1.前言

本文介紹氧化膜開裂的三種檢測方法：直接目視法、手電筒輔助目視法和硫酸銅溶液顯色法，并敘述三種方法的檢測要點和應用范圍。

    根據GB5237.2標準修訂的試驗項目《磷酸溶液測試鋁及鋁合金陽極氧化膜封孔質量—電動勢法》，用北京有色院生產的耐蝕儀對氧化膜進行耐蝕性能試驗提出建議。

2.氧化膜開裂的三種檢測方法簡述

2.1直接目視法是通過肉眼直接觀察氧化膜是否出現裂紋，見下圖。

檢查的要點是在非直射光線下，順著光觀察氧化膜，距離為20厘米左右，角度為20度左右。建議盡可能旋轉試樣從多個角度進行觀察，以避免對不明顯裂紋的漏判。

圖為：肉眼直接觀察氧化膜是否出現裂紋的方法

2.2手電筒輔助目視法是借助LED手電筒從不同方向照射氧化膜，角度為20度左右。以光線入射方向與氧化膜裂紋方向垂直時最為清晰。見下圖

圖為：手電筒輔助目視法檢查鋁材氧化膜

2.3硫酸銅溶液顯色法是按GBT12967.5-2013《鋁及鋁合金陽極氧化膜檢測方法第5部分：用變形法評定陽極氧化膜的抗破裂性》，用CuSO4?5H2O 20克、HCl ρ=1.18g/ml  20ml(均為分析純)，定容于1000ml容量瓶中，搖勻。將氧化膜浸泡5分鐘，如有裂紋則在氧化膜表面顯現棕色紋路。見下圖

圖為：變形法評定鋁材陽極氧化膜的抗破裂性

 

3.三種方法的應用范圍

3.1直接目視法受人眼的視力、現場型材的放置及角度的影響，不易觀察出氧化膜裂紋，不是一種很準確的方法，容易產生漏判。

3.2手電筒輔助目視法可以方便、快捷、準確地判定是否產生氧化膜裂紋，便于現場環境下檢查，是三種方法中予以推薦的方法。

3.3硫酸銅顯色法是實驗室條件下的一種檢查方法，對于產生細小裂紋有較好的檢查效果。

4.應用

4.1我司在GB5237.2標準修訂過程中承擔了《磷酸溶液測試鋁及鋁合金陽極氧化膜封孔質量——電動勢法》試驗項目，試驗目的是通過硝酸預浸磷鉻酸法與電動勢法的試驗結果對比，探討電動勢法替代硝酸預浸磷鉻酸法的可行性。

試驗原理是用電動勢法檢驗陽極氧化膜的封孔質量：采用北京有色金屬研究總院研制的耐蝕性試驗儀，將試板預熱至規定溫度(80℃、70℃、60℃)，倒入一定濃度的磷酸溶液，開始計時，至試板與金屬容器之間產生大于1mV的電動勢時，停止計時，將該持續時間作為陽極氧化膜封孔質量的評定結果。

在試驗過程中，我司先選用80℃的溫度，試驗數據很不穩定，出現了相同的型材的相同面第一個點96.5秒，第二個點就只有2秒的現象，從目視觀察就可以發現其表面出現明顯的氧化膜裂紋。在第二個點時因氧化膜已開裂，在很短時間內就將氧化膜腐蝕穿，達到1mV。在復查已試驗完的試樣，多數已有氧化膜裂紋。

 

4.2既然氧化膜受熱會產生裂紋影響試驗結果，需選擇適當的試驗溫度才能達到試驗數據的具有重現性和穩定性。故首先要了解氧化膜在受熱情況下開裂的基本性能指標，根據我司參加的《鋁型材陽極氧化膜耐高溫試驗》的數據如下表：

試驗是氧化型材在每個溫度下保溫30分鐘后用手電筒輔助目視法檢查，上述型材的封孔工藝為室溫封孔及60℃中溫封孔。
從上表可以看出，氧化膜的熱裂性能不好，受熱后易產生開裂現象，并且隨著膜厚的增加性能呈不斷下降趨勢。所以試驗時的溫度不能一概而論，需針對每種不同膜厚的氧化膜的選用不同的試驗溫度。AA10的膜厚一般在60℃時不會開裂，AA15的膜厚一般在55℃時不會開裂，AA20的膜厚一般在55℃時會開裂。

5.結論及建議

本文介紹三種鋁型材氧化膜開裂的檢測方法：直接目視法、手電筒輔助目視法和硫酸銅溶液顯色法并對《磷酸溶液測試鋁及鋁合金陽極氧化膜封孔質量——電動勢法》試驗項目提出建議。

5.1手電筒輔助目視法是一種檢查氧化膜是否產生裂紋的較好方法。

5.2在《磷酸溶液測試鋁及鋁合金陽極氧化膜封孔質量——電動勢法》試驗中對試驗溫度的選擇應選擇較低溫度，并對不同膜厚的氧化膜選用不同的試驗溫度。在試驗前后均需檢查氧化膜表面，確定其是否開裂，如果有開裂現象則該個試驗結果無效。

5.3目前對氧化膜的耐高溫性能還沒有具體的規定，希望能在行業內加強此項目的研究，給出具體指標。