近些年，金屬手機大行其道，沒有金屬機都不好意思和人說自己是做機的！其實金屬機大部分都是使用鋁合金表面做陽極氧化的。那么手機主機廠如此青睞陽極氧化？我們有必要科普一下。
|
一 為什么手機行業(yè)看中陽極氧化？為完美質(zhì)感而生！ |
陽極氧化是指用鋁或者鋁合金（大部分情況）做陽極，鉛板做陰極，兩者一起放在水溶液，這里面有硫酸、草酸、鉻酸等，進行電解，讓鋁的表面形成一種氧化膜的工藝制程。陽極氧化如果沒有特別指明，通常是指硫酸陽極氧化。
圖：Iphone 6手機外殼陽極氧化效果
如上圖所示，陽極氧化得到的手機金屬外殼將金屬質(zhì)感和絢麗色彩完美融合在一起。除此之外，陽極氧化膜還具有耐刮傷、耐腐蝕、輕薄、觸摸后不留手印等優(yōu)點；可以說，陽極氧化是為對外觀要求嚴格的手機等3C制品而生的！
|
二 手機外殼陽極氧化全制成詳解！ |
陽極氧化全制程主要包括三個部分：前處理、陽極氧化、后處理。下面我們具體介紹：
1）前處理（脫脂—化拋—堿性腐蝕—剝黑膜）
A.脫脂
脫脂是除去鍛壓/壓鑄/拋光等工段殘余的油脂，脫脂過程主要包含兩個反應(yīng)：皂化和乳化。皂化:脫脂液中的堿與工件表面的油脂反應(yīng),生成水溶性物質(zhì)，皂化反應(yīng)方程式如下。乳化:除去工件表面無法皂化的油與臘。
(C17H35COO)3C3H5+3NaOH →3C17H15COONa+C3H5(OH)3
B.化拋：化學拋光劑使鋁件表面更光亮。
C.堿腐蝕
C-1.除去工件表面原有之Al2O3不導電層。
先進行: Al2O3 +OH- →2Al3++Al + others
后進行: Al+NaOH →NaAlO2+H2 + others
C-2. 調(diào)節(jié)工件表面的亮啞度破壞工件表面平整性,形成光線散(漫)射。
D.剝黑膜:去除工件表面黑色水膜(主要成份為HNO3)
2）陽極氧化（氧化——水洗）
下圖為某手機外殼陽極氧化的制程（包括前處理和陽極氧化），具體工序為：未處理的Al→電解拋光→第一次陽極氧化→氧化鋁層的化學腐蝕→第二次陽極氧化→空隙加寬
圖：前處理和陽極氧化流程
鋁陽極氧化的原理實質(zhì)上就是水電解的原理。當電流通過時，在陰極上放出氫氣；在陽極上，析出的氧不僅是分子態(tài)的氧，還包括原子氧（O）和離子氧。作為陽極的鋁被其上析出的氧所氧化，形成無水的氧化鋁膜。
成膜過程：2AL+3H2O——AL2O3+6H+ +6e
膜溶解過程：AL2O3+6H+ ——2AL3+ +3H2O
圖：陽極氧化原理
鋁在硫酸溶液中陽極氧化，金屬鋁的氧化膜形成過程和氧化膜溶解過程是相互對立而有密切關(guān)聯(lián)的。金屬鋁作為陽極，陰極材料在工業(yè)上可以用Al、Pb等金屬。
圖：鋁合金陽極處理氧化膜模型圖
氧化膜為雙層結(jié)構(gòu),內(nèi)層為致密無孔的且少水的Al2O3構(gòu)成,外層是由孔隙和孔壁組成的多孔層，具有很多高孔隙率和吸附的氧化膜,可吸附染料,經(jīng)過封閉之后,便形成色彩較佳的裝飾性膜層。
圖：陽極氧化膜微觀結(jié)構(gòu)
3）后處理（活化——染色——封口——烘干）
A.活化
著色之前，可用酸液處理將氧化膜活化，所有有機酸/無機酸及酸性鹽都可以作為活化劑，由于酸溶液對氧化鋁的化學溶解作用，氧化膜孔的孔壁從外向內(nèi)溶解，使孔徑擴大，同時可以通過控制活化時間的長短，得到孔徑大小不同的氧化鋁膜，達到擴孔，增加孔隙率，從而提高吸附染料能力的效果。
影響因素：
a. 活化劑種類；
b. 活化劑濃度；
c. 活化溫度；
d.活化時間
B.染色
陽極氧化膜孔隙直徑為0.01-0.03mm,染料在水中分離成單分子,直徑為0.0015-0.0030mm 。
C.封孔處理
封孔處理是把陽極氧化膜的微孔封閉并將微孔內(nèi)染料固定。封孔處理最簡單的是在沸水中處理，只要進行的適當，就能保證染色膜表現(xiàn)出應(yīng)有的色澤牢固度，而且還可使工件具有防止脂印，色斑及油脂所染的能力。陽極氧化過的表面只有經(jīng)過充分的封孔才能使它失去對接觸物影響的能力。
影響因素：
a.封孔液組成；
b.封孔液PH值；
c.封孔溫度；
d.封孔時間
|
三 陽極氧化的缺陷分析 |
按照外觀形態(tài)可將陽極氧化表面缺陷分為三大類:(1) 條紋(帶) 狀缺陷; (2) 斑點狀缺陷;(3) 外觀不勻 。下面列舉產(chǎn)生斑點狀缺陷和外觀不勻的可能原因：
1）斑點狀缺陷產(chǎn)生的可能原因
a.酸或堿浸蝕
b.大氣腐蝕
c.紙腐蝕(水斑)
d.清洗水腐蝕(又稱雪花狀腐蝕)
e.氯化物腐蝕
f.電偶腐蝕
2)外觀不勻
外觀不均勻?qū)嶋H上指條紋和點蝕兩種表面缺陷以外的其它型式的表面缺陷。它主要包括：
a.氧化燒損(燒焦)
b.粉化
c.黑斑(又稱熱斑或軟斑)
d.堿洗流痕
e.閃爍花紋
f.外觀發(fā)暗(又稱發(fā)灰,失光)
陽極氧化的良率水平關(guān)系到最終產(chǎn)品的成本，提升氧化良率的重點在于適合的氧化劑用量、適合的溫度及電流密度，這需要結(jié)構(gòu)件廠商在生產(chǎn)過程中不斷探索，尋求突破。
3）陽極氧化處理相關(guān)廠商
a.合航
b.夢之坊（廣源豐）
c.銘浩
d.長盈
本文素材節(jié)選自工藝開發(fā)量產(chǎn)和《鋁合金手機殼之加工》，艾邦高分子整理編輯
以上廠商已加入艾邦高分子陽極處理企業(yè)名錄，回復相關(guān)企業(yè)名稱即可查看該更多信息。如果貴公司也要加入，請長按二維碼，備注“陽極”：
推薦閱讀：
3.最新手機外殼環(huán)保氧化工藝，你可以不買Iphone6s，但是你得知道陽極氧化
閱讀原文，查看納米注塑文章大全
↓↓↓
始發(fā)于微信公眾號：艾邦高分子