張策，張德忠, ，潘學(xué)著，謝國(guó)經(jīng)，趙濤，王澤，毛祖國(guó)，丁運(yùn)虎

（1.武漢材料保護(hù)研究所有限公司，湖北 武漢 430030；2.廣亞鋁業(yè)有限公司，廣東 佛山 528237；3.廣東省仁豐五金電器有限公司，廣東 臺(tái)山 529200）

鋁是使用量最大、應(yīng)用面最廣的輕金屬材料，依據(jù)合金元素與加工方法的不同形成了龐大的材料體系，是僅次于鋼鐵的第二大金屬材料[1]。然而，鋁在空氣中自然形成的氧化膜防護(hù)能力不足，需要進(jìn)行表面處理來(lái)提高其抗腐蝕能力并獲得高裝飾性外觀?；瘜W(xué)氧化與陽(yáng)極氧化[2]是鋁及鋁合金常用的表面處理方法，其中陽(yáng)極氧化膜具有良好的力學(xué)性能，與基體的結(jié)合強(qiáng)度大，耐蝕性強(qiáng)，應(yīng)用十分廣泛。鋁合金的陽(yáng)極氧化膜具有很高的孔隙率和較強(qiáng)的吸附性，易吸附污染物而導(dǎo)致腐蝕，因此適當(dāng)?shù)姆饪滋幚碛葹橹匾猍3]。鋁合金陽(yáng)極氧化膜的封孔技術(shù)種類較多，其工藝原理不盡相同。本文著重闡述了鋁及鋁合金陽(yáng)極氧化膜封孔的機(jī)理和作用，介紹了各種封孔品質(zhì)評(píng)價(jià)方法以及封孔技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀和最新研究進(jìn)展，并對(duì)封孔技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

1 封孔的目的及原理

1.1 封孔的目的和作用

典型的鋁合金陽(yáng)極氧化膜具有雙層結(jié)構(gòu)，外部為厚而疏松的多孔層，內(nèi)部為薄而致密的阻擋層，其形貌如圖1所示。在理想情況下，陽(yáng)極氧化膜外部多孔層由緊密排列的六棱柱結(jié)構(gòu)單元組成，在每一個(gè)六棱柱單元的中心有一個(gè)圓形的孔洞，沿垂直阻擋層的方向生長(zhǎng)，并趨向于形成均勻的六棱柱單元結(jié)構(gòu)[4](見圖2)。

圖1 陽(yáng)極氧化膜的微觀形貌Figure 1 Microstructure of anodic oxide film

圖2 陽(yáng)極氧化膜的單元結(jié)構(gòu)模型Figure 2 Model of the structural unit of anodic oxide film

鋁陽(yáng)極氧化膜帶正電荷[5]，能夠吸引空氣中帶負(fù)電荷的油污、灰塵，而陽(yáng)極氧化膜表面的微孔可能會(huì)吸附污染物，且其他腐蝕介質(zhì)也容易直接進(jìn)入孔洞，這些都會(huì)導(dǎo)致鋁基體被腐蝕。為提高耐蝕性，需對(duì)陽(yáng)極氧化膜的孔洞進(jìn)行填充處理。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 8005.3-2008《鋁及鋁合金術(shù)語(yǔ) 第3部分：表面處理》中的定義，陽(yáng)極氧化膜封孔是以吸附作用、化學(xué)反應(yīng)或其他機(jī)制為機(jī)理進(jìn)行的氧化膜孔洞處理過(guò)程。狹義上講，陽(yáng)極氧化膜上進(jìn)行的電泳、噴粉、涂漆、涂蠟等方式均不屬于封孔的范疇，而是陽(yáng)極氧化膜的附加處理。

有研究表明，封孔后陽(yáng)極氧化膜的維鈍電流密度下降2個(gè)數(shù)量級(jí)[6]。于美等人[7]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)硝酸鈰封孔的氧化膜的多孔層電阻Rp提升4個(gè)數(shù)量級(jí)。R.Canyook等人[8]的研究表明，無(wú)論是重鉻酸鹽封孔還是沸水封孔，都會(huì)不同程度地增大表面粗糙度，同時(shí)提高氧化膜的耐磨性。朱鴻昌等人[9]在封孔后的鋁合金表面滴加藍(lán)墨水，觀察其是否吸附于膜層，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)不同方法封孔的氧化膜相較于未封孔的氧化膜，抗污性能增強(qiáng)，墨水印跡均變淺。以上研究均表明，封孔處理可以提高陽(yáng)極氧化膜的抗污性、耐蝕性、絕緣性和耐磨性。因此，氧化膜的封閉極為重要，除特殊聲明不予封閉外，氧化膜都須加以封孔處理。

