南京铝材封孔引起的阳极氧化膜缺陷

何为封孔？
封孔的目的主要是降低多孔性用阳极氧化膜的沾染性和提高氧化膜的耐腐蚀性。生产实践的经验表明，氧化工艺正确、封孔品质合格的阳极氧化膜，可以通过包括盐雾腐蚀试验在内的一系列耐腐蚀性检验。所以在常规的生产在线检测时，一般只需要作封孔品质试验，这是国内外生产的必测项目，而如盐雾腐蚀等这一类耐蚀和耐候检测并不一定是在线必测项目。尽管这样，这里需要指出的是封孔品质与盐雾腐蚀的评估方法不同。封孔品质是按照指定面积上的质量损失(习惯称失重)来评判的，它是一定面积的平均值。而盐雾腐蚀是根据待测表面的腐蚀点的面积比例来判别的。因此如果盐雾腐蚀的结果具有明显的位置局限性，例如腐蚀点只是发生在某些特殊的个别位置(如型材加强筋)上，在全部测试面积上并未发生。那么封孔品质可能合格，而盐雾试验的结果无法合格，此时两者结果之间的对应性就比较差。这时必须具体分析两者试验结果差别的原因，而不是简单怀疑封孔检测的准确性。阳极氧化每个工序都可能产生缺陷。许多缺陷还来自挤压、铸造、机械加工和环境腐蚀等因素，只是在阳极氧化过程中显露出来。

由于封孔引起的缺陷类型及其防止措施：
(1)封孔白灰。这是热封孔常见的缺陷，又名表面白霜。起源于水中钙或镁离子过高，但是一般可以用湿布擦掉。封孔灰应该与粉化膜区分，封孔灰不会与染料作用，而粉化的阳极氧化膜与染料能发生作用。解决办法常在热封孔的纯水中加入抑灰剂，效果较好。如果已经生成，可用20%硝酸溶液浸渍除去，再在清洁水中清洗干净，不得留有残存的硝酸溶液。

(2)冷封孔膜微裂纹。冷封孔膜比较脆，其柔韧性不及热封孔膜。冷封孔膜不仅在机械变形(如弯曲)时，而且在受热时都可能有微裂纹产生。解决办法是冷封孔膜清洗干净之后，再在60~80C热水中浸渍10~15min,可以显著改进膜的柔韧性，比较有效地防止微裂纹发生。热水处理温度越高，则膜的柔韧性越好。

(3)热封孔膜龟裂。这种缺陷多见于硬质阳极氧化膜，尤其发生在抛光铝表面的热封孔膜上。主要原因是由于热封孔时阳极氧化膜的热膨胀系数低，而金属铝的热膨胀系数高，使细氧化膜中产生大的拉应力所致。此时一般应考虑降低阳极氧化的电流密度，或适当升高槽按品度来解决， 热封孔之前先增加一道60°C左右的热水洗也有助于减轻膜龟裂现象。

(4)冷封孔膜发绿。这是由于冷封孔膜的镍吸收量过高引起的。诚然，一定量的镍吸收是保证封孔品质的前提，但是镍离子吸收量过高的膜有发绿的可能，尽管这并不影响封孔膜的腐蚀失重，甚至某种意义上是是封孔品质的直观保证。从封孔工艺本身分析，应该降低冷封孔溶液的Ni2+含量和Ni2+/F-的比值，添加剂中增加Co含量也是一个有效措施。此外阳极氧化过程中有助于缩小微孔的孔径和降低孔腺率的措施均有减少发绿的效果。

(5)热封孔膜发黄。这在热封孔中偶尔发生，主要由于水中铁或铜的污染，很可能是金属在热水中腐蚀引起的，一般铁或铜超过50μg/g就存在发黄的危险。解决办法是一旦发现就必须立即更换溶液。

(6)彩虹膜，即干涉膜。彩虹膜是光干涉现象，表示存在一层表面薄膜。原因可能由于封孔不良，也可能是封孔膜遭到腐蚀引起的。应根据出现的现象分析原因，采取相应措施

(7)封孔不合格(热封孔)。热封孔不合格的原因很多，主要有封孔温度低、pH值偏低，封孔时间短以及溶液中杂质超标等，在杂质控制中尤其要控制二氧化硅和磷酸根的含量。针对封孔不合格的原因，采取相应措施。一般槽液温度应该高于95°C，pH值保持在6.0士0.5，封孔时间应该维持在阳极氧化时间的一倍以上。而大家关心的杂质含量，二氧化硅和磷酸根应在10μg/g以下。

(8)封孔不合格(冷封孔)。冷封孔不合格的原因主要有pH值偏低、封孔溶液Nif+或F-偏低、Ni2+ /F-的比值不当等。尤其是槽液的成分需要准确测定及时调整。按照我国的生产实践，考虑到保证质量和降低成本，可以将NiP+和F含量(g/L)分别控制在1.0和0.6左右，Ni2+含量稍高些更好，F含量不宜过高，不然容易起粉。一般Ni+/F的比值保持在1.5左右或以上，但不宜超过3.0。