【彩譜】陽極氧化，如何控制色差？秘密就在這

  鋁的氧化膜的表面是由多孔層構(gòu)成的，其比表面積大，具有很高的化學(xué)活性。利用這一特點(diǎn)，在陽極氧化膜表面可進(jìn)行各種著色處理.可以提高提高產(chǎn)品的裝飾性和耐蝕性，同時(shí)給鋁制品表面以各種功能性。
  陽極氧化膜著色方法大體有三種類型：化學(xué)浸漬法、電解著色法和整體著色法。室內(nèi)裝飾和工藝品一般采用化學(xué)浸漬法，建筑鋁門窗一般采用電解著色法，整體著色法在早期使用過，但由于色種有限，成本相對較高，目前國內(nèi)外已基本不采用這個(gè)技術(shù)。
  現(xiàn)以鋁的陽極氧化為例，介紹該如何解決陽極氧化中產(chǎn)生的色差問題。首先先了解工藝。

  前處理：除油→堿洗→酸洗→拋光
  陽極氧化
  后處理：水洗→著色→封孔→干燥
  注：每個(gè)工序之間都要有相應(yīng)的1-3槽用來中和和清洗
  前處理包括除油、堿洗、拋光等，目的是讓其表面光滑有光澤感，和除去表面雜質(zhì)，使之更容易氧化和著色。
  除油是利用除油劑的浸潤、分離、乳化、皂化等作用將油脂脫離金屬外殼表面。通過除油，可以清除部品表面油污，以便后面的堿洗、氧化等。
  堿洗是通過片堿（NaOH）的皂化作用脫掉多余的油脂，并去除手機(jī)金屬外殼的自然氧化膜、毛刺、雜質(zhì)。與鋁件反應(yīng)，去除表面污物，除掉自然氧化膜，目的是活化表面，也有去除擠壓條紋，獲得不同反光性表面的作用。
  酸洗是去除堿蝕后表面的污漬掛灰，以獲得比較潔凈的表面。同時(shí)中和殘留的堿性溶液與鋁件表面化學(xué)反應(yīng)的作用。
  拋光有兩種，一種是電解拋光、一種是化學(xué)拋光。電解拋光是利用電流的作用，使鋁合金發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在鋁合金表面凹凸不平的部分發(fā)生不同程度的深解，使鋁件表面產(chǎn)生光滑的鏡面效果。電解拋光的鋁件，經(jīng)過后續(xù)的陽極氧化處理仍能保持大部分光澤。鋁片的純度越高得到的反射率越高；化學(xué)拋光是通過鋁與化學(xué)拋光液發(fā)生的化學(xué)離子反應(yīng)，對樣品表面凹凸不平區(qū)域的選擇性溶解作用來消除磨痕、浸蝕整平。
  陽極氧化就是在外加電流的作用下，在陽極上發(fā)生氧化，形成一層氧化膜的過程。
  水洗是陽極氧化之后，氧化膜的膜孔中殘留有硫酸溶液，因此，染色之前必須將鋁制品徹底清洗干凈。避免給染色槽帶人雜質(zhì)離子，尤其是磷酸根離子、氟離子等，在染色槽之前設(shè)立純水清洗，并且要對水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控。
  著色是采用化學(xué)浸漬法，通常認(rèn)為是既有物理吸附也包括有機(jī)染料官能團(tuán)與氧化鋁發(fā)生的絡(luò)合反應(yīng)。
  封孔處理是陽極氧化不可缺少的一部分，在氧化染色后，唯有進(jìn)行封孔處理才能保證染色膜的原有顏色。封孔工藝可以有多種，蒸氣封孔、熱水封孔、中溫封孔都是不錯(cuò)的選擇，部分染料還可以選擇冷封孔工藝。氧化膜的表面是多孔的，在這些孔隙中可吸附染料，也可吸附結(jié)晶水.由于吸附性強(qiáng)，如不及時(shí)處理，也可能吸附雜質(zhì)而被污染，所以要及時(shí)進(jìn)行填充處理，從而提高多孔膜的強(qiáng)度等性能.封閉處理的方法很多，如沸水法、高壓蒸氣法，浸漬金屬鹽法和填充有機(jī)物（油，合成樹脂）等。
  根據(jù)著色的整個(gè)工藝，我們知道，在氧化染色整個(gè)流程中，因?yàn)檠趸に囋蛟斐扇旧涣枷鄬Ρ容^普遍。氧化膜的膜厚和孔隙均勻一致是染色時(shí)獲得均勻一致顏色的前提和基礎(chǔ)，為獲得均勻一致的氧化膜，保證足夠的循環(huán)量，冷卻量，必須要保證良好的導(dǎo)電性的，和氧化工藝的穩(wěn)定性。
  第一：化學(xué)池的濃度
  稍高的酸溶液濃度可促進(jìn)氧化膜的溶解反應(yīng)加快，利于孔隙的擴(kuò)張，更易于染色；鋁離子濃度偏小，生成的氧化膜吸附能力降低，影響上色速度，鋁離子偏大，氧化膜的均勻性受到影響，容易出現(xiàn)不規(guī)則的膜層。
  第二：溫度
