阳极氧化
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阳极氧化是工业产品的非常常见的一种表面处理工艺，军团后台经常收到很多这方面的咨询，今天特意开一篇专门聊阳极氧化的文章，系统的聊一聊阳极氧化的整个定义、图解流程以及设计师的贴心小贴士，抛砖引玉，欢迎更多老司机参与讨论... ...
说到阳极氧化，大家一定不陌生这个名字，在中学化学中，就学了阴阳极和氧化这个概念。
狭义氧化：指氧元素与其他的物质元素发生的化学反应。
广义氧化：指物质失电子的过程。
而在化学电池中，能使电解质发生氧化反应的电极称为阳极。阳极氧化就是在外加电流的作用下，在阳极上发生氧化，形成一层氧化膜的过程。
拿铝材来举例子，尽量不牵扯专业术语，让大家看明白。
在阳极氧化过程中，阳极铝材是会失去电子从而变成离子的，简单理解，就是铝材表面的铝原子变成铝离子掉在电解质溶液里面了。
这时会有人想，铝材溶在水中岂不是会越来越少？
是的，表面的铝会跑掉，由于表面铝失去电子，此时溶液中的氧便会进入铝材表面，和铝材发生氧化反应，生成致密的氧化铝薄膜。就像一个人脱离母亲怀抱后，遇到真爱迫不及待一样，铝和氧在铝失去电子后就亲密地结合在一起了。此时，铝材便具有防腐功能了。
不过这仅仅是一层保护性氧化层，只有防腐的效果，而且铸造铝的阳极氧化效果不好，表面不光亮，还只能是黑色，铝合金型材就要好一点但也是浅灰色。
大家可能会问现在手机背壳绚丽的色彩怎么形成的呢？
军团特翻译经典《Manufacturing Processes for DesignProfessionals》中阳极氧化篇，大家一起系统的过一遍阳极氧化这门工艺～
阳极氧化
阳极氧化 （Finishing Technology Anodizing）
阳极氧化是指一种被用来处理金属的表面处理工艺。工件由阳极制成，浸入电解液中，在金属表面形成自然产生的氧化层，膜层坚硬，保护性强，自愈性强。拿铝来说，氧化铝是惰性的，是人们已知的最坚硬的材料之一。
铝、镁和钛的表面可以阳极氧化形成保护性氧化层，一般呈现自然的浅灰色，但可以通过电解着色，染色，形成系列生动的颜色，包括红、绿、蓝、金、粉、黑等等。这个优势，也是阳极氧化工艺在产品表面处理上比较流行的原因。
阳极氧化的方法
阳极氧化的方法主要有3种方法，即自然阳极氧化、硬质阳极氧化、铬酸阳极氧化。
大多数的建筑材料、汽车和普通的阳极氧化是利用自然或硬质阳极氧化法在硫酸中进行。而铬酸阳极氧化是一种更加专业化的过程。
自然阳极氧化可以得到5微米（o.ooo1 - 0.0014英寸）厚的灰色的保护层，并且可实现色彩的改变，如各类色彩繁多的铝合金金属件。
硬质阳极氧化形成的保护层可达50微米（0.0020英寸）。它用于要求更苛刻的产品。因为较厚的膜提高了耐磨性和耐温性。
阳极氧化的工艺流程
清洗和蚀刻、阳极氧化、密封
工艺流程，阳极氧化主要有三个阶段：清洗和蚀刻，阳极氧化，密封。
阶段一，对要进行阳极氧化的工件进行清洗准备，一般会用化学浴进行清洗和蚀刻处理，简称前处理。蚀刻能使产品失去光泽，蚀刻能去掉板材上的机械纹，而起砂、亚光、增光等多种表面要求均由前处理工艺决定，并减少准备操作。化学抛光能产生适于装饰应用的非常高光泽的表面。
阶段二，阳极氧化发生在电解质溶液中，一般是稀硫酸。在工件（阳极）和电极（阴极）之间传递电流，这会导致氧聚集在表面，它与基体金属发生氧化反应，形成多孔氧化物层（比如铝生产氧化铝）。水浴的时间，温度和电流可以决定膜生长速率。大约15分钟，可以产生5微米（0.00019英寸）的阳极氧化膜，阳极氧化膜结合在金属表面。
阳极氧化会消耗少量基础材料（大约一半的阳极膜的厚度），这会影响表面粗糙度。只有薄涂层才能保持高光泽的光洁度，因此，不适合高磨损环境的产品应用。这也是苹果iphone7高亮黑的技术难点，iphone7在阳极氧化膜的基础上使用磁流体针对氧化膜进行再次抛光，把氧化膜做的更薄，从而使得表面粗糙度降低，形成高亮效果。