1.2 封孔原理

對(duì)于陽(yáng)極氧化膜而言，封孔一方面是封堵表面孔洞，阻止污染物進(jìn)入，另一方面利用帶負(fù)電荷的物質(zhì)，中和氧化膜表面的正電荷，減弱氧化膜對(duì)油污、灰塵的吸引力。最初的封孔處理工藝是通過(guò)氧化膜自身的水化作用，將氧化膜的孔隙封住，其過(guò)程如圖3所示。

圖3 水合封孔過(guò)程示意圖Figure 3 Schematic diagram of sealing process by hydration

在熱能的作用下，氧化膜與水發(fā)生以下反應(yīng)：

式(1)為水合封孔反應(yīng)式，反應(yīng)在80 °C以上進(jìn)行，這一過(guò)程會(huì)消耗原有的氧化膜，使孔壁變薄，生成的一水合氧化鋁(勃姆石)體積增大約33%[10]，封堵孔隙。當(dāng)溫度低于80 °C時(shí)，發(fā)生反應(yīng)(2)，生成三水合氧化鋁，穩(wěn)定性差且耐蝕性低于勃姆石，因而反應(yīng)溫度一般控制在95 °C左右。

后續(xù)出現(xiàn)的金屬鹽封孔工藝，其基本原理是封閉液中的離子在氧化膜孔內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成的沉淀堵塞孔洞，而氧化膜基本不發(fā)生反應(yīng)或其反應(yīng)僅占次要地位。

在圖4所示的封孔過(guò)程中，反應(yīng)初始時(shí)孔洞內(nèi)外離子濃度相同，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，離子不斷消耗，孔洞內(nèi)離子補(bǔ)充的難度隨著孔洞的深度增加而增大，導(dǎo)致生成的反應(yīng)產(chǎn)物在孔壁上的堆積量隨著孔洞的深度增加而減少，造成孔洞洞口和孔底的沉淀堆積量出現(xiàn)差異。當(dāng)氧化膜厚度較小時(shí)，這種差異較小，孔洞內(nèi)能生成連續(xù)且相對(duì)均勻的封孔介質(zhì)，但當(dāng)氧化膜厚度較大時(shí)，孔洞較深，洞口因沉淀堆積而封閉，阻隔了離子進(jìn)入孔洞，而此時(shí)孔底還未生成足夠的沉淀，導(dǎo)致孔底殘留一部分封孔液，待反應(yīng)達(dá)到平衡后便以積水的形式殘留在孔洞中。

圖4 化學(xué)沉淀封孔過(guò)程示意圖Figure 4 Schematic diagram of sealing process by chemical precipitation

2 封孔品質(zhì)的評(píng)價(jià)

氧化膜的封孔品質(zhì)直接關(guān)系到產(chǎn)品的使用性能，因此，封孔品質(zhì)評(píng)價(jià)是氧化膜品質(zhì)檢測(cè)的必檢項(xiàng)之一。我國(guó)鋁合金陽(yáng)極氧化膜封孔品質(zhì)的評(píng)定主要有3種方法——酸浸蝕失重法、導(dǎo)納法和酸處理后的斑點(diǎn)染色法，其特點(diǎn)和應(yīng)用情況見表1。

表1 3種封孔品質(zhì)評(píng)定方法的特點(diǎn)及應(yīng)用Table 1 Characteristics and applications of three methods for evaluating the sealing quality

酸浸蝕失重法是應(yīng)用最為廣泛的方法，分為硝酸預(yù)浸和無(wú)硝酸預(yù)浸兩種方式。硝酸預(yù)浸會(huì)增加封孔不良試樣的質(zhì)量損失，適合在腐蝕環(huán)境較嚴(yán)酷(如室外)的條件下使用的陽(yáng)極氧化膜。對(duì)于封孔品質(zhì)優(yōu)良的氧化膜，以上述兩種方式試驗(yàn)后的結(jié)果基本一致。當(dāng)兩種試驗(yàn)的結(jié)果出現(xiàn)較大偏差時(shí)，采用硝酸預(yù)浸的失重結(jié)果作為仲裁依據(jù)。通常，質(zhì)量損失不超過(guò)30 mg/dm2視為封孔品質(zhì)合格。該方法須從產(chǎn)品上截取試樣進(jìn)行檢測(cè)，試驗(yàn)后氧化膜被溶解。

