前面已經介紹了陽極氧化的機理和工藝流程：

1. 腐蝕的藝術：陽極氧化的機理；

2. 腐蝕的藝術：陽極氧化的工藝流程。

本文主要介紹陽極氧化的應用，尤其是針對鋁合金的陽極氧化在工業上的應用。

鋁合金雖然在自然的環境中也會自發生成一層氧化膜，這層氧化膜可以阻止鋁合金基體繼續受到氧化腐蝕，然而這層自然的氧化膜非常薄，同時不夠緻密，結合力也不夠，容易剝落，其能提供的耐蝕性的有限的。鋁合金這種材料本身質輕，比強度高，易于加工且價格便宜，它在實現産品的輕量化方面具有不錯的性價比，但是由于其表面性能不高，這一缺陷限制了鋁合金的應用範圍。

直到陽極氧化工藝的出現，鋁合金的表面性能有了質的提升，由于鋁合金經過陽極氧化後，在表層生成一層具有一定厚度的氧化膜，這層陽極氧化膜具有透明性、多孔性、耐磨性、耐蝕性、電絕緣性、絕熱性、結合力強等特性。有了這些特性，鋁合金的應用具有很大的想象空間。

比如，在傳統的建築和裝飾業領域，就利用了鋁合金陽極氧化和電解着色後所獲得的着色膜具有良好的耐磨、耐曬和耐蝕性。

比如，在消費電子産品領域，就利用了鋁合金陽極氧化膜的多孔性，可以吸附染料，從而可以實現多種外觀顔色，賦予鋁合金良好的裝飾性。

基于這點，鋁合金從此被廣泛用于電子産品的外觀零件，這個具有代表性的事件是蘋果公司在2012年發布的iPhone 5，由于在結構上采用了Unibody（一體成型技術），“鋁合金 陽極氧化”這套組合拳才被大衆熟知。特别是在後續的iPhone 6到iPhone 8這幾年時間的手機産品（當然還包括iPad、iMac等蘋果系的其他産品），采用了真正的鋁合金一體機身，鋁合金作為外觀零件所占的比例達到了頂峰。同時期的其他手機廠商，基本上也受這波潮流的影響，紛紛跟進。

（圖片來源于知乎：WHYLAB，侵可删）

在當時，把“鋁合金 陽極氧化”這種工藝大規模應用在消費類電子産品上可謂是人類首次，相對于上一代的采用不鏽鋼 玻璃作為外觀件的iPhone 4/iPhone 4S，由于重量減輕了，即使長時間握持也不會感覺疲勞，同時因兼具金屬細膩的質感，而當時其他大部分廠商還在采用塑膠外殼，鋁合金外殼成為了當時高端的代名詞，雖然當時的iPhone 5因外觀未得到太多認可，甚至吐槽，但是毫無疑問的是，鋁合金一體成型機身 陽極氧化處理，這一工藝從那個時候開始，不僅在消費者眼裡，還是其他手機廠商眼裡，都得到的認可和追捧，同時，反過來也促進了行業的發展。

鋁合金陽極氧化按最終的顔色效果可分為：本色陽極氧化、單色陽極氧化、雙色陽極氧化、漸變色陽極氧化，按表面狀态可分為紋面陽極氧化（如拉絲陽極氧化、噴砂陽極氧化）、光面陽極氧化等，其中紋面陽極氧化實現的是啞光或霧面的表面光澤度，而光面陽極氧化可實現高亮高光的表面光澤度。

1、單色霧面陽極氧化

是應用最為廣泛的一種陽極氧化工藝，也是目前技術最成熟的一種陽極氧化工藝，通過字面意思即可很容易理解，單色，即在一個零件上隻染一種顔色；霧面，也加啞光面，一般在前期通過噴砂來實現，經查資料，據說蘋果采用的是一種型号為B170的陶瓷砂，其外形，參數以及特點如下圖。

B170的砂粒直徑在0.045-0.090mm，非常小，相當于一根頭發的直徑，由于陶瓷砂呈球形，實際上與工件表面接觸的截面直徑小于砂粒直徑，所以噴砂後工件表面呈現出非常細膩的磨砂表面，手摸上去感覺到絲滑，肉眼看上去基本看不到反射環境光。

蘋果公司從iPhone 5開始，在一體成型後殼上采用單色霧面陽極氧化，由于當時的鋁合金陽極氧化技術還不是很成熟，着色劑少，所以能呈現的顔色也并不多，iPhone 5當時隻有黑白兩種顔色供選擇。技術不成熟最緻命的是發生質量問題，果不期然，iPhone 5在上市後不久就發生了大規模的掉漆事件。業内分析是這樣的，由于氧化層薄，同時與基體結合不牢固，耐磨性不夠，使一些小的外力就能将外殼的氧化層刮掉。

在下一代iPhone 5S上，蘋果公司改進了陽極氧化工藝（實際上是供應商），增加了氧化鍍層的厚度，據測當時iPhone 5S的陽極氧化層的厚度達到了12微米，相比iPhone 5厚了不少，掉漆問題得到了解決。同時這一代引入了新的着色劑，使iPhone 5S有了新的顔色---金色，土豪金，一時間成為了一種炫耀色。這也就是陽極氧化工藝給鋁合金帶來的想象空間。

2、雙色陽極氧化

也叫二次陽極氧化，即在同一個鋁合金工件上實現兩次陽極氧化或染兩種顔色，實際上iPhone 5 和 iPhone 5s 就采用了雙色陽極氧化，就是後殼 Logo 與機身是一體的，采用的是二次陽極氧化來實現機身與Logo的不同色，不同光澤度。

