第1章鋁的性質與鋁合金概述001
1.1鋁的性質001
1.1.1物理性質001
1.1.2化學性質002
1.2鋁合金概述002
1.2.1變形鋁合金003
1.2.2鑄造鋁合金005
1.2.3鋁材的簡易鋻別007

第2章鋁及鋁合金腐蝕的基本情況009
2.1鋁腐蝕的概況009
2.2電化學腐蝕熱力學基礎009
2.3電化學腐蝕動力學基礎014
2.4鋁及鋁合金的均勻腐蝕016
參考文獻025

第3章鋁及鋁合金的局部腐蝕026
3.1電偶腐蝕026
3.1.1電偶序與電偶腐蝕的傾向026
3.1.2影響電偶腐蝕的因素027
3.2點蝕029
3.2.1點蝕的化學機制029
3.2.2點蝕的評價指標033
3.2.3點蝕的影響因素034
3.3晶間腐蝕035
3.4層狀腐蝕038
3.5其他局部腐蝕039
3.5.1應力腐蝕開裂039
3.5.2縫隙腐蝕041
3.5.3水線腐蝕042
3.5.4微生物腐蝕043
3.6金屬/塗層體繫的腐蝕043
3.6.1塗裝金屬的腐蝕歷程044
3.6.2塗裝金屬腐蝕的形態045
3.6.3絲狀腐蝕的反應機理048
3.6.4絲狀腐蝕的影響因素與防護050
3.6.5附著力對塗裝金屬腐蝕的作用052
參考文獻056

第4章鋁合金腐蝕的影響因素058
4.1鋁的氧化膜059
4.2材質061
4.2.1合金成分061
4.2.2組織結構067
4.2.3熱處理068
4.2.4表面狀態070
4.3使用環境和介質071
4.3.1電解質的成分與濃度072
4.3.2溶解氧含量073
4.3.3pH074
4.3.4溫度075
4.3.5其他影響因素076
4.4常見的自然環境077
4.4.1大氣077
4.4.2粉塵081
4.4.3腐蝕性氣體081
4.4.4淡水084
4.4.5海水090
4.4.6土壤092
4.5常見的腐蝕介質096
4.5.1無機堿096
4.5.2無機酸099
4.5.3無機鹽109
4.5.4有機物112
4.5.5加速腐蝕試驗環境117
4.6緩蝕劑120
4.6.1鋁在堿液中的緩蝕劑122
4.6.2鋁在酸液中的緩蝕劑125
4.7控制腐蝕的化學方法127
參考文獻128

第5章化學鈍化前的預處理131
5.1脫脂131
5.1.1堿性脫脂132
5.1.2酸性脫脂133
5.1.3脫脂缺陷及對策133
5.2浸蝕134
5.2.1堿浸蝕134
5.2.2酸浸蝕135
5.2.3酸性化學砂面處理136
5.2.4堿性化學砂面處理138
5.2.5浸蝕後的氧化膜139
5.3化學拋光139
5.4除灰142
5.4.1硝酸除灰143
5.4.2硫酸除灰143
參考文獻144

第6章鋁及鋁合金鉻鈍化145
6.1鋁及鋁合金鉻鈍化種類145
6.1.1堿性六價鉻鈍化145
6.1.2酸性六價鉻鈍化146
6.1.3不含鋯鈦的三價鉻鈍化147
6.1.4含鋯鈦的三價鉻鈍化147
6.2鋁及鋁合金鉻鈍化膜的形成機理148
6.2.1堿性鉻鈍化膜的形成機理148
6.2.2酸性鉻鈍化膜的形成機理148
6.2.3不含鋯鈦的三價鉻鈍化膜形成機理150
6.2.4含鋯鈦的三價鉻鈍化膜形成機理151
6.3鋁及鋁合金鉻鈍化膜的組成與結構152
6.3.1六價鉻鈍化膜的組成與結構152
6.3.2不含鋯鈦的三價鉻鈍化膜的組成及結構153
6.3.3含鋯鈦的三價鉻鈍化膜的組成及結構154
6.4鋁及鋁合金鉻鈍化膜的防護機理154
6.4.1六價鉻鈍化膜的防護機理154
6.4.2三價鉻鈍化膜的防護機理156
6.5鋁及鋁合金鉻鈍化膜防護性能的影響因素156
6.5.1六價鉻鈍化膜的防護性能影響因素156
6.5.2三價鉻鈍化膜防護性能的影響因素160
6.6鋁及鋁合金鉻鈍化的應用及缺陷分析163
6.6.1六價鉻鈍化的應用及缺陷分析163
6.6.2三價鉻鈍化的應用及缺陷分析164
參考文獻165

