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第6章化学转化膜
钢铁的化学氧化和磷化处理
1．钢铁的氧化处理
高温化学氧化（碱性化学氧化）
常温化学氧化（酸性化学氧化）
发蓝或发黑：钢铁在含有氧化剂的溶液中进行处理，使其表面生成一层均匀的蓝黑到黑色膜层间曲线大致分三段
第一段ab（A段）：无孔层形成，连续、绝缘，~µm
第二段bc（B段）：多孔层形成，溶解作用开始，最薄处空穴，
电压下降10~15%
第三段cd（C段）：多孔层增厚
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2、阳极氧化工艺
硫酸阳极氧化
铬酸阳极氧化
草酸阳极氧化
硼酸阳极氧化
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3、着色处理
1）无机颜料着色
机理：物理吸附，即无机颜料吸附于膜层微孔的表面进行填充
2）有机染料着色
机理：物理吸附、化学吸附与化学反应相结合
3）电解着色
机理：在含有重金属盐的电解液中进行电解
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4、氧化膜的封闭处理
孔隙率高，吸附性强，易污染
（1）沸水和蒸气封闭法
γ-Al2O3→ 一水化合物 体积增加33%
三水化合物 体积几乎增加100%
原理：较高温度下无水氧化铝的水化作用
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（2）水解盐封闭法
原理：钴盐、镍盐的极稀溶液被氧化膜吸附后，发生水解
Ni(OH)2, Co(OH)2沉积在氧化膜的微孔中，将孔封闭
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（4）填充封闭法
有机物质
如：透明清漆、熔融石蜡，各种树脂及干性油等。
（3）***盐封闭法
原理：填充及水化双重封闭作用
较高温度下生成碱式铬酸铝及***铝沉淀于膜孔，
热溶液使氧化膜产生水化
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5、影响氧化膜质量的因素
① 硫酸浓度：通常采用15％～20％。浓度升高，膜的溶解速度加大，膜的生长速度降低，膜的孔隙率高，吸附力强，富有弹性，染***好（易于染深色），但硬度，耐磨性略差；而降低硫酸浓度，则氧化膜生长速度加快，膜的孔隙少，硬度高，耐磨性好。
② 电解液温度：电解液温度对氧化膜质量影响很大。温度升高，膜的溶解速度加大，膜厚降低。因此，生产时必须严格控制电解液的温度。要制取厚而硬的氧化膜时，必须降低操作温度，在氧化过程中采用压缩空气搅拌和比较低的温度，通常在零度左右进行硬质氧化。
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③ 电流密度：在一定限度内，电流密度升高，膜生长速度升高，氧化时间缩短，生成膜的孔隙多，易于着色，且硬度和耐磨性升高；电流密度过高，则会因焦耳热的影响，使零件表面过热和局部溶液温度升高，膜的溶解速度升高，且有烧毁零件的可能；电流密度过低，则膜生长速度缓慢，但生成的膜较致密，硬度和耐磨性降低。
④ 氧化时间：氧化时间的选择，取决于电解液浓度、温度、阳极电流密度和所需要的膜厚。相同条件下,当电流密度恒定时,膜的生长速度与氧化时间成正比；但当膜生长到一定厚度时,由于膜电阻升高,影响导电能力,而且由于温升,膜的溶解速度增大，所以膜的生长速度会逐渐降低，到最后不再增加。
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⑤ 搅拌和移动：可促使电解液对流，强化冷却效果，保证溶液温度的均匀性，不会造成因金属局部升温而导致氧化膜的质量下降。
⑥ 电解液中的杂质：在铝阳极氧化所用电解液中可能存在的杂质有Clˉ, Fˉ, NO3-, Cu2+, Al3+, Fe2+等。其中Clˉ，Fˉ，NO3-使膜的孔隙率增加,表面粗糙和疏松。若其含量超过极限值，甚至会使制件发生腐蚀穿孔（，）；当电解液中Al3+含量超过一定值时，往往使工件表面出现白点或斑状白块，并使膜的吸附性能下降，染色困难（Al3+应小于20g/L）；当Cu2+，氧化膜上会出现暗色条纹或黑色斑点；Si2+常以悬浮状态存在于电解液中，使电解液微量混浊，以褐色粉状物吸附于膜上。
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⑦ 铝合金成分：一般来说,铝金属中的其它元素使膜的质量下降，且得到的氧化膜没有纯铝上得到的厚,硬度也低，不同成分的铝合金,在进行阳极氧化处理时要注意不能同槽进行。
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微弧氧化
定义：微弧氧化(Microarc oxidation，MAO)又称微等离子体氧化，是通过电解液与相应电参数的组合，在铝、镁、钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用，生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层。
在微弧氧化过程中，化学氧化、电化学氧化、等离子体氧化同时存在，因此陶瓷层的形成过程非常复杂，至今还没有一个合理的模型能全面描述陶瓷层的形成。
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1、微弧氧化技术的原理
1）Al、Mg、Ti等阀金属样品放入电解液中，通电后金属表面立即生成很薄一层完整的氧化物绝缘膜。
2）当样品上的电压超过某一临界值时，