[科普中国]-氧化铝薄膜

氧化铝薄膜是铝的一种特性，是覆盖在铝表面的一层致密的三氧化二铝层，能够阻止铝的进一步氧化。铝是比较活泼的金属，标准电位-1.66V，在空气中能自然形成一层厚度约为0.01～0.1微米的氧化膜，这层氧化膜是非晶态的，薄而多孔，耐蚀性差。

简介氧化铝薄膜是铝的一种特性，是覆盖在铝表面的一层致密的三氧化二铝层，能够阻止铝的进一步氧化。铝是比较活泼的金属，标准电位-1.66V，在空气中能自然形成一层厚度约为0.01～0.1微米的氧化膜，这层氧化膜是非晶态的，薄而多孔，耐蚀性差1。

与氧化铝膜的区别氧化铝膜是一种无机膜，是一种耐高温，热稳定性好，强度高，化学性质稳定的膜，属于一种膜分离技术1。

三氧化二铝三氧化二铝（aluminium oxide）也称氧化铝，化学式Al2O3。是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，在高温下可电离的离子晶体，常用于制造耐火材料。

工业氧化铝是由铝矾土（Al2O3·3H2O）和硬水铝石制备的，对于纯度要求高的Al2O3，一般用化学方法制备。Al2O3有许多同质异晶体，已知的有10多种，主要有3种晶型，即α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。其中结构不同性质也不同，在1300℃以上的高温时几乎完全转化为α-Al2O3。

性状：难溶于水的白色固体，无臭、无味、质极硬，易吸潮而不潮解（灼烧过的不吸湿）。两性氧化物，能溶于无机酸和碱性溶液中，几乎不溶于水及非极性有机溶剂；相对密度(d204)4.0；熔点2050℃。

储存：密封干燥保存。

用途：用作分析试剂、有机溶剂的脱水、吸附剂、有机反应催化剂、研磨剂、抛光剂、冶炼铝的原料、耐火材料2。

铝氧化铝氧化有天然氧化，电化学氧化，化学氧化，阳极氧化，酸性氧化，碱性氧化六种，意思是铝及铝合金的氧化处理的方法。

（1）天然氧化

氧化膜较薄，厚度约为0.5～4微米,且多孔，质软，具有良好的吸附性，可作为有机涂层的底层，但其耐磨性和抗蚀性能均不如阳极氧化膜；

（2）电化学氧化

氧化膜厚度约为5～20微米（硬质阳极氧化膜厚度可达60～200微米），有较高硬度，良好的耐热和绝缘性，抗蚀能力高于化学氧化膜，多孔，有很好的吸附能力。

（3）化学氧化

铝及铝合金的化学氧化处理设备简单，操作方便，生产效率高，不消耗电能，适用范围广，不受零件大小和形状的限制。

铝及铝合金化学氧化的工艺按其溶液性质可分为碱性氧化法和酸性氧化法两大类。

按膜层性质可分为:氧化物膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜、铬酸－磷酸盐膜。

（4）阳极氧化

铝在空气中自然形成的氧化膜是非晶态的，薄而多孔，耐蚀性差。但是，若将铝及其合金置于适当的电解液中，以铝制品为阳极，在外加电流作用下，使其表面生成氧化膜，这种方法称为阳极氧化。

通过选用不同类型、不同浓度的电解液，以及控制氧化时的工艺条件，可以获得具有不同性质、厚度约为几十至几百微米的阳极氧化膜，其耐蚀性，耐磨性和装饰性等都有明显改善和提高。

（5）酸性氧化

在酸性溶液中对铝及铝合金进行氧化，磷酸、铬酐、氟化钠、氟化氢氨、磷酸氢二氨、硼酸、铁氰化钾、重铬酸钾不同的浓度配比可以组成不同的混合溶液，在相应的反应温度和反应时间下能够得到具有不同性质的氧化铝薄膜。

（6）碱性氧化

在碱性溶液中对铝及铝合金进行氧化，碳酸钠、铬酸钠、氢氧化钠、磷酸三钠、硅酸钠不同的浓度配比可以组成不同的混合溶液，在相应的反应温度和反应时间下能够得到具有不同性质的氧化铝薄膜3。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所