一 前言
由于铝型材阳极氧化膜封孔质量磷铬酸浸渍失重试验方法中浸渍溶液含有磷酸和铬酸，铬酸含有六价铬，六价铬对皮肤有严重的刺激性，能造成皮肤溃疡，长期摄入将引起扁平上皮癌、肉瘤、乳腺癌等多种疾病。六价铬不像氰化物那样容易分解处理，而是在生物和人体内积聚，其危害的潜伏期很长，是一种毒性极强的致癌物，因此，国际上正在研究替代阳极氧化膜封孔质量磷铬酸浸渍失重试验方法，以消除浸渍溶液中的六价铬的危害。
2009年在北京举行的国际标准化组织轻金属及其合金技术委员会铝表面处理分技术委员会（ISO/TC79/SC02）2009年年会上，欧洲国家的代表提出阳极氧化膜封孔质量磷铬酸浸渍失重试验方法中含有六价铬，需要寻找替代的方法以消除有毒物质六价铬。
2011年在法国巴黎举行的国际标准化组织轻金属及其合金技术委员会铝表面处理分技术委员会（ISO/TC79/SC02）2011年年会上，欧洲国家提交了一份阳极氧化膜封孔质量磷铬酸浸渍失重试验方法候选替代方法技术报告草案，其中通过一系列试验评定了几种主要的候选替代方法，并同磷铬酸法及导纳法和染斑法对比。主要的替代方法有：
（1）AASA试验:采用100ml/L的冰醋酸和0.5g/L的醋酸钠的混合溶液，PH为2.3-2.5，沸腾温度下将试样煮15分钟，测量样品的失重；
（2）SA试验：在15%的稀硫酸中，50℃的温度下，将样品浸渍20分钟，测量样品的失重；
采用以上两种方法及磷铬酸失重法（以下简称CPA法）分别测试了高温热水封孔、含镍中温封孔、无镍中温封孔以及氟化镍冷封孔工艺处理的试样，得到的结论是：AASA和SA两种方法同CPA法相比，对不同的封孔工艺具有不同结果，不适合替代CPA法。
2012年在德国柏林举行的国际标准化组织轻金属及其合金技术委员会铝表面处理分技术委员会（ISO/TC79/SC02）2012年年会上，欧洲的Qualanod《应用于硫酸阳极氧化铝型材的Quanalod质量认证标志规范》认证组织动员13个相关实验室，采用循环实验的方法收集了大量数据，提交了两份技术报告和一份技术说明。技术说明主要内容是:欧洲将铬酸列入“高关注物质（SVHCs）表”，截止时间为2016年5月，使用高关注物质受到严格的限制。技术报告主要是研究CPA方法的替代试验方法，最终确定PA法（试验方法参照CPA法，仅仅不加入铬酸，也称磷酸浸渍法）是替代CPA法的首选方法，但存在两个问题：
（1）PA法由于不含铬酸钝化剂，磷酸对铝基体的腐蚀比较大，约5mg/dm2。在裸露的铝基体面积占总外表面积的25%时，测试的结果误差比较大；
（2）同CPA法相比较，PA法测试的结果偏高5mg/dm2,这意味着，采用PA法在保持封孔质量合格限≤30mg/dm2不变的情况下，封孔质量要求（采用CPA法测试）降低了5mg/dm2，即失重≤25 mg/dm2为合格，相应地提高了阳极氧化膜的封孔质量要求。
会议上日本提出了采用磷酸介质电动势测量法评定封孔质量的方法，但由于试验仪器复杂，未得到欧洲国家的认同。
以上的研究均没有涉及我国常用的60℃含镍节能中温封孔方法的试样测试，为了我国的阳极氧化生产工艺符合国际标准要求及未来标准的变化，迫切需要研究我国常用60℃含镍节能中温封孔方法处理的生产试样对PA法检测的适应性，下章节是具体初步研究的情况，以应对国际上阳极氧化膜封孔质量检测方法的变化。
二 铝型材试验及结果
（一）试验样品
1、除6和7号铝型材样品外，其余样品从采用60℃含镍节能中温封孔生产成品中随机抽取，每个样品每个试验取3个平行试样；所有有空腔的样品空腔都经过脱膜清洗处理，以保证空腔内无氧化膜或其他沉积物。
2、6号和7号样品是特别制作的样板，其封孔时间分别为0.5min/μm和1min/μm（正常生产的封孔工艺为1.5～2min/μm）。
表1 试验样品汇总
（二）试验方法
1、CPA:按照GB/T 8753.2-2005《铝及铝合金阳极氧化氧化膜封孔质量的评定方法 第2部分：硝酸预浸的磷铬酸法》标准的方法进行试验。
2、PA：采用GB/T 8753.2-2005《铝及铝合金阳极氧化氧化膜封孔质量的评定方法 第2部分：硝酸预浸的磷铬酸法》标准修改的方法，用同量的磷酸溶液代替磷-铬酸溶液进行试验。
（三）试验结果
经过CPA与PA 对比试验的试验结果如表2、图1所示。
表2 对比试验结果
图1 基体-氧化膜面积比与PA-CPA失重差关系
（1）从表1数据中样品编号1、2、3、4、5可以看出无空腔小截面型材的CPA和PA测试的失重差（即两种不同封孔失重测试方法对氧化膜的溶解能力）平均约为5.7mg/dm2。
(2) 随着基体面积比例的增大，PA-CPA的失重差有上升的趋势，如图1中样品编号9-20曲线所示。因此基体面积所占比例对PA法测试氧化膜封孔质量有很大影响，而通常的型材截面图纸只给出外周长（即可算出表面氧化膜面积），型材氧化膜的实际封孔质量并不能全面准确反映出来。
(3) 即使是无空腔小截面型材,由于其不同的封孔时间，两种测试方法所得出的结果也会有较大的差异，如样品6、7与1、2、3、4、5的测试结果所示。
三 结论及建议：
本文简要介绍了阳极氧化膜封孔质量磷铬酸浸渍失重试验替代方法在国际标准ISO/TC79/SC02会议上讨论及研究的情况，并采用磷酸浸渍失重的替代方法，测试了国内常用的含镍中温封孔氧化产品试样的封孔质量，同封孔质量失重磷铬酸浸渍失重测试方法结果比较，指出了磷酸浸渍失重法的缺点，以及提出一些应对国际标准封孔质量失重检测方法变更的建议。
1、采用PA法测试裸露基体面积小的实心型材的氧化膜封孔质量和CPA法相比，平均失重要高出5.7mg/dm2，和QUALANOD的研究报告的结论基本相同；
2、对于空心型材，由于实际的实验操作过程中，遮挡裸露基体金属部分很困难，采用碱除去空腔内的氧化膜和沉积物是比较好的方法。那么PA法与CPA法相比较，测试结果差异随着裸露金属面积所占比例的增大而增大，这对实际的测试带来不便，并影响封孔质量的判定结果；
3、针对PA法，由于其对铝基体腐蚀大的局限性，我国铝型材企业也有必要寻找和研究替代铬酸的无毒性氧化剂，使封孔质量测试在浸渍中铝基体不受侵蚀，以确保同CPA法的一致性；
4、我国铝型材需适当提高阳极氧化膜的封孔质量水平，一旦国际标准确定了PA法为铝阳极氧化膜封孔质量的仲裁试验方法，对我国出口的阳极氧化膜型材的封孔质量要求也相应地提高，铝型材企业必须提高阳极氧化膜的封孔质量水平，以符合国际标准的质量要求。