導(dǎo)納法是一種快速無(wú)損檢測(cè)法，但其結(jié)果受鋁合金材質(zhì)、封孔工藝、陳化時(shí)間、存放條件等多方面影響，局限性較大，因此在我國(guó)很少使用。國(guó)際上以導(dǎo)納修正值(20 μm)小于20 μS為封孔品質(zhì)合格標(biāo)準(zhǔn)。

斑點(diǎn)染色法快速、簡(jiǎn)單，但是結(jié)果重復(fù)性較差，不能做到定量評(píng)價(jià)，因此多用于生產(chǎn)控制中。其合格評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)為0-2級(jí)。

3 工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前已大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的封孔技術(shù)主要有沸水封孔、蒸汽封孔、鉻酸鹽封孔、氟化鎳低溫封孔和醋酸鎳中高溫封孔，其特點(diǎn)和應(yīng)用見表2。

表2 常用封孔技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用Table 2 Characteristics and applications of common sealing processes

3.1 沸水封孔

沸水封孔是最早應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的封閉技術(shù)。在高溫的條件下，通過(guò)水合反應(yīng)對(duì)氧化膜層進(jìn)行封孔處理，即令無(wú)水非晶態(tài)氧化鋁與水化合，生成含水的晶態(tài)水鋁石γ-Al2O3·H2O(勃姆石)，體積膨脹而將氧化膜的孔隙封住。沸水封孔工藝簡(jiǎn)單且便捷，把氧化膜浸入80 ～ 100 °C的純水中即可，但實(shí)際操作在95 °C以上才能獲得較好的封孔品質(zhì)。沸水封孔對(duì)水質(zhì)要求非常高，微量雜質(zhì)會(huì)毒化水化反應(yīng)，導(dǎo)致封孔失敗，易產(chǎn)生粉霜(其主要成分是Al2(SO4)3)，封孔品質(zhì)難以保證。

3.2 蒸汽封孔

蒸汽封孔與沸水封孔原理相同，區(qū)別在于蒸汽封孔是通過(guò)加壓的方式，使反應(yīng)得以在更高的溫度(100 ～120 °C)和壓力[(3 ～ 5) × 105Pa]下進(jìn)行。在高溫高壓下，封孔過(guò)程加快，得到的膜層更加致密，作為封孔介質(zhì)的水蒸汽對(duì)水質(zhì)的要求更低，因此封孔效果更穩(wěn)定[11]，但是要使用密封的壓力容器，費(fèi)用較高，且無(wú)法連續(xù)處理大型鋁材，目前主要用于鋁合金炊具陽(yáng)極氧化膜的封孔。

3.3 鉻酸鹽封孔

鉻酸鹽封孔是一種有效的封孔方法，常用重鉻酸鹽作為主鹽，在較高的溫度(90 ～ 95 °C)下進(jìn)行，氧化膜和孔壁的氧化鋁與溶液中的重鉻酸鉀發(fā)生式(3)所示的反應(yīng)[12]。

該反應(yīng)生成的堿式鉻酸鋁、重鉻酸鋁沉淀與由熱水分子和氧化鋁生成的一水合氧化鋁及三水合氧化鋁一起封閉了氧化膜的微孔。鉻酸鹽封孔后膜層呈黃色，是由鉻酸鹽滲入微孔所造成的。封孔后膜層具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，有比沸水封孔更優(yōu)異的摩擦因數(shù)[13]，尤其是對(duì)于陽(yáng)極氧化壓鑄件和高銅含量的鋁合金，封孔過(guò)程中利用了鉻酸鹽的緩蝕作用[7]，因此制得的氧化膜有優(yōu)異的耐蝕性。

左禹等人[14]提出在鉻酸鹽溶液中存在式(4)所示的平衡。

3.4 鎳-氟低溫封孔

鎳-氟封孔是20世紀(jì)80年代初意大利等國(guó)開發(fā)的低溫封孔技術(shù)。它基于吸附阻化原理，包括氧化膜的水合作用、金屬的水解沉淀作用和化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的形成作用，反應(yīng)機(jī)理如下：F-進(jìn)入多孔層后吸附在孔的表面，使其導(dǎo)電性發(fā)生變化，有利于Ni2+進(jìn)入多孔層，然后在孔中水解生成金屬氫氧化物沉淀而將多孔層封堵[15]。反應(yīng)式如下：

