



94用計算機模擬可進行哪些研究（其3）？138



95鋁表面處理膜可能有哪些新用途(其1)？138



96鋁表面處理膜可能有哪些新用途(其2)？140



97鋁表面處理膜可能有哪些新用途(其3)？141



98鋁表面處理膜可能有哪些新用途(其4)？142



99為什麼取代陽極氧化膜的鋁表面處理方法不能普及？143



100將來的鋁建材表面處理會如何發展？144







參考文獻148

原著前言



關於鋁表面處理技術的專業書籍已經出版了好多本。但是這些書籍往往隻是告訴你“HOW TO（如何去做）”，並沒有對表面處理理論進行解說。本書將就鋁表面處理技術的“WHY（為什麼）”進行剖析。比如：硫酸電解溶液的溫度為什麼要保持在20℃？為什麼電解著色法可以獲得多色氧化膜？氧化膜電泳塗裝時，為什麼必須施加150V的電壓？



為了通俗易懂地回答這些問題，本書借助了如下的概念和理論：（1）氧化膜的Keller模型、Murphy模型、Wood模型；（2）多孔質層和阻擋層的物理化學意義；（3）阻擋層的離子傳導和電子傳導；（4）Vermilyea的“瑕疵理論”；（5）單質子酸陰離子對阻擋層的破壞；（6）氧化膜的“化學溶解”和“電化學溶解”；（7）Murphy的“電流恢復現像”；（8）Decker的“孔隙充填理論”；（9）Alwitt的“復合氧化膜理論”；（10）氧化膜孔中的電化學反應和中和反應；（11）交流電解的感應電流和非感應電流；（12）交流電解的阻抗等效回路；（13）交流電流恢復現像。



本書是在大家的建議和幫助下完成的。著作者對諸位深表謝意，在此特別對德國G.Sperzel先生（President of Metallund Oberflchen Chemie Sperzel
GmbH & Co.KG,Germany)深表感謝。本人與G.Sperzel先生有過多次交流陽極氧化與著色的機會，在其關照下，多次與國外學者討論鋁表面處理問題。本書作者之一神長京子女士也在國際會議上積極介紹她的研究。假如沒有與G.Sperzel先生的相識，本人和神長京子女士隻會是日本本土的研究人員。為此，再次衷心感謝G.Sperzel先生。



我希望這本書有助於澄清關於陽極氧化膜理論的疑問，解決“這是你一直想問的”問題。







佐籐敏彥











譯者前言



中國擠壓機的數量和噸位、表面處理線的種類和能力、產能產量規模，遠遠超過世界其他國家的總和。尤其是表面處理工藝，借用中國有色金屬加工工業協會理事長範順科教授的話：“世界上有的，中國都有；中國有的，別的國家不一定有。”但是，在樂觀的背後，我們也應該看到，中國在從世界鋁擠壓材生產的大國向強國邁進的過程中，在理論研究和科技創新方面纔剛剛起步，無論是資金投入，還是科研人員的數量和水平，相對於西方國家還存在較大差距。



這本書是日本著名學者佐籐敏彥先生和神長京子女士的著作。佐籐先生著述很多，在日本鋁表面處理界，在理論研究方面，他可以說是永山政一教授之後的著名人物。這本書裡面涉及了大量的理論基礎知識，簡明易懂。他山之石可以攻玉，我衷心希望能借助其他國家的科研成果，使我國的鋁表面處理從實踐模仿階段，迅速上升至理論研究階段，終進入理論指導實踐的階段。



本書翻譯過程中，餘泉和先生做了大量實際工作，趙正平先生也付出了巨大的努力。由於這些年的技術進步和本人水平有限，故特邀QUALICOAT中國主席、廣亞鋁業集團總工程師潘學著先生寫了關於絲狀腐蝕的譯注，特邀QUALISINO首席代表、杭州集德表面技術有限公司總經理李琰寫了電解拋光部分的譯注，在這裡一並表示衷心感謝。



本書理論性較強，適合坐下來靜讀、精讀，國內類似的書似乎隻有朱祖芳老師翻譯過的一本日本川合慧先生的《鋁陽極氧化膜電解著色及其功能膜的應用》。希望這本書能對致力於理論研究的同仁有所幫助。







史宏偉



2018.2.14



於佛山