温度 30～35℃ 时间 约50s
此工艺配方所获膜层为浅彩虹色，膜层较薄，导电性好，适合于需导电制件的表面涂覆。延长时间膜层着色颜色加深，呈褐色，导电性能降低。[12]
化学法溶液中含有氧化剂和活化剂。氧化剂使铝表面形成铝的转化膜，活化剂使铝表面在成膜的同时不断受到适当的溶解，使转化膜中形成孔隙，以保证转化膜不断增厚。而成膜速度要大于溶解速度。
磷酸-铬酸盐化学法具体成膜过程: 首先试样表面的铝被离子化，同时产生H2。铝离子与溶液中OH- 反应生成含水的Al2O3；H2与铬酸反应生成含水的Cr2O3 。另外，铝离子还可与磷酸反应形成磷酸铝；H2可与磷酸和铬酸共同反应形成磷酸铬和水。溶液中加入的少量F-有助于控制转化膜的溶解。其主要反应式如下:
2Al + 6H+ = 2Al3 + + 3H2 (1)； 2Al3+ + 6OH- = Al2O3 (含水) + 3H2O (2)； 3H2 + 2CrO3 = Cr2O3 (含水) + 3H2O (3)； 2Al3+ + 2H3PO4 = 3H2 + 2AlPO4 (4)； 3H2 + 2CrO3 + 2H3PO4 = 2CrPO4 + 6H2O (5)；
实际的反应比以上过程还要复杂，因此转化膜的成分很复杂，有Al2O3 (含水) , Cr2O3 (含水)，AlPO4，Cr2PO4及痕量的氟化物。
2.2.2导电氧化液中各因素的作用
针对磷酸-铬酸盐系化学氧化法，分析溶液中各组分的作用如下：
（1）磷酸 磷酸是成膜的主要成分，无磷酸不能成膜。磷酸低于或超过工艺规范浓度，会导致膜层过薄，抗蚀能力降低。
（2）铬酐 铬酐是氧化剂，是成膜的必要成分，若此溶液中无铬酐成分，则溶液的腐蚀性加强，难以成膜，说明铬酐具有缓蚀性。
（3）氟化钠 氟化钠是活化剂，膜的生成必须先有铝的溶解，而氟化钠可使铝迅速溶解，加快反应速度。氟化钠浓度应适宜，过大则溶解加快，生成的膜层呈粉末状，影响强度；过小会使成膜反应难以进行。
（4）硼酸 加入硼酸是为了稳定溶液pH值，控制转化反应速度，改善膜层外观质量。 （5）氧化温度 主要影响成膜反应的速度，也影响成膜的质量。温度太高，反应速度过快，膜层的反应速度也相应加快，引起膜层粗糙多孔，粘附力较低，并容易出现粉化，耐蚀性下降；温度低时，膜层不均匀，防腐能力下降。
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（6）pH值 对氧化成膜有较大的影响。pH值升高，铝的溶解缓慢，同时使氟离子的活化作用降低，致使成膜困难。
2.2.3导电氧化液中含铬酸盐的替代
传统的导电化学氧化膜都采用了含铬的配方，对环境的污染较为严重，因此，人们一直在尝试找到一些物质来代替铬，并取得了一定的成绩。比如可以用钨酸盐、钼酸盐、钒酸盐、锰酸盐、锆盐、钛盐等作为成膜氧化剂，来获得铝表面转化膜，经研究发现，这是一种有效的方法。本实验除考虑上述所提到的试剂之外，也尝试参考磷化的一些原理来实现铝表面转化膜层的生成。除通常使用的NaF之外，本实验中还会用到很多其它的试剂，为更详细的了解各种化合物的性质，进而推测其在反应中的作用，故对其相关的性质及在成膜过程中可能起到的作用作一个大致的描述：
（NH4)6 MO7O24·4H2O：Cr、Mo同属第六副族，亚层等价轨道半充满。在酸性溶液中，Cr具有强氧化性，而Mo的氧化性很弱。钼酸盐在酸性溶液中有很强的缩合倾向，MoO42-中的Mo-O键比CrO42-中的Cr-O键弱，因而MoO42-在酸性溶液中易脱水缩合，形成复杂的多钼酸根离子，如Mo7O246-、Mo3O264-等。溶液酸性越强，缩合程度越大，最后从强酸溶液中析出水合MoO3沉淀。与铬酸盐不同，钼酸盐在酸性溶液中的氧化性很弱。
KMnO4：在酸性溶液中为强氧化剂，一般作为成膜氧化剂。
Na2ZrF6：在氧化过程中作用同NaF相似，都可作为成膜促进剂，是不可或缺的物质。 NaSCN：SCN-在水中其氧化性与溴相似，可与VIB族元素如Cr生成[Cr(NCS)6]3-，在反应中生成各种络合物。对氧化膜的颜色有很大的影响。
