【彩譜】陽極氧化，如何控制色差？秘密就在這里

  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，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)，如不及時處理，也可能吸附雜質(zhì)而被污染，所以要及時進(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)著色的整個工藝，我們知道，在氧化染色整個流程中，因為氧化工藝原因造成染色不良相對比較普遍。氧化膜的膜厚和孔隙均勻一致是染色時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間隨溫度升高而縮短。同時，槽液溫度上升，同步封孔也會加快，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，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際染色力進(jìn)行對比檢測。
  第四：時間
  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)整染色時間以獲得客戶要求的顏色深度，如果染色時間太短就已獲得所要求的顏色，這存在兩點弊端，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。染色時間太長，或者無論染多長時間都不能獲得要求的顏色深度，此時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，可能會有不同的色調(diào)，為加強(qiáng)ph值的穩(wěn)定性，在配制槽液時加入緩沖溶液是一種可行的辦法，同時要加強(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，出槽和入槽的時間相差較大，在化學(xué)拋光過程中會產(chǎn)生不同程度的拋光，導(dǎo)致不同的光澤度；在著色過程中的時間差異也會導(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)品表面會有沙孔或者麻點；若是含Si含量過高，產(chǎn)品做出來又可能會整體發(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，可能會導(dǎo)致有黑色斑點或條紋等。
  我們同時也知道，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)整成多少是性價比高，調(diào)整的程度對不對，是該量多點還是少一點，我們不得而知。
 
  所以，整個問題的關(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。