鋁表面功能性氧化膜，是近年來在工程應(yīng)用領(lǐng)域中出現(xiàn)頻率越來越高的新術(shù)語。前幾年，許多承包海外的軌道交通項目，如車廂、逃生梯以及集成度高的信號機(jī)等，我們還會對此存在概念和理解上的偏差，項目的實施和交付帶來諸多不利的影響；而國內(nèi)的總包商、設(shè)計院、業(yè)主對其了解也并不多。
鋁合金在其力學(xué)性能達(dá)到滿意之后，隨之而來的是鋁合金表面功能性氧化膜滿足使用的問題。產(chǎn)品壽命（也稱耐用性）是衡量是否可取的關(guān)鍵指標(biāo)，如門軌開合的次數(shù)、腳踏板表面氧化膜的磨損時間、鑄鋁座椅腿與罩板的防腐程度、行李架的耐磨性等。因此，如何確保鋁合金在與各種輕量化材料的競爭中，尤其在與各種復(fù)合材料，特別是碳纖維材料的競爭中保持不敗，解決鋁合金表面轉(zhuǎn)化膜的功能性應(yīng)用，換言之，關(guān)注表面功能性氧化膜的開發(fā)才是問題的關(guān)鍵。
1、關(guān)于功能性鋁氧化膜
鋁表面功能性氧化膜是指鋁表面氧化膜通過在成膜過程中，將帶有某種功能性的物質(zhì)，通過彌散加入氧化膜本體或填充進(jìn)入氧化膜微孔中，使氧化膜產(chǎn)生超出常規(guī)氧化膜的物理性能、耐受性、適用性等，這既是功能性氧化膜。具體應(yīng)用在軌道交通系統(tǒng)中，功能性氧化膜可有效解決自潤滑性、抗磨性、電絕緣性、防腐性、耐污染性及噪音大等問題，確保設(shè)施的使用壽命，減少維修次數(shù)，對保障高速鐵路機(jī)車的平穩(wěn)運(yùn)行至關(guān)重要。
2、功能性氧化膜的成膜機(jī)理
2.1 以鋁或鋁合金制品為陽極置于電解質(zhì)溶液中，利用電解作用，使其表面形成氧化鋁薄膜的過程，稱為鋁及鋁合金的陽極氧化。
2.2 以獨(dú)到的電解工藝，如向電解液中摻入不溶粉體和膠體、一次成膜多次電解等可獲得功能性氧化膜。
2.3 利用氧化膜微孔的吸附活性，將功能性物質(zhì)填充、改性、封閉至孔內(nèi)，以及利用阻擋層的PN結(jié)特性進(jìn)行交流電解，將金屬沉積在微孔中，形成帶有更多功能性的復(fù)合功能性氧化膜。
3、鋁表面功能性氧化膜在軌道交通方面的應(yīng)用：
鋁表面功能性氧化膜被軌道交通車廂各類鋁合金部件所需要：
3.1 鋁合金門軌表面--自潤滑氧化膜
三泳自潤滑氧化膜一種是將潤滑劑或低剪切力金屬充填在氧化膜的微孔中，生成自潤滑氧化膜，該膜的摩擦系數(shù)值可達(dá)到0.3以下，使得門軌開關(guān)潤滑無聲；另一種工藝是將納米級粉體摻入氧化膜，以降低摩擦系數(shù)。
自潤滑氧化膜廣泛應(yīng)用于各種門軌及摩擦副表面，高鐵門軌已早有應(yīng)用。
3.2 鋁合金行李架、腳踏板--抗磨氧化膜
抗磨氧化膜與傳統(tǒng)的硬質(zhì)氧化膜極容易混淆，但是，抗磨氧化膜并不硬，同樣硬質(zhì)氧化膜的抗磨性也并不好。三泳抗磨氧化膜是通過對傳統(tǒng)陽極化成膜的變革，將納米級難溶化合物粉體在特種電解電源幫助下分散至氧化膜組織中，使得氧化膜組織得以改變，鍵合力增強(qiáng)較薄的氧化膜就可具有很強(qiáng)的耐磨性。
中國有色研究院檢測結(jié)果：抗磨氧化膜較硬質(zhì)氧化膜噴砂磨耗值高出一倍。
此膜應(yīng)用于高鐵行李架、腳踏板及窗簾底邊等對耐磨性要求較高的鋁合金件表面。
3.3 鋁合金座椅罩板--重防腐氧化膜
三泳重防腐氧化膜是通過對傳統(tǒng)的陽極化成膜與封孔方式的變革，將陽極化電解液不溶化合物粉體分散至氧化膜中，并分別用金屬鹽與聚合物進(jìn)行封孔，形成納米級復(fù)合物包覆膜，此氧化膜可耐480小時中性鹽霧、PH13.5的堿和PH1的酸；又如，將有機(jī)高分子物質(zhì)乳化后填充氧化膜表面，形成有機(jī)封孔表面，可以數(shù)倍提高氧化膜的抗蝕能力。
此類氧化膜適合沿海氣候下暴露的鋁合金件，如逃生梯、座椅腿等。
3.4 鋁合金暖氣罩板--疏水、耐臟污氧化膜
銀白色的三泳硫酸陽極化膜經(jīng)過有機(jī)封閉后，表面具有中等疏水性，同時氧化膜耐臟污、易清潔的特點明顯。
此類氧化膜適合一切裝飾件的表面處理。
3.5 壓鑄鋁合金--涂裝、膠接氧化膜
三泳磷酸陽極化膜與各類大孔隙的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜是同一類氧化膜，其共同特點是表面疏松、空隙多。磷酸陽極化膜主要用途是做膠接與涂裝底層；而化學(xué)轉(zhuǎn)化膜（主要指三價鉻、無鉻鈍化）的一個重要用途，就是做涂裝前處理，它可使涂裝結(jié)合力較裸露基體提高4-7倍。這三類涂裝前處理表面轉(zhuǎn)化膜都是環(huán)保型膜層。
此類功能性氧化膜已應(yīng)用在龐巴迪客車壓鑄鋁合金座椅腿的涂裝前處理中。
4、其他應(yīng)用
三泳的功能性氧化膜還用在鐵路信號機(jī)箱上、高鐵逃生梯表面。
針對工業(yè)設(shè)計對高鐵車廂用鋁合金表面的顏色要求，三泳還研發(fā)出用于鋁合金腳踏的三泳本色硬質(zhì)氧化膜、用于鋁合金行李架與窗簾底邊的三泳自然發(fā)色氧化膜（多為香檳酒色）、用于衛(wèi)生間飾件的三泳香味氧化膜等。
結(jié)束語：
鋁及鋁合金氧化膜由于其特殊的微孔結(jié)構(gòu)，為其可實現(xiàn)多樣化的功能性開辟了新的途徑，隨著三泳人對功能性氧化膜理解的深入與不斷探索，更多具有功能性的氧化膜將會在各個行業(yè)上得到更好、更廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。希望通過本文的介紹，能使更多人了解鋁表面氧化膜的功能性研發(fā)成果，使之在各工程領(lǐng)域得到恰如其分的應(yīng)用。
