铝合金硬质阳极氧化工艺简便，其生成的氧化膜具有耐蚀性、耐磨性等许多独特的性能，半个多世纪以来在众多领域获得广泛应用。

阳极氧化膜的厚度和硬度随着电流密度和脉冲时间的增加而增加，但存在一个范围，对于电流密度的选取既要考虑生产效率又要考虑氧化膜的质量。过低的电流密度，虽可以获得较好的氧化膜但对于实际生产来说是不经济的，过高的电流密度可以使氧化膜以较快速度生长，但往往氧化膜容易出现烧蚀、脱落等现象；氧化膜的硬度随氧化时间的延长逐渐下降。

以氧化膜的硬度和厚度为主要综合指标，在常温 T=20℃时，优化的工艺参数为：I₁=5.5A/dm²，I₂=1.8A/dm²，t₁=t₂=70s，τ=60min。电解液对温度具有较强的适应性，在温度在15~30℃范围内，用优化工艺参数进行阳极氧化，可以满足膜厚 50μm左右、硬度400HV 左右的要求。

阳极氧化膜的硬度沿氧化膜厚度的方向由外向内逐渐增大。氧化膜硬度的变化受多种因素的影响，氧化膜的电化学生长过程和溶解过程在阳极氧化过程中的相互作用是其变化的主要原因。阳极氧化膜硬度随温度的升高而下降，这与阳极氧化时极化电压随电解液温度的上升而下降有关。

不同的后处理对氧化膜的性能有着重要的影响，经封闭处理的氧化膜其硬度要高于未经封闭处理的氧化膜的硬度，水合反应引起氧化膜孔隙率的下降是这种现象的主要原因。

SEM和 EDX 研究表明：氧化膜表面烧蚀点的形成与铝合金基体中二次相在氧化时所产生的缺陷有关；氧化后残留在氧化膜中的二次相为裂纹的扩展提供了条件。XRD研究表明：氧化膜在本质上是非晶态的。

通过 TEM 对阳极氧化试样进行观察，可以发现氧化膜独特的多孔结构，氧化膜的胞孔以六角形紧密排列；对氧化膜的剖面进行观察，可以发现紧密排列的平直的孔道，氧化膜的孔道由氧化膜的表面向内部呈现收缩的趋势，这与阳极氧化时电压的变化有关。

阳极氧化膜多孔结构的生长是一个自发的过程，这个过程受不同部位离子迁移能力和膜的内应力影响。

*本文章来源：刘磊-铝合金常温脉冲硬质阳极氧化工艺及其组织性能研究