作为最常见的材料之一,铝在建筑、工业、轨道交通、光伏发电等领域有着广泛的应用。随着新基建高速发展,2020年中国铝材总产量有明显上升,氧化铝、电解铝、铝材产量分别为7313万吨、3708万吨、5779万吨,分别同比增长0.3%、4.9%、8.6%。
但硬度低、保温隔热性能差、易磨损等缺点严重阻碍着铝的应用范围。对此,阳极氧化表面处理技术的引入,有效地解决铝材缺陷,更拓宽了铝材的应用领域,成为建筑、翻新装饰应用中的新热点。
图:采用阳极氧化技术处理的幕墙
经阳极氧化技术处理后的铝制品具有高级的金属质感,质感更优雅,色泽更持久,堪比进行了一次终生美妆。因此,阳极氧化技术经常被用在高级写字楼、艺术中心等应用中。然而,阳极氧化技术之所以广受青睐可不止于此,它还具超高硬度、易清洁性、耐久耐候性、安全等优点。
图:阳极氧化技术已成为主流手机外壳表面处理方式
从工艺角度而言,传统铝制品表面采用涂漆处理工艺,将氟碳涂层喷涂在铝制品表面。尽管在加入了氟树脂以改进性能,但是漆膜的高分子结构仍会在紫外线的照射下开裂、粉化和脱皮。而阳极氧化是一种电化学过程,通过在铝材表面形成一层致密的氧化层(Al2O3),从而获得出色的物理性能。
高硬度
在众多氧化物中,Al2O3有极高的硬度。以一般的铅笔硬度来比较,硬度为9H的铅笔(实验室最高硬度铅笔)也无法划伤阳极氧化加工后的铝材表面,即氧化膜硬度>9H。而传统涂漆材料的表面硬度因品质的不同,大约在1-3H之间。如果用莫氏硬度来衡量氧化膜的硬度,Al2O3涂层的莫氏硬度仅次于钻石(10级),达到与蓝宝石同等的9级。
图:阳极氧化处理后的轮毂更美观更耐磨
易清洁
传统幕墙采用氟碳铝板,显微镜下放大500倍,就能看到类似多孔海绵体结构,因此极易吸附灰尘。安装仅3个月就会出现渗透与垂流污染现象,并顺着多孔表面迁移到涂层内部。日子久了,污染物积聚日渐严重,需要高频次人工清理。
采用阳极氧化加工的铝制幕墙具极高的致密度,即便放大15万倍,涂层依然完整无隙。Al2O3涂层的物理特性类似于陶瓷,表面不带电荷不吸尘,高致密度结构使污染物无法渗入,雨水即可轻松冲走,只需常规清洁,可保持多年如新。
耐久耐候性
由于不同的表面处理方式,传统的氟碳漆膜中存在易腐蚀的内层空间,经一段时间的紫外线照射、温湿度变化,表面容易出现脱皮、起泡、开裂或碎裂等现象。漆膜风化后表面粉化,光泽度和颜色显著降低,严重影响外观。
许多知名企业和艺术场馆都采用了阳极氧化铝板,如涂料巨头PPG工业的行政总部和研发中心,建成34年历久弥新。在国内,上海天文馆、西海美术馆、五源河文化体育中心河、南科技馆新馆、嘉兴站、海心桥、JW万豪侯爵酒店等标志性建筑中大量采用了阳极氧化铝板。
抗静电、安全防火
除了以上优势外,由于表面的氧化膜是绝缘的,所以阳极氧化处理后的铝材具有抗静电性,特别适用于流水线上的防静电工作台、皮带线的框架。触摸后不会留下手印,清洗方便,使用寿命长。而且防火、无毒,特别适用于密闭空间。