H2SiF6：H2SiF6可由SiF４与HF直接生成，资料上只提到其酸性比硫酸更强，其作用于铝的机理目前尚不清楚。
Ce2(SO4)3和SnCl2：Ce2(SO4)3可以显著地提高膜层的耐蚀性能, SnCl2既能保证良好的膜层外观,又能降低膜层电阻率。[1]
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３ 实验
3.1实验目的
实验的目的在于在铝合金基材上获得一层氧化膜，并使之具有导电性能。国内外对铝合金表面导电氧化膜的研究主要通过两条途径来实现，一是化学法获得氧化膜，化学法操作简单,设备要求低,此工艺现已有较为成熟的配方。二是特种电镀，即在铝合金上电镀一层其他金属以使其达到导电的目的，电镀法操作复杂，设备要求高，成本高。
基于化学法的以上优点,所以本实验采用化学法来获得导电氧化膜,但由于传统的化学氧化法均采用铬酸盐系作为氧化剂，对环境和人体健康都有很严重的负面影响，因此本设计在试验过程中作了一些尝试，希望能够找到一种有效的无铬导电氧化配方。
3.2实验材料
3.2.1 铝合金试验
实验所用的铝材的型号：LY12型铝片，LY12型铝棒（长度7.5cm，直径0.5cm）。主要化学成分(wt.%)如表3.1所示。
表3.1 LY12铝合金试片的化学成分
Cu Mg Mn Fe Si Zn Ni Ti Al 3.8-4.9 1.2-1.8 0.3-0.9 0.5 0.5 0.3 0.1 0.15 balance
3.2.2 主要化学试剂
氢氧化钠（NaOH）、乙二醇、浓磷酸、浓硝酸、浓硫酸、调节pH缓冲溶剂、高锰酸钾、钼酸铵、氟化钠、铁氰化钾、氯化亚锡、硫酸亚铈、氟锆酸钠、十二烷基苯磺酸钠、氟硅酸，以上试剂均为分析纯。
3.2.3 主要实验仪器
电热恒温水浴锅(HH系列)、pH计、温度计、电子天平、微电压表(29-mv型)、直流稳压电源(YB1730C 2A)、SEM扫描电镜、XRD衍射仪器。
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3.3实验步骤
3.3.1 氧化前的预处理
铝及铝合金在进行氧化前应先通过机械、化学或电化学方法，对其表面进行预处理，表面预处理及净化的目的是除去材料表面附着的油污、锈蚀产物、氧化物等异物，除去毛刺、毛边，调整精整程度不适当等情况，同时增加覆层与基材的结合力，提高表面质量。
针对实验所用的铝材，前处理的顺序为：除油→化学抛光→碱蚀处理→出光 （1） 除油
由于实验所用的铝材表面油污不是很重，所以采用化学清洗来直接去除铝及铝合金表面的油污，溶液配方为：
氢氧化钠（NaOH） 15% 表面活性剂（乙二醇） 5% 处理温度 室温 处理时间 3~5min
（2） 化学抛光
化学抛光使铝材表面平整光滑，能除去铝材表面较微的模具痕迹和擦划伤条纹，能除去机械抛光中可能生成的磨擦条纹、热变形层、氧化膜层等，能使粗糙的表面趋于光滑，同时可提高铝材表面的镜面反向性能，提高光亮度，同时增加覆层与基材之间的结合力，使膜不容易脱落。其溶液配方为：
浓磷酸（H3PO4，85%） 700mL/L 硫酸（98%） 250mL/L 硝酸（65%） 50mL/L 处理温度 800℃ 处理时间 1~3min
由于处理温度比较高，酸很容易挥发，故抛光应在通风厨中进行。
（3） 碱蚀处理
铝合金只有经过碱蚀处理后，其表面的污物和氧化膜才会得到彻底清除。碱蚀处理过程中，制件表面会均匀的减薄，原先表面上遗留的轻微伤痕也会减轻，使之形成光散射的浸蚀外观和均匀的活化表面，为下一道工序获得均匀的表面质量创造条件。碱蚀液的配方如下：
氢氧化钠（NaOH） 80～100 g/L
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