第三版前言
本书第一版在2003年完成并于2004年由化学工业出版社出版，距今已有十六七个年头了。第二版在2009年完成修改增补，于2010年出版，距今已有十余年。第二版初衷是为了适应当时建筑铝型材门窗的有机聚合物涂层工艺迅猛发展的形势，重点强化了有机聚合物涂层工艺的内容，请余泉和先生将第一版的“有机高聚物涂层工艺”一章扩充为四章，即电泳涂漆、静电粉末喷涂、静电液相喷涂及辊涂。同时对“铝的化学转化处理”“铝阳极氧化膜的电解着色”以及“铝阳极氧化膜及高聚物涂层的性能与试验方法”三章的内容进行了较大范围的增补修改。
第二版发行至今的十余年中，尽管在世界范围内并没有出现革命性的创新工艺，但是技术进步还是有目共睹的。尤其在我国，铝材表面处理的工艺多样性、原辅材料和技术装备的完善、产品品质的提升、国家标准的更新、环境管理的完善以及技术队伍的成长，都发展到一个全新的高度。我国铝材表面处理生产的工艺水平和产品质量，虽然目前还存在企业之间、行业和地区之间的不平衡，其中某些技术与国际先进水平比较可能还有一些差距，但是就工业生产总体而言，我国与国际先进水平已经较好接轨，甚至还有所超越，尤其在建筑铝型材方面已经稳居世界大国和强国的地位。非建筑用铝材的阳极氧化工艺迅猛发展，包括汽车内外装饰件、电子产品壳体等习惯称作“小氧化”以及铸态铝合金的阳极氧化等方面，但是亟待提高工艺水平、完善工艺规范和统一产品性能标准。本书第三版力图总结国内外铝合金表面处理技术的发展过程,重点介绍铝合金成分、结构、状态与阳极氧化膜性能之间的关系，在有机聚合物涂层中进一步融入我国的实际生产经验，并且强调和推进表面处理的环境管理。
2015年，化学工业出版社责任编辑鉴于本书前两版已经印刷十余次，印数已达两万多册，建议增补修改出版第三版，由于本人年近八旬，当时未敢动笔。2016年由于同行的友好支持、积极鼓励，并给予具体的帮助，本人收到从日本和欧洲新出版的技术书籍和杂志以及几次国际铝表面处理会议的论文，更由于本人身体状况有些改善，遂跃跃欲试开始动笔。2017年本人访问过我国几家非建筑铝合金表面处理企业，接触从事装饰铝合金材料或部件阳极氧化的技术人员和有关企业，在技术思路和信息方面稍有酝酿和铺垫，才决定动手组织，进行增补修订的准备。为了更好地与生产实际结合，邀请生产第一线的技术专家参与修改增补。
第三版的修订构思是，本人对原第1章“引论”进行全面更新、修改和增容，根据国内外铝表面处理技术的发展，特别是我国的工业发展现状和动向，从环境友好和节能降耗的高度出发，提出我国铝表面处理工业发展的新思路和新观点。鉴于铝合金的腐蚀性能和腐蚀形态对于分析理解表面处理膜层的寿命和处理表面膜层缺陷的重要意义，第1章对铝合金的腐蚀形态和腐蚀机理增添了必要的内容，其中铝合金特征性的丝状腐蚀和层状腐蚀的更新增添内容较多。第三版还新增加第7章“装饰与保护用铝的阳极氧化”，是在基本未改动第2版第7章（现第8章）“阳极氧化工艺”的基础上，从技术发展的历史角度更为系统和全面撰写的。第二版原第7章主要是以建筑用铝型材阳极氧化为中心的工艺，由于非建筑的装饰用阳极氧化技术持续发展扩大，新版第7章从国外和我国铝阳极氧化的技术进步和生产发展出发，全面总结各种类型的铝阳极氧化技术，并提出阳极氧化工艺中必要的概念、术语及工艺参数，并从建筑用表面处理扩大推广到非建筑用的广阔领域。新版第7章还增加光亮阳极氧化和铸态铝合金阳极氧化两方面内容，也适当涉及相关的着色和封孔的新工艺和新思路。