第7章鋁及鋁合金磷化170
7.1鋁及鋁合金磷化種類170
7.1.1鋁及鋁合金六價鉻磷化170
7.1.2鋁及鋁合金三價鉻磷化171
7.1.3不含鋯鈦的鋁及鋁合金無鉻磷化171
7.1.4含鋯鈦的鋁及鋁合金無鉻磷化172
7.2鋁及鋁合金磷化膜的形成機理173
7.2.1六價鉻磷化成膜機理173
7.2.2三價鉻磷化成膜機理174
7.2.3不含鋯鈦的無鉻磷化成膜機理175
7.2.4含鋯鈦的無鉻磷化機理176
7.3鋁及鋁合金磷化膜的組成及結構176
7.3.1六價鉻磷化膜的組成與結構176
7.3.2三價鉻磷化膜的組成及結構177
7.3.3不含鋯鈦無鉻磷化膜的組成及結構177
7.3.4含鋯鈦無鉻磷化膜的組成及結構178
7.4鋁及鋁合金磷化膜的保護機理180
7.5鋁及鋁合金磷化膜耐腐蝕性能的影響因素181
7.5.1六價鉻磷化的影響因素181
7.5.2無鉻磷化的影響因素183
7.6磷化的應用及缺陷分析186
參考文獻186

第8章鋁及鋁合金鋯鈦鹽鈍化189
8.1鋁及鋁合金鋯鈦鹽鈍化種類189
8.1.1薄膜型鋯鈦鈍化189
8.1.2厚膜型鋯鈦鈍化190
8.2鋯鈦鹽鈍化膜的形成機理191
8.2.1鋯鈦薄膜形成機理191
8.2.2鋯鈦厚膜形成機理192
8.3鋯鈦鹽鈍化膜的組成及結構193
8.3.1鋯鈦薄膜的組成及結構193
8.3.2鋯鈦厚膜的組成及結構194
8.4鋯鈦鹽鈍化膜的保護機理195
8.4.1鋯鈦薄膜的保護機理195
8.4.2鋯鈦厚膜的保護機理196
8.5鋯鈦鹽鈍化膜質量影響因素197
8.5.1pH值對鋯和/或鈦鈍化的影響197
8.5.2鈍化時間對鋯和/或鈦鈍化的影響197
8.5.3遊離氟對鋯和/或鈦鈍化的影響198
8.5素對鋯和/或鈦鈍化的影響198
8.5素對鋯和/或鈦鈍化的影響199
8.5.6預處理對鋯和/或鈦鈍化的影響199
8.5.7材質對鋯和/或鈦鈍化的影響199
8.5.8烘干溫度對鋯和/或鈦鈍化的影響199
8.6鋯鈦鹽鈍化應用及缺陷分析200
參考文獻200

第9章鋁及鋁合金硅烷及自組裝鈍化203
9.1硅烷及自組裝鈍化種類203
9.1.1硅烷鈍化203
9.1.2自組裝鈍化206
9.2鈍化膜的形成機理208
9.2.1硅烷鈍化膜的形成機理208
9.2.2自組裝鈍化膜的形成機理209
9.3鈍化膜的組成及結構210
9.3.1硅烷鈍化膜的組成及結構210
9.3.2自組裝膜組成及結構213
9.4硅烷鈍化膜及自組裝鈍化膜的防護機理214
9.4.1硅烷鈍化膜的防護機理214
9.4.2自組裝鈍化膜的防護機理216
9.5鈍化膜防腐蝕性能的影響因素217
9.5.1硅烷鈍化膜防腐蝕性能的影響因素217
9.5.2自組裝鈍化膜質量的影響因素219
9.6應用及缺陷分析221
9.6.1硅烷應用及缺陷分析221
9.6.2自組裝鈍化的應用及缺陷分析222
參考文獻222

