DeFelsko制造了一種手持式無損涂層測厚儀，非常適合測量鋁陽極氧化的厚度。 

計量挑戰(zhàn)

為了有效地控制陽極氧化過程中薄涂層的厚度，需要準確的無損測量方法。   

第二個挑戰(zhàn)是在較小或難以到達的區(qū)域測量陽極氧化。

涂層厚度測量解決方案

這個PosiTector 6000“N”系列渦流計是非鐵基材上非導電涂層無損測量的理想選擇。PosiTector NAS探頭專門用于鋁陽極氧化的高分辨率測量。盡管NAS探針的測量精度高達625μm（25密耳），但其精度，在100μm（4密耳）以下的分辨率，在大多數(shù)陽極氧化應用的預期范圍內(nèi)。

圖1——陽極氧化的NAS測量

當測量較小或難以到達的區(qū)域時，PosiTector N微探針是理想的測量替代品。使用0°、45°或90°的探針頭，可以在深孔、小壁架或內(nèi)徑上讀取讀數(shù)。當使用夾具或快速釋放適配器時，N微探針的規(guī)格與NAS探針相同。

圖2-N陽極氧化微探針測量

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陽極氧化背景

什么是陽極氧化？

陽極氧化是自20世紀30年代以來存在的一種電化學轉(zhuǎn)化過程。有幾種金屬可以進行陽極氧化，包括鋁、鎂、鈦和鉭。陽極氧化鋁因其成本低、美觀和理想的機械性能而被廣泛應用。

與大多數(shù)保護涂層不同，陽極氧化性地改變了金屬的外部結(jié)構(gòu)。當鋁暴露在空氣中時，它自然會形成一層薄的氧化鋁膜，將鋁密封起來，防止進一步氧化。陽極氧化過程使氧化表面厚得多，達到千分之幾英寸厚。陽極氧化鋁涂層的硬度與金剛石相當，提高了鋁的耐磨性。增加的氧化層深度提高了鋁的耐腐蝕性，同時使表面更容易清潔。特殊類型陽極氧化的多孔性使鋁可以染上各種顏色，使其更具吸引力。

陽極氧化的厚度通?？蛇_5密耳。 鋁陽極氧化的三種見變體包括鉻（I型）、硫酸（II型）和硬（III型）。

Þ鉻陽極氧化利用鉻酸電解液，產(chǎn)生的涂層，厚度僅為0.02至0.1密耳（0.5至2.5微米）。50%滲透到基底中，并在原始尺寸上生長50%。鉻陽極氧化對疲勞強度的影響最小，腐蝕性較小，因此非常適合復雜且難以清洗的零件。大多數(shù)鉻陽極氧化零件用于軍事和航空航天應用，其功能性強于裝飾性，非常適合鋁鑄件的涂層。

Þ硫酸陽極氧化是見的陽極氧化方法，利用硫酸產(chǎn)生厚度達1密耳（25微米）的涂層。67%滲透到基底中，比原始尺寸增長33%。由于其滲透性，硫酸陽極氧化非常適合染色，并為底漆、粘合劑和有機涂層提供基礎(chǔ)。硫酸陽極氧化提供耐腐蝕性，非常耐用。典型應用包括建筑、航空航天、汽車制造和計算機。

Þ硬質(zhì)陽極氧化（又稱硬質(zhì)涂層）在較低的溫度下使用較高濃度的硫酸電解液，形成堅韌的外皮，具有優(yōu)異的耐磨性、耐腐蝕性、耐褪色性、介電強度和表面硬度（洛氏C-Scale高達70）。總厚度為0.5至4密耳時，50%滲透到基材中，并比原始尺寸增長50%。硬質(zhì)陽極氧化金屬具有較高的表面粗糙度。常見用途包括非裝飾性食品包裝設(shè)備、影印機紙卷以及建筑店面和窗戶等外部應用。

鋁陽極氧化工藝

鋁部件懸掛在剝落的鋁或鈦支架上，確保良好的電氣接觸。在整個陽極氧化過程中，零件被固定，支架被懸掛在一系列槽中。

1.將鋁件浸入含有浸泡清洗劑的熱槽中，以清除所有表面污垢。

2.沖洗零件，以避免污染后續(xù)槽中的溶液。

3.下一個槽用酸溶液（鉻酸、硫酸、硝酸或磷酸）去除薄而不均勻的氧化鋁表面，使零件去氧化。

4.再次沖洗零件，以避免儲罐污染。

5.通過將零件懸浮在含有氫氧化鈉溶液的槽中進行蝕刻。蝕刻去除了鋁的自然光澤，并提供了柔軟、無光澤、有紋理的外觀。

6.零件懸浮在陽極氧化槽中，陽極氧化槽中含有能夠允許電流流動的稀釋酸和水混合物。酸的類型、溶液百分比和溫度都是關(guān)鍵參數(shù)，取決于所需的光潔度和顏色。電路的負極連接到零件架上，電路的正極連接到一個或多個將電引入油箱的“陰極”。陰極的數(shù)量和位置隨零件的尺寸和形狀以及待處理鋁表面的總面積而變化。最靠近陰極的表面將獲得更厚的陽極涂層。對于普通的硫酸陽極氧化，使用能夠產(chǎn)生高達24伏的直流電源，電壓通常保持在18至24伏之間。施加在陽極氧化槽上的電流大小將根據(jù)待處理表面的大小而變化，通常每平方英尺的覆蓋面積需要12到16安培。在陽極氧化過程中攪拌電解液，以提供均勻的溶液溫度。在正常情況下，陽極氧化槽的過程不到一個小時。