雙色陽極氧化目前有兩種方法：遮蔽法和去除法，

1）遮蔽法，iPhone 5 和 iPhone 5s的Logo采用的是遮蔽法，這其中會涉及到曝光顯影的技術，具體細節之前在介紹金屬的蝕刻時有介紹，大家可以點擊下面文字了解：金屬蝕刻工藝，其實很多工程師都不了解。

遮蔽法的大概流程是這樣的，先将整個金屬殼體抛光成鏡面，然後用曝光顯影方法将感光油墨噴塗到Logo處形成遮蔽區域，然後對未遮蔽區域進行噴砂處理，然後進行第一次陽極氧化，染色，封孔；再清洗Logo處的油墨，然後進行第二次陽極氧化，第二次陽極氧化針對的是遮蔽區域，非遮蔽區域因為經過了第一次的陽極氧化受保護就不再受第二次陽極氧化的影響了，如此形成了iPhone 5 和 iPhone 5s的Logo表面效果。（如果Logo需要上色，再第二次陽極氧化後可進行染色，如下圖Logo）

2）去除法，即在第一次氧化後利用數控刀具切削等機械方法去除氧化表層後，再對去除後的表層進行第二次陽極氧化，從而實現雙色陽極氧化。

遮蔽法比較适用一些不規則的圖形，而去除法用來實現規則圖形的雙色陽極氧化，效率更高。

3、單色光面陽極氧化，

主要實現的是光亮的表面效果，一般在前處理和後處理分别經過一道抛光的工序，以下是光面陽極氧化的一般流程。

鋁工件→機械抛光→脫脂→水洗→中和→水洗→化學或電化學抛光→水洗→陽極氧化→水洗→去離子水洗→染色或電解着色→水洗→去離子水洗→封閉→水洗→機械光亮。

應對一般的規則鋁工件，抛光工序采用機械抛光即可達到效果，然而對于不規則或者具有複雜結構的工件表面抛光，傳統的機械抛光就很難達到均勻的光亮度要求。

比如iPhone 7的亮黑版，要實現這種又亮又黑的效果，其光亮度接近鏡面效果，能保留金屬質感的同時又能顯露出玻璃、陶瓷般的視覺感。難度非常大，工藝流程複雜，以至于當時的良率很低，相對于其他的普通陽極氧化的版本貴了很多，甚至斷貨。

iPhone 7的亮黑版的光面陽極氧化工藝大緻流程如下：

iPhone 7官方中文工藝介紹宣傳視頻

比較關鍵的是前後的兩次抛光工藝，由于iPhone 7鋁合金後殼的攝像頭位置是一個類似火山口的凸起結構，要對此火山口凸起結構進行高光抛光采用傳統的機械抛光很難實現，而且還要保持與其它大面效果上的均勻一緻，這就難上加難了。

蘋果做法如下：

第一次抛光：采用旋轉抛光法，即将鋁合金工件固定在旋轉夾具上，在細膩的抛光砂中進行均勻的旋轉抛光，抛光采用的是半幹狀态的氧化锆粉末，通過此種半幹粉與部件的相對運動，産生細微均勻的摩擦，達到整體均勻一緻的高光效果。

第二次抛光：磁流變抛光，即把工件置于磁流變液中進行抛光。

磁流變抛光液原理：磁流變液是由磁性顆粒、基液和穩定劑組成的懸浮液。

磁流變效應：是磁流變液在不加磁場時是可流動的液體，而在強磁場的作用下，其流變特性發生急劇的轉變，表現為類似固體的性質，撤掉磁場時又恢複其流動特性的現象。

磁流變抛光技術：正是利用磁流變抛光液在梯度磁場中發生流變而形成的具有黏塑行為的柔性"小磨頭"與工件之間具有快速的相對運動，使工件表面受到很大的剪切力，從而使工件表面材料被去除。

磁流變抛光能夠達到極低的粗糙度，一般用于精密光學鏡頭的抛光，适合于工件的最終出光處理。磁流變抛光時，由于整個工件都處于液體當中，抛光熱量容易散出，不會在工件局部位置造成過熱，有利于避免抛光産生橘皮；整個工件各部分都與流體均勻接觸，能夠保證抛光效果均勻一緻，且不受工件形狀限制，特别适合蘋果7這種具有凸出火山口的非平面部件的抛光處理。

光面陽極氧化的優點是既可以陽極氧化想要的顔色，同時還擁有鏡面亮光的酷炫效果。缺點是相比之前的噴砂陽極氧化，這種鏡面抛光陽極氧化抛光的工藝在耐磨耐刮性方面不如噴砂陽極氧化，容易刮花。

4、漸變色陽極氧化

漸變色的外觀最近比較流行，随着陽極氧化工藝的發展，漸變色陽極氧化工藝逐漸成熟起來。原理很簡單，是在陽極氧化後，在染色池中控制着色時間，來進行漸變色的效果實現。

大概過程為：對鋁合金工件進行陽極氧化處理，使工件的表面形成含有密集微孔的陽極氧化薄膜；将工件置于第一着色液中，進行第一次着均勻底色處理；接着将工件置于第二着色液中，進行第二次着漸變色處理，并使第二着色液接觸工件的時間沿樣品着色面預設方向逐漸變化，以使得工件不同位置的陽極氧化薄膜孔内進入的染料分子數量逐漸變化，進入的染料分子越多，顔色也就染得越深，這樣就能實現漸變色的效果。

漸變色陽極氧化在電子煙外殼上的應用：

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