根据出版社和读者的意见，希望铝合金有机聚合物涂装的内容更加结合实际操作，以更有效地指导生产实践，为此邀请有关企业生产第一线具有实际操作经验的技术骨干参与进行修改补充。原第13章电泳涂漆请三星铝业总工程师王争先生全面修改为新版第14章，原第14、15章的粉末喷涂和液相喷漆请坚美铝业的技术部部长陆文伟先生修改补充为新版第15、16章。他们在生产第一线都曾承担相应的技术工作，现在领导岗位上，百忙之中愿意承担修订补充职责，本人在此由衷表示感谢。原第18章试验方法联同附录4请原作者坚美铝业副总工程师戴悦星先生全面更新补充为新版第19章。表面处理的环境管理和生态保护极为重要，本书前两版几乎没有涉及，第三版增加第20章“铝表面处理生产的环境管理”，这是近年来我国特别重视和关注的，由此弥补本书原版的缺憾和不足。新版第20章请广东耐得实业公司总工程师魏东新先生执笔，他近年致力于自动化生产线的设计，积累了一定的环境管理的经验，将全面介绍国内外铝表面处理的有关标准、工艺现状、管理建议。本人在此再次衷心感谢魏东新、陆文伟、戴悦星和王争四位卓有成就的年轻专家，在百忙中对本书的提升和完整做出贡献。对于在第一版、第二版编写中作出卓越贡献的施瑞祥、余泉和、李捷、蔡锡昌和来永春诸位先生再次表示由衷感谢。
本人希望第三版的内容符合我国和国际的生产技术的发展和学术理论的动向，而且第三版的观点与论述是有的放矢和恰如其分的。希望能够继续得到广大读者的认可和支持，这样也不致辜负国内外专家和朋友对我们的支持和帮助。
尽管第三版新书增加了两章即第7章和第20章，并对第2版的第1、13、14、15、18章进行了大范围修改补充，但是其他章节均未作大规模的修改变动。根据国内外铝合金表面处理技术发展的主要线索，虽在第三版第1章中简要叙述这方面的技术进步，但难免有不完善之处，祈请广大读者指正。本人年已八十有四，在年轻同行的投入和鼓励以及化学工业出版社编辑的支持下，经过两年多时间终于完成第三版。或许这是我最后的图书作品，就此告别我钟爱的从1962年开始在北京有色金属研究总院的技术研究，告别1985年从日本永山政一教授实验室开始的铝阳极氧化的事业。谢谢大家！
朱祖芳于北京家中
2021年1月
第一版前言
铝合金的阳极氧化处理和表面涂覆技术是铝合金扩大应用范围、延长使用期限的关键，表面技术一直受到我国铝合金材料工业的特别关注,并且已经取得巨大的技术进步和工业发展。以建筑铝型材为例，20年来建筑铝型材的生产从无到有，2003年产量已经达到150万吨左右，成为世界铝型材年产量最高的国家。随着建筑铝型材的生产发展，在熔铸、挤压、模具和表面处理等工序中，技术进步最快的当数表面处理。不论是表面处理的工艺多样性、技术水平和产品质量，还是装备水平都发展到一个崭新的阶段，目前与国际先进水平的差距并不很大。
我国自20世纪80年代中期，铝型材表面处理工业从当时技术比较发达的日本和意大利等国引进开始，在引进、消化、吸收和发展的过程中，积累了丰富的工艺经验，已经形成了庞大的工业体系。时至今日不仅掌握了建筑铝型材各种表面技术的工艺，而且成套化学品和大部分设备都可以立足国内生产。我国的建筑铝型材目前已经发展成以广东南海、苏南浙北、辽鲁环渤海三个地区为中心的铝型材生产基地，占全国产量6成以上，新工艺和新设备也基本上是从这三个地区发展起来的。从生产技术的发展水平来看，我国基本上已经拥有世界上所有建筑铝型材表面处理的先进工艺和设备。铝合金板材的生产以及表面处理也发展极快，建筑用铝合金板材的喷涂和辊涂已经有了相当的规模，而且正在迅速发展之中。
为了总结20年来我国的技术发展和工艺经验，本书希望从我国生产第一线中总结引进的新技术和消化吸收的生产实践，同时为了反映和跟进我国近十余年中铝合金表面处理生产工艺方面的新发展和新变化，本书增加化学转化膜、有机高聚物涂装、硬质阳极氧化和微弧氧化、电镀、染色等内容，扩展与加强表面机械处理、化学清洗等方面的内容。为了今后在新的技术高度上有效地发展我国的铝材表面处理技术，本书希望尽量客观地介绍国外工业发展的现况和前景，力图收集国外最新的技术信息和发展方向，以避免重复落后工艺。为了便于我国技术界和学术界深入了解国内工业现况和发展的需要，本书尽可能突出国内的工业水平和研究成果，希望能够起到沟通和促进作用。