7.為了添加顏色（染料），將零件浸入裝有稀釋水溶性有機染料的槽中。每種染料的浸泡時間和溫度不同。

8.陽極氧化過程中的最終考慮是密封現(xiàn)在染色的外表面，使其不會在陽光下漂白或染色。未密封的多孔外表面具有較低的耐腐蝕性。對于非染色涂層，將陽極氧化鋁零件放入煮沸的去離子水中20至30分鐘。這將氧化鋁的無結(jié)構(gòu)孔隙轉(zhuǎn)化為更固態(tài)的晶體水合物形式。如果對陽極氧化零件進行染色，則在含有醋酸鎳溶液的槽中進行3到5分鐘的密封過程。

9.硬質(zhì)陽極氧化，取決于工藝，使用硫酸和草酸的混合物。相對較低的溫度與較高的電流和電壓一起使用。生成的“灰色”氧化層通常為2至3密耳，且非常致密、耐磨和耐腐蝕。  

替代支架的另一種方法是批量陽極氧化，它更適合于對鉚釘、套圈和醫(yī)療輪轂等形狀不規(guī)則的小零件進行陽極氧化。零件在穿孔鋁、塑料或鈦筐中加工，而不是機架。無論您是需要線圈還是批量生產(chǎn)，陽極氧化都是行業(yè)內(nèi)鋁表面處理選擇之一。

另一種選擇是線圈陽極氧化。卷材鋁經(jīng)過預陽極氧化處理，以降低表面處理成本，節(jié)省生產(chǎn)時間，減少材料搬運。預陽極化鋁的優(yōu)點可應用于大多數(shù)由板材或卷料制成的產(chǎn)品。由擠壓件、鑄件、棒棒或板制成的產(chǎn)品于單件陽極氧化工藝，如支架或散裝。

雖然大多數(shù)鋁合金會在陽極氧化槽中生成氧化鋁，但它們的陽極氧化方式不同。一些合金更難陽極氧化，而另一些合金則陽極氧化成略微不同的顏色。陽極氧化時，各種合金提供不同程度的可加工性（機加工、研磨、拋光）、耐環(huán)境性能和尺寸穩(wěn)定性。

為什么要陽極氧化？

陽極氧化是一種高效且理想的鋁表面處理方法。陽極氧化的一些主要優(yōu)點包括：

Þ耐用性-大多數(shù)陽極化零件在搬運、安裝、使用和維護附著力方面不會出現(xiàn)磨損-陽極化是鋁的一部分，用于總粘合和的附著力。

Þ顏色——陽極氧化零件在暴露于紫外線時保持良好的顏色穩(wěn)定性，沒有易剝落或剝落的涂層，并且具有可重復的著色過程。

Þ原飾面質(zhì)量——零件不受原陽極氧化工藝標記的影響。

Þ維護-溫和的肥皂和水清洗通常會將陽極氧化型材恢復到其原始外觀。

Þ美學——陽極氧化提供了大量光澤度和顏色選擇，同時允許擠壓鋁的金屬外觀顯露出來。

Þ成本-與其他表面處理方法相比，陽極氧化具有非常高的成本效益。除了較低的加工和維護成本，耐用性還將更換成本降至。

Þ環(huán)境、健康和安全——陽極氧化有利于現(xiàn)行政府法規(guī)，因為它是的工業(yè)工藝之一，通常不會對人類健康有害。經(jīng)陽極氧化處理的表面化學性質(zhì)穩(wěn)定，不會分解，無毒，并且耐熱鋁的熔點。由于陽極氧化過程是對自然發(fā)生的氧化物過程的強化，因此它是無害的，不會產(chǎn)生有害或危險的副產(chǎn)品。陽極氧化過程中使用的化學鍍液通常是回收、再利用和再利用的。

為什么要測量？

陽極氧化工藝參數(shù)對形成的氧化物的性能有重要影響。如果使用較低的溫度和酸濃度，則會產(chǎn)生較少的多孔性和較硬的涂層。溫度和酸含量越高，浸泡時間越長，涂層越柔軟、多孔。合金本身或任何這些參數(shù)的微小變化都會顯著影響涂層。

通過各種過程控制和測量技術(shù)，陽極氧化工能夠監(jiān)測、控制和糾正陽極氧化涂層的應用。陽極氧化最關(guān)鍵的質(zhì)量控制之一是厚度。陽極氧化的厚度可以使用渦流計或通過計算單位面積的重量進行無損測量。渦流法的簡單性不僅比計算方法更有效，而且使檢查員能夠驗證零件的所有表面是否進行了充分的陽極氧化。

市場在哪里？

陽極氧化產(chǎn)品和組件用于數(shù)千種商業(yè)、工業(yè)和消費應用：

• 建筑產(chǎn)品（幕墻、屋頂系統(tǒng)）
• 商業(yè)和住宅產(chǎn)品（通風口、遮陽篷、框架、固定裝置）
• 電器（冰箱、微波爐、咖啡機）
• 食品準備設(shè)備（平底鍋、冷卻器、烤架）
• 家庭和辦公室家具（桌子、床、櫥柜）
• 體育用品（高爾夫球車、船、露營和釣魚設(shè)備）
• 機動車輛部件（飾件、輪轂蓋、面板、銘牌）
• 電子產(chǎn)品（電視、攝影設(shè)備）
• 航空航天（衛(wèi)星面板）