低溫封孔又稱為常溫封孔，以氟化鎳作為主鹽，封孔溫度一般是25 ～ 30 °C，封孔時(shí)間短(約為高溫封孔的1/2)。低溫封孔技術(shù)具有水質(zhì)要求不高、快速、能耗低、封孔效果好等優(yōu)點(diǎn)，是我國(guó)建筑鋁型材陽(yáng)極氧化最普遍的封孔方法。

3.5 鎳鹽中高溫封孔

與低溫封孔不同，中溫封孔以醋酸鎳為主鹽，溫度一般在50 ～ 80 °C之間，也有部分工藝會(huì)達(dá)到95 °C。醋酸鎳封孔后的陽(yáng)極氧化鋁試樣可通過(guò)300 h中性鹽霧試驗(yàn)。與沸水封孔相比，醋酸鎳封孔后試樣能與具有適當(dāng)基團(tuán)的染料形成共價(jià)鍵，從而防止某些染料在封孔件中浸出，可以防止氧化膜褪色和變色[16]。其封孔機(jī)理比熱水封孔更為復(fù)雜：在高于80 °C的溫度下，氧化鋁在水溶液中轉(zhuǎn)化成勃姆石，同時(shí)伴隨著氫氧化鎳沉淀的產(chǎn)生[17]。醋酸鎳封孔在北美地區(qū)被廣泛使用。

4 研究進(jìn)展

4.1 微波水合封孔

微波水合封孔[18]是利用微波加熱氧化膜層和膜層界面的水膜，通過(guò)水合反應(yīng)來(lái)達(dá)到封孔效果。由于其封孔速度快，且只需加熱氧化膜和水膜，不需要加熱鋁基體和大量水，因此熱量擴(kuò)散少，能耗低，節(jié)約能源，是一種新型的綠色封孔技術(shù)。但微波水合封孔也有其缺陷：對(duì)于形狀復(fù)雜的工件，會(huì)有部分區(qū)域微波輻射不到；氧化膜表面水膜不連續(xù)時(shí)，未被水膜包覆的氧化膜會(huì)反射微波。這些情況都會(huì)影響封孔品質(zhì)。因此，目前微波水合封孔尚無(wú)工業(yè)應(yīng)用。

4.2 溶膠-凝膠封孔

近年來(lái)，溶膠-凝膠法逐漸應(yīng)用于表面處理中。該方法同時(shí)包括了水解與縮合反應(yīng)，源自于醇前驅(qū)體，形成具有微米或納米孔結(jié)構(gòu)的聚合物網(wǎng)絡(luò)。將工件浸泡于溶膠中，溶膠中的組分不僅會(huì)覆蓋在工件的表面，還會(huì)隨著表面多孔層進(jìn)入膜層[19]，使得最終封孔完成后既以填充的形式封堵了孔隙，又在表面形成了一層防護(hù)膜。這種方法制備的膜層耐蝕性強(qiáng)，制備過(guò)程能耗低且環(huán)保，但生成的膜層附著強(qiáng)度有限。

周琦等人[20]將陽(yáng)極氧化膜浸入勃姆石溶膠中進(jìn)行封孔，發(fā)現(xiàn)在封孔過(guò)程中氧化膜會(huì)發(fā)生溶解，因此要對(duì)工藝參數(shù)加以檢驗(yàn)，確保在得到良好封孔性能的同時(shí)，不至于損失過(guò)多氧化膜而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)被破壞。L.Sopchenski等人[21]研究發(fā)現(xiàn)，在溶膠-凝膠膜層的制備過(guò)程中取出速度較慢時(shí)，可得到更均勻的表面，對(duì)氧化膜中孔隙和微裂紋有一定的填充效果。