第10章鋁及鋁合金其他化學鈍化226
10.1鋁及鋁合金其他化學鈍化種類226
10.1.1高溫水合鈍化226
10.1.2鈰鹽鈍化228
10.1.3其他種類229
10.2鈍化膜的形成機理232
10.2.1高溫水合鈍化膜的形成機理232
10.2.2鈰鹽鈍化膜的形成機理233
10.3鈍化膜的組成及結構235
10.3.1高溫水合鈍化膜的組成及結構235
10.3.2鈰鹽鈍化膜的組成及結構236
10.4鈍化膜的保護機理236
10.4.1高溫水合鈍化膜的保護機理236
10.4.2鈰鹽鈍化膜的保護機理237
10.5鈍化膜質量的影響因素238
10.5.1高溫水合鈍化膜質量的影響因素238
10.5.2鈰鹽鈍化膜質量的影響因素240
10.6其他鈍化的應用及優缺點242
10.6.1高溫水合鈍化的應用及優缺點242
10.6.2稀土體繫鈍化的應用及缺陷分析242
參考文獻242

第11章性能檢驗與試驗方法246
11.1外觀質量246
11.2厚度247
11.2.1庫侖法247
11.2.2質量損失法248
11.2.3超聲波法248
11.2.4渦流法248
11.2.5顯微鏡法248
11.2.6X射線熒光法249
11.3鈍化膜的成分249
11.3.1儀器檢測法249
11.3.2點滴法250
11.4耐蝕性251
11.4.1鹽霧試驗251
11.4.2絲狀腐蝕試驗252
11.4.3濕熱腐蝕試驗252
11.4.4晶間腐蝕試驗253
11.4.5點腐蝕試驗253
11.5耐候性254
11.5.1自然暴露耐候試驗254
11.5.2人工加速耐候試驗255
11.6耐化學穩定性257
11.6.1耐酸試驗257
11.6.2耐堿試驗257
11.6.3蒸煮試驗258
11.7力學性能258
11.7.1附著性試驗258
11.7.2耐衝擊性試驗259
11.7.3抗彎曲性試驗260
11.7.4T彎測試260
11.7.5耐磨性試驗261
參考文獻263

附錄264
附錄A外觀質量和厚度的常用檢測標準264
附錄B耐蝕性、耐候性和耐化學穩定性的常用檢測標準265
附錄C力學性能的常用檢驗標準266

鋁和鋁合金越來越多地進入人們的生產活動和生活領域，鋁材的腐蝕和防護問題、表面處理和表面裝飾技術也越來越得到重視。鋁材的使用避免不了會遇到各種形式的腐蝕現像，在不同條件下腐蝕的原因各不相同，影響因素也非常復雜。鋁的化學鈍化則是應用極為廣泛的防腐蝕技術，它利用特定的介質與鋁進行反應形成鈍化膜，來降低鋁表面的腐蝕活性。鈍化膜的質量與鈍化劑化學組成、金屬材質、工藝參數、生產設備以及環境條件等復雜因素相關。鈍化的過程常常首先發生鋁與特定介質的腐蝕反應，需要有控制地利用鋁的腐蝕反應來形成合格的鈍化膜。因此，我們認為將腐蝕和鈍化結合起來討論，更有利用於理解和應用化學鈍化技術，更有助於解決生產實際問題，達到避免或減緩鋁制品腐蝕的目的。
本書的編寫本著科學性和實用性的原則，顧及各層次相關從業人員的工作需要，不僅詳細介紹了鋁的腐蝕機理、腐蝕特性，而且探討了鋁腐蝕的影響因素，如材質、自然環境、使用介質等，總結了國內外鋁化學鈍化的分類、特性、機理、影響因素和工藝應用，以及性能檢驗與試驗方法。
本書分11章，是由李翀（第1～5章）、王愛祥（第6、7和10章）、陸國建（第8～9章）和朱小輝（第11章）執筆，在朱祖芳教授指導下完成的。德高望重的朱老師是為鋁材表面處理行業做出突出貢獻的技術專家，他從本書的策劃、構思開始，給予了熱情的幫助和支持；在編寫全過程中也給予了指導甚至校審，並提供了大量有價值的應用經驗和技術資料。另外，本書的編寫還得到鐘金環博士、樊兆玉博士和高俊偉先生的幫助，借此向這些專家表示衷心的謝意。 
由於編者業務水平有限，書中難免存在疏漏和不當之處，恭請讀者不吝指正。

編著者
2023年8月