前言
随着建筑铝合金型材逐渐普及，阳极氧化铝型材因用于民用建筑的铝门窗而被人们所熟知。且氧化膜具有抗蚀、耐磨、吸附、绝缘、经久耐用、安全无毒等优良特性，因而越来越融入人们的日常生活中。膜厚在20μm以上的阳极氧化膜在夏天高温长时间曝晒的情况下，表面会有曝裂现象出现，银白料会较清晰地呈现出来。针对此现象，从生产工艺角度来分析、解决，避免此异常现象对铝门窗的使用产生不良影响。
阳极氧化是将铝型材作为阳极置于硫酸电解质溶液中，在直流电的作用，氧离子与铝基材表面发生化合作用使其形成AL2O3膜层。铝的阳极氧化实质就是水的电解作用。
在阴极上的反应：
在阳极上的反应：
铝型材与其电解作用析出的氧离子，生成无水氧化铝膜AL2O3。
形成氧化膜的反应：
氧化膜由Al2O3?H2O、多孔层、阻挡层三种结构组织组成。由于氧化铝离子的体积大于铝原子，所以在最初几秒钟所生成的氧化膜完全覆盖了铝表面，此时生成的是致密无孔、电阻较高的氧化膜内层—阻挡层，而硫酸电解液是一种强酸性溶液，对生成的氧化膜有溶解作用，故氧化膜的生成是不均匀的，氧化膜边生长边溶解，电场作用下就形成了多孔氧化膜—多孔层。阳极氧化过程中，阻挡层既不断转化成多孔层，同时又不断朝铝金属内部方向重新生成 ，其厚度几乎维持不变，而多孔层却在不断增厚。氧化膜中均含有水，但均为结晶水。
氧化膜厚度在20μm以下，在正常生产工艺控制下，其耐热裂是很少出现异常的，只有氧化膜厚度在20μm（含20μm）以上才容易出现热裂现象。
阳极氧化膜在20μm以上的生产控制
1.阳极氧化
阳极氧化时电解槽液一般控制在18℃～22℃。电解槽温度低时，铝型材表面电解形成的氧化膜变硬、变脆。检测加温时氧化膜出现热裂纹的几率增大。电解槽温度高时，非晶型多孔的Al2O3膜变疏松、孔径增大，检测加温时出现裂纹的几率减小。
电流密度控制过高和氧化时间过长时，Al2O3膜变硬变厚，出现裂纹的几率增大。因膜厚越高抗裂性能越差，在满足订单要求的前提下尽量减少膜厚的偏差。不仅能有效地控制生产成本，降低消耗，还提高抗裂检测合格率。
2.封孔
氧化膜抗裂性能另一个关键控制点就是封孔。封孔时产生的Ni(OH)2在Al2O3膜孔中大量沉积，填充其蜂窝状六棱体，从而达到将氧化膜孔封闭。当封孔后的热纯水洗时温度大于80℃时，多半生成一水软铝水合物：
经化学反应生产的封闭层呈松软的絮状。封孔处理完毕后仍然吸收空气中的水分，水合反应继续进行，形成致密的氧化膜达到真正封孔。若在封孔处理过程中，封孔速度快、封孔效果不好的情况下，抗裂检测加温时，因Ni(OH)2膨胀系数与Al2O3膨胀系数不一样，封闭层脱水吸收热量发生膨胀，将膜孔胀裂。
阳极氧化膜在20μm以上试验数据
1.一般生产工艺控制（表1），生产期间在6～7月。
表 1
2.热裂性检测（表2）
表 2
2、氧化膜厚度均在20～28μm。
3.改善后生产工艺的控制(表3)，生产期间在8月份。
表 3
4.热裂性检测（表4）
表 4
2、氧化膜厚度均在20～25μm。
结束语一般生产工艺条件下生产的20μm以上的阳极氧化膜，在夏天高温长时间曝晒状态下，表面会出现曝裂现象，特别是银白料表面可较清晰看到，且影响使用质量。本论文主要针对此现象，论述通过阳极氧化生产工艺的控制，生产20～25μm氧化膜在温度达到82℃时，氧化膜都不会出现曝裂。
经过3个月的生产工艺试验、检测中心的批量检测，生产20～25μm厚的阳极氧化膜，生产工艺应严格按工艺控制，曝膜的现象基本上可以避免。
铝型材表面阳极氧化膜的性质
1、阳极氧化膜为二层结构，内层是纯度较高的三氧化二铝，致密的薄的玻璃状膜，厚度约0.01~0.05μm，硬度较高；外层是含水的三氧化二铝（Al2O3·H2O）膜。
2、氧化膜与基体结合牢固，因为氧化膜是由基体金属生成的，与基体金属结成为一个整体。
3、氧化膜孔隙多，孔隙成锥形毛细管状，孔径自内向外变大。因而，它具有很好的吸附能力，易染成各种颜色，加强装饰作用；与涂料结合力强，适于作涂装底层；为提高耐蚀性能，应进行封孔处理。
4、氧化膜是绝缘体，当膜厚1μm时，击穿电压为25V；纯铝氧化膜的电阻率为109Ω/cm2。
5、氧化膜耐热性能优良，耐热可高达1500℃，其热导率比金属低。
6、氧化处理后，工件的尺寸稍有增大，因为三氧化二铝的体积比铝的体积大。
广东省属热带和亚热带季风气候区，在进入干燥少雨冬季以后，生产工艺和条件在相同的情况下，抗裂检测结果会有所改变，所以生产时不可忽略了气候的变化。在冬季干燥少雨的情况下，生产时需注意：
1、使封孔效果比夏季略差一点，即提高封孔槽的PH值，减少封孔时间。
2、控制氧化槽温度在标准范围的上限值，即19℃～21℃。
3、尽量控制膜厚偏差。
4、增加热纯水洗时间及温度。以上措施可有效减少氧化膜爆裂出现的几率。