采用氧化鋁溶膠進(jìn)行封孔所得的氧化膜性能優(yōu)于采用氧化鋯溶膠封孔[22]，其原因可能是氧化鋁溶膠的成分與氧化膜成分相同，因而結(jié)合更加緊密。于美等人[23]研究了氧化石墨烯填充溶膠-凝膠法，發(fā)現(xiàn)所制得的試樣不僅耐蝕性優(yōu)異(經(jīng)720 h中性鹽霧試驗(yàn)后出現(xiàn)的點(diǎn)蝕數(shù)少于沸水封孔的點(diǎn)蝕數(shù))，而且膜層附著力較好。A.Collazo等人[24]發(fā)現(xiàn)適量的乙二胺四乙酸二鈉和檸檬酸鈉能提高保護(hù)層的阻隔性能，且能大幅提高其電阻。這可能是因?yàn)檫@些添加物改變了溶膠-凝膠在縮合過(guò)程中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

4.3 有機(jī)酸封孔

有機(jī)酸封孔技術(shù)由美國(guó)科學(xué)家于1995年提出，其原理為有機(jī)酸與氧化膜發(fā)生反應(yīng)，生成的產(chǎn)物填充微孔的同時(shí)，還會(huì)在表面形成一層防水層。封孔過(guò)程中進(jìn)入氧化膜孔洞內(nèi)的有機(jī)酸分子能在基體出現(xiàn)裂紋時(shí)與氧化物生成鋁皂類化合物防護(hù)層?；谟袡C(jī)酸的特性，大多數(shù)長(zhǎng)鏈羧酸都可以用于封孔處理，其中較為常見且研究較多的是硬脂酸和植酸。隨著長(zhǎng)鏈羧酸分子中碳原子數(shù)的增加(12 ～ 18)，膜的耐蝕性也逐步提高[25]。經(jīng)有機(jī)酸封孔的氧化膜耐蝕性強(qiáng)，但封孔過(guò)程中工件表面會(huì)生成一層難以除去的油膜。

趙鵬輝等人[26]的研究結(jié)果表明，硬脂酸封孔后的鋁陽(yáng)極氧化膜表面平整、無(wú)缺陷，膜的耐蝕性顯著提高，在1 mol/L中性NaCl溶液中的耐蝕性優(yōu)于沸水或重鉻酸鉀封孔的氧化膜。在封孔的過(guò)程中，硬脂酸與氧化鋁反應(yīng)生成鋁皂化合物，不僅可以填充氧化膜的多孔層，還能夠形成保護(hù)膜而將氧化膜開裂部位與外界隔絕，因而封孔效果良好，封孔后的氧化膜耐蝕性優(yōu)異[27]。

有研究人員[28]采用了植酸(肌醇六磷酸)作為主鹽封孔，發(fā)現(xiàn)不僅孔隙被填滿，而且形成了一層3 ～ 4 μm厚的鋁-磷酸配合物沉積膜，大大提高了膜層的耐蝕性，耐中性鹽霧腐蝕時(shí)間長(zhǎng)達(dá)504 h。

4.4 稀土鹽封孔

于興文等人[29]研究發(fā)現(xiàn)，稀土封孔的陽(yáng)極氧化膜在耐磨性方面有所提高，耐蝕性與鉻酸鹽封孔陽(yáng)極氧化膜具有可比性。以鈰鹽封孔為例，封孔過(guò)程中在多孔層內(nèi)生成了Ce(OH)3或Ce2O3沉淀[30]，而在表面生成了一層鈰轉(zhuǎn)化層，內(nèi)外兩層的生成機(jī)理不同，防護(hù)機(jī)理也不同。在NaCl溶液中的浸泡試驗(yàn)結(jié)果表明，內(nèi)層的耐蝕性(60 d)遠(yuǎn)高于外層的耐蝕性(6 d)。通過(guò)掃描電鏡(SEM)和能譜(EDS)表征[31]發(fā)現(xiàn)，在封孔開始后氧化鈰和氫氧化鈰在氧化膜多孔層內(nèi)生成，同時(shí)氧化膜表面逐漸生成球形沉積物。隨著氧化膜表面被球形沉積物覆蓋，生成了稀土轉(zhuǎn)化膜。B.J.Usman等人[32]認(rèn)為，經(jīng)硝酸鈰封孔處理的氧化膜表面孔洞與熱水封孔后被堵塞、改性的氧化膜孔洞不同，是開放的。硝酸鈰封孔是依靠孔洞內(nèi)鈰鹽沉淀作為緩蝕劑來(lái)提升耐蝕性的。