  染色過程中，染色速率隨溫度的升高而加快，因此，染一定深度的顏色所需的時(shí)間隨溫度升高而縮短。同時(shí)，槽液溫度上升，同步封孔也會(huì)加快，如果溫度過高，同步封孔過快，在染料分子還未有足夠量吸附在膜孔中，染料的積聚就會(huì)因氧化膜的膜孔閉合而中止，無法達(dá)到要求的深度，而相對較低的溫度下染色，可以染出更深的顏色，但相應(yīng)的時(shí)間要長，因而，針對不同的色澤要求，可以適當(dāng)調(diào)整染色溫度，避免染色時(shí)間過長或過短。
  第三：染料的濃度
  根據(jù)吸附定律，在一定工作條件下，染料在陽極氧化膜上的吸附量隨著染料濃度的提高而增大。不過，這一規(guī)律只在氧化膜本身還具有吸附能力時(shí)適用。對于不同深度的顏色，染料濃度也應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整，在最初配制槽液時(shí)，盡可能配制較低濃度的溶液，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，染料不斷地消耗，要不斷補(bǔ)充消耗的部分，補(bǔ)充時(shí)要少量多次。如果對染料進(jìn)行濃度測定，要考慮雜質(zhì)離子的影響，實(shí)際的有效濃度跟檢測可能有較大差別，因此，要定期對染色槽的實(shí)際染色力進(jìn)行對比檢測。
  第四：時(shí)間
  一般情況，當(dāng)氧化條件確定，染色液濃度、溫度等確定。我們只有通過調(diào)整染色時(shí)間以獲得客戶要求的顏色深度，如果染色時(shí)間太短就已獲得所要求的顏色，這存在兩點(diǎn)弊端，一是上色太快，要獲得均勻一致的顏色不容易；二是上色太快，所獲得的顏色耐侯性不夠。染色時(shí)間太長，或者無論染多長時(shí)間都不能獲得要求的顏色深度，此時(shí)我們要考慮氧化膜是不是太薄或者染料濃度太低。
  第五：PH值
  穩(wěn)定的ph值對染色非常重要，不同的ph值，可能會(huì)有不同的色調(diào)，為加強(qiáng)ph值的穩(wěn)定性，在配制槽液時(shí)加入緩沖溶液是一種可行的辦法，同時(shí)要加強(qiáng)染色前的水洗，避免帶入酸性物質(zhì)。
  以上這些都是在理論上影響色差問題的重要原因，但在實(shí)際操作過程中，還有更多影響顏色光澤的問題。
  1、上掛
  上掛層數(shù)過多，上下落差大，出槽和入槽的時(shí)間相差較大，在化學(xué)拋光過程中會(huì)產(chǎn)生不同程度的拋光，導(dǎo)致不同的光澤度；在著色過程中的時(shí)間差異也會(huì)導(dǎo)致不同的染色效果。
  2、水洗
  陽極氧化前的水洗沒有清洗掉用于中和的酸性溶液，殘留的酸性溶液在陽極氧化過程中，會(huì)與氧化鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而在產(chǎn)品表面留下蝕痕。
  3、原材料
  鋁材的含鋁量過低，鋁表面氧化不均，產(chǎn)品表面會(huì)有沙孔或者麻點(diǎn)；若是含Si含量過高，產(chǎn)品做出來又可能會(huì)整體發(fā)灰等。
  4、雜質(zhì)
  氧化池里異金屬過多，鋁表面的氧化膜不純凈，可能會(huì)導(dǎo)致有黑色斑點(diǎn)或條紋等。
  我們同時(shí)也知道，上述這些可以有效地幫助我們對于色差進(jìn)行針對性地的調(diào)整，但是，究竟調(diào)整成多少是性價(jià)比最高，調(diào)整的程度對不對，是該量多點(diǎn)還是少一點(diǎn)，我們不得而知。
 
  所以，整個(gè)問題的關(guān)鍵在于，如何能知曉調(diào)整的程度對于產(chǎn)品的顏色或光澤是有多大程度上的影響？
 
  現(xiàn)在越來越多的企業(yè)利用彩譜測色儀器和光澤度儀，替代人眼對顏色的大致感知，根據(jù)儀器測量顏色的精準(zhǔn)偏差數(shù)據(jù)，來調(diào)整相對應(yīng)的工藝。每一次調(diào)整，儀器都能以數(shù)值的方式、準(zhǔn)確記錄顏色的相應(yīng)變化，以此來判定調(diào)整的幅度大小。
  不僅如此，每一次鋁型材的來料檢測，也都可以用儀器來檢測每一批次的顏色和光澤，嚴(yán)格控制后續(xù)可能產(chǎn)生色差問題的源頭。