鋁合金經(jīng)過陽極氧化以提高耐腐蝕性,允許染色(著色)、改善潤滑或提高附著力。但是,陽極氧化不會增加鋁對象的強度。

在室溫下暴露于空氣或任何其他含氧氣體中時,純鋁通過形成2至3 nm厚的非晶態(tài)氧化鋁表面層來進行自鈍化,從而提供非常有效的防腐保護。鋁合金通常形成較厚的氧化層,厚度為5-15納米,但更容易受到腐蝕。鋁合金零件經(jīng)過陽極氧化處理,大大增加了該層的厚度,以防腐蝕。某些合金元素或雜質(zhì)(銅、鐵和硅)會顯著降低鋁合金的耐腐蝕性,因此2000、4000、6000和7000系列鋁合金更易受到影響。

雖然陽極氧化可以產(chǎn)生非常規(guī)則和均勻的涂層,但涂層中的微觀裂縫可能會導致腐蝕。此外,在高pH和低pH化學條件下,涂層易發(fā)生化學溶解,導致涂層剝離和基底腐蝕。為了解決這個問題,人們開發(fā)了各種各樣的技術,要么減少裂縫的數(shù)量,要么在氧化物中插入更穩(wěn)定的化合物,要么兩者兼而有之。例如,硫酸陽極氧化制品通常通過水熱密封或沉淀密封進行密封,以減少表面和基底之間允許腐蝕性離子交換的孔隙率和間隙路徑。沉淀密封提高了化學穩(wěn)定性,但在消除離子交換途徑方面效果較差。最近,開發(fā)了新的技術,將非晶態(tài)氧化物涂層部分轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的微晶化合物,在較短的鍵長基礎上顯示出顯著的改進。

一些鋁飛機零件、建筑材料和消費品都經(jīng)過陽極氧化處理。在MP3播放器、智能手機、主機外殼、多功能工具、手電筒、炊具、照相機、體育用品、火器、窗框、屋頂、電解電容器和許多其他產(chǎn)品上都可以找到陽極氧化鋁,以防腐蝕和保持染料。雖然陽極氧化僅具有中等的耐磨性,但較深的孔隙比光滑的表面能更好地保留潤滑膜。

陽極氧化膜的導熱系數(shù)和線膨脹系數(shù)比鋁低得多。因此,如果暴露在80°C(353 K)以上的溫度下,涂層會因熱應力而開裂。涂層可能開裂,但不會剝離。氧化鋁的熔點為2050°C(2323°K),遠高于純鋁的658°C(931°K)。這和氧化鋁的絕緣性會使焊接更加困難。

在典型的商業(yè)鋁陽極氧化工藝中,氧化鋁以等量向下生長到表面并從表面向外生長。因此,陽極氧化將使每個表面上的零件尺寸增加一半的氧化物厚度。 例如,厚度為2μm的涂層會使每個表面的零件尺寸增加1μm。 如果零件的所有側(cè)面都經(jīng)過陽極氧化處理,則所有線性尺寸都會隨著氧化物厚度的增加而增加。 陽極氧化鋁表面比鋁更硬,但具有較低至中等的耐磨性,盡管可以通過厚度和密封性來改善。