李凌杰等人[33]對(duì)比了經(jīng)不同稀土鹽封孔的鋁陽(yáng)極氧化試樣在弱酸性NaCl腐蝕介質(zhì)中的腐蝕行為，發(fā)現(xiàn)鈰鹽和鑭鹽封孔試樣表現(xiàn)出較強(qiáng)的鈍化性，而釔鹽封孔試樣容易發(fā)生腐蝕。這歸因于不同稀土鹽封孔過(guò)程可能有不同的熱力學(xué)因素(如氫氧化物溶膠的析出傾向等)和動(dòng)力學(xué)因素(如封孔產(chǎn)物的析出速率等)。

4.5 無(wú)鎳金屬鹽封孔

可用于陽(yáng)極氧化膜封孔的金屬鹽除了鎳鹽和重鉻酸鹽外，還有錳-鉬鹽等相對(duì)環(huán)境友好的金屬鹽[34-35]。陽(yáng)極氧化膜在含錳、鉬氧陰離子的堿性鍍液中密封，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)[36]：

上述反應(yīng)在生成氧化物沉淀的同時(shí)，還提高了溶液的pH，促進(jìn)鉬離子以氫氧化物的形式在氧化膜孔洞內(nèi)沉淀，阻擋腐蝕性離子進(jìn)入基體。

此外，還有研究人員以氟鋯酸鉀作為常溫封孔主鹽[37]，反應(yīng)如式(5)和式(11)所示。

生成的Zr(OH)4封堵了氧化膜孔洞，并且有強(qiáng)耐蝕性。

N.Chahboun等人[38]認(rèn)為氟鋯酸鹽封孔過(guò)程分為活化、沉淀和均質(zhì)化3個(gè)步驟。初期，氧化鋁膜部分溶解，此過(guò)程中氟化物由于尺寸等影響，能夠通過(guò)多孔層深入擴(kuò)散進(jìn)氧化膜，同時(shí)析出堿式氟化鋯(Zr(OH)4-xFx)；隨后，氟鋯酸鹽在氧化膜表面部分水解，生成固體氫氟化鋯沉淀，形成約200 ～ 300 nm厚的密封層。實(shí)驗(yàn)表明，氟化物對(duì)于密封層的形成至關(guān)重要。實(shí)際上，在密封層中含有大量的氟化物。而在表面，金屬鹽的生成及速率取決于pH。

5 展望

近年來(lái)，人們的環(huán)保意識(shí)越來(lái)越高，各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)也越來(lái)越重視。無(wú)論是重鉻酸鉀還是氟化鎳、醋酸鎳封孔，都會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)限制其應(yīng)用。而熱水封孔和蒸汽封孔雖然不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害，但是能源消耗大，生產(chǎn)成本高。當(dāng)前，陽(yáng)極氧化鋁的工業(yè)技術(shù)解決方案都需要改進(jìn)其環(huán)境影響和能源效率[39]，前者意味著Ni、F、Cr等有毒有害元素的使用將減少甚至消失，后者意味著封孔工藝將效率更高，時(shí)間更短，溫度更低。因此，開發(fā)一種無(wú)鉻、無(wú)鎳、低能耗的新型綠色封孔工藝來(lái)取代重鉻酸鉀封孔和鎳鹽封孔，尤其是開發(fā)適用于鋁型材生產(chǎn)的低溫?zé)o鎳封閉技術(shù)，已經(jīng)迫在眉睫，并具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

另外，隨著鋁合金應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)陽(yáng)極氧化膜性能要求越來(lái)越高，現(xiàn)有單一封孔技術(shù)很難滿足某些應(yīng)用要求，需要開發(fā)多種封孔方式疊加的復(fù)合封孔技術(shù)，這也將是未來(lái)封孔技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。如采用低溫氟化鎳封孔+低溫氟鋯酸鹽封孔+高溫堿性硅酸鹽封孔的三步封孔工藝，就很好地解決了單一封孔無(wú)法通過(guò)汽車工業(yè)用鋁合金零部件陽(yáng)極氧化膜的耐酸耐堿測(cè)試的難題。對(duì)于鋁合金筆記本外殼的二次染色氧化，第一次氧化染色后采用高溫鎳鹽過(guò)封孔(即長(zhǎng)時(shí)間的封孔)+封孔清洗二步法處理，不僅能令染色膜保持鮮艷亮麗，而且賦予其極佳的耐酸性，以致一次氧化膜無(wú)需特殊保護(hù)就可以直接進(jìn)行二次氧化染色。