色彩附着主要有3种方法。一种是Anolok?系统，推荐用于室外应用。它是一种电解着色工艺，在密封之前，在多孔阳极氧化表面沉积钴金属盐，形成一系列颜色，这种颜色是由光干涉产生的。另一种技术使用锡代替钴，非常受欢迎，但颜色比Anolok?系统耐UV光能力低。第三种技术被称为“浸染”。在这种情况下，颜色是在阳极氧化膜密封前简单的侵染在膜内。这个过程可以产生最广泛的颜色，但它是紫外线稳定性很低，所以一般只用于装饰和室内应用。
阶段三，多孔膜的表面密封在一个热水浴中。密封膜的耐磨和耐天气特征与阳极氧化过程有关。
典型的应用
阳极氧化是用于保护和提高金属耐蚀性能，便于室内和室外使用。事实上，一开始大多数铝会被用于汽车，建筑，休闲和消费电子行业的耐腐蚀功能上。（腐蚀在这指物件的损坏，不单单指金属的腐蚀）。
著名的例子包括maglite，苹果产品和PowerMac G5。其他产品则包括钢环，登山设备，电视、电话、电器、控制面板、相框、化妆品包装、店面装修和结构性产品。阳极氧化也经常被用于对产品表面的美化，追求产品表面的质感而选择金属材料，并进行阳极氧化处理来迎合消费者。
质量
对于铝，镁和钛的表面处理，阳极氧化的优势无与伦比。它的轻，硬，自愈性和耐候性，使得阳极膜是生长在整体底层金属上的，所以不会像一些涂层工艺一样出现剥落或剥离的情况。具有相同的熔点的金属和某几个颜色系统可以保存长达30年。
成品的外观是由阳极氧化前光面的抛光质量决定。重要的是，同一批次材料进行分批生产，也会因为不同批次的原因，形成不同的色彩效果，颜色是不可能通过一个颜色样本来敲定的。
提供给设计师的tips
许多好处、更多功能
阳极氧化有许多好处 : 包括提高金属硬度、便于表面维护、颜色稳定、耐久性、耐热性和耐腐蚀性优异，并且它生产的产品是无毒的。
此外，阳极膜具有很高的介电强度（介电强度高，绝缘性好），因此可以在电气元件用到阳极氧化。阳极氧化可以适用于所有种类的饰面和纹理，包括缎状、拉丝、浮雕、镜面抛光等。
阳极膜也可以通过激光雕刻方法进行选择性移除或通过蚀刻移除。这样就可以通过对阳极氧化表面的颜色与母材的颜色不同，进行文字或标志对比突出，甚至实现更多功能。
设计师要注意的点
阳极氧化增加了产品膜厚，虽然蚀刻和清洗过程通常会减少大约相同数量的材料，然而，阳极氧化系统不同和硬度偏软的材料因为软物质而腐蚀更快。因此，进行阳极氧化工艺之前，关键尺寸部分的咨询是必要的。
着色过程工艺将决定紫外线稳定性。比如 AnoM?着色系统，它适用于金属钴盐电解，1s的阳极氧化便能保证氧化膜在建筑上应用达30年之久，但颜色范围仅限于灰色、青铜、金色和黑色。
金属的化学成分的变化也影响颜色，这针对于焊接接头和不同批次的含金属配件影响比较大（大多是由于存在缝隙而形成氧容差电池造成的缝隙腐蚀）。这是一个浸渍过程，因此设计产品时，液体必须能够从零件中排出。
产品最大的尺寸受限于阳极氧化池大小，最大可以达到7 x 2 x 0.5米（23 x 6.6 x 1.6英尺）（书本出版于2007年，现工艺可做到最大的大小请咨询具体厂商）。
兼容的材料
铝，镁和钛可以阳极氧化。
成本
没有加工成本，但夹具可能由于浸泡在电解液中受到腐蚀。阳极氧化循环时间约为6小时，这个过程一般是自动化的，所以人工成本很低。
图解流程：
下面是海伍德金属加工商使用anolok?着色系统的阳极氧化实拍图，希望能帮助大家理解。
001用于汽车的铝型材
002装上可调夹具，适应不同长度的金属
003轻微的倾斜，在化学品中做前处理
004
005
004和005 阳极氧化，形成氧化膜。
006密封过程
007包装成品
好了，以上就是全文内容，希望对大家有所帮助，我们下期见～
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