我国在20世纪80年代有过几本建筑铝型材阳极氧化和电解着色的专著，由于这个领域的技术发展和更新很快，20年来出现了许多新的内容和方向。本书尽量不重复已有的内容，避免已经过时的陈述。为此简化了阳极氧化和电解着色方法的介绍，增加了阳极氧化膜结构和生成机理的理论描述，着重于引进技术和生产经验的总结和评述。本书许多作者来自生产现场，注入本书以鲜活的内容，因此本书是我国近20年来该工业领域发展的工艺技术总结。
20世纪90年代以来，欧洲和日本的有关阳极氧化新的专著引进我国，布莱斯的《阳极氧化铝的工艺学》（The Technology of Anodizing Aluminium）第二版和第三版，维尔尼克的《铝及其合金的表面处理和精饰》(The Surface Treatment and Finishing of Aluminium and its Alloys)，日本轻金属制品协会的新版（1994）《铝表面处理的理论和实践》（アルミニウムのと），川合慧的《铝电解着色技术及其应用》（アルミニウムカラーとその）和佐藤敏彦等的《铝阳极氧化新理论》（アルマイト）等著作充实和补充了原有的技术信息和理论观点。同期有关铝表面处理的国际会议和国内外期刊都发表了不少文章，我国大批管理和技术人员走出国门实地考察，也提供了铝的阳极氧化及表面处理的最新信息，本书吸收了这方面的内容。我国“七五”重点科技攻关专题“建筑铝型材表面处理技术和阳极氧化工艺的研究”的部分研究成果及其在生产实践中形成的主要观点也已包括在本书之中。
本书共分14章，由朱祖芳安排全书的章节和内容，组织有关人员编写，在成文完稿之前与各章编撰人至少经过两个循环的研究讨论，完稿之后再由朱祖芳统一术语和审校内容。各章的主要内容以及执笔撰写人员如下。
第1章引论扼要介绍铝的特点及铝的腐蚀行为和腐蚀形态，铝合金系及其阳极氧化的适应性。概述铝合金的各种表面处理技术（阳极氧化、化学转化、涂装、电镀和珐琅等）以及相应的表面膜层的特点。本章由朱祖芳执笔。
第2章表面机械处理介绍铝合金的表面机械处理，包括抛光、磨光、喷砂、扫纹等各种表面机械处理和机械预处理的工艺特点和设备配置。本章由施瑞祥执笔。
第3章化学抛光和电化学抛光介绍各种化学抛光和电化学抛光槽液、工艺以及注意事项，本章内容以收集意大利等欧洲国家的技术并结合我国实践为主。本章由汪平执笔。
第4章化学清洗和浸蚀作为化学预处理是阳极氧化生产不可缺少的工艺环节，本章内容主要取材于欧洲的建筑铝型材阳极氧化生产的化学预处理工业技术现况，同时也注意结合我国的生产实践。本章由周军强执笔。
第5章化学转化处理介绍铝合金铬化、磷铬化以及无铬化学转化处理的工艺技术、工业现况和发展趋势，化学转化膜作为聚合物涂层的底层的技术要求，内容主要取材于欧洲的技术发展。本章由朱祖芳执笔。
第6章阳极氧化与阳极氧化膜介绍壁垒型和多孔型阳极氧化膜的阳极氧化规律和多孔膜的结构特点，理论性论述有助于对于工艺的认识与理解。本章由朱祖芳执笔。
第7章阳极氧化工艺以较多篇幅介绍建筑铝型材阳极氧化工艺技术的实际操作和注意事项，重点放在应用最广泛的建筑铝型材硫酸阳极氧化工艺。本章由蔡锡昌执笔。
第8章硬质阳极氧化和微弧氧化是工程用的阳极氧化技术。本章叙述硬质阳极氧化的工艺发展、技术要求和现况，简单介绍近年发展的硬质表面膜形成新工艺——微弧氧化的特点、工艺和技术前景。本章由朱祖芳执笔。
第9章阳极氧化膜的电解着色作为建筑铝合金应用最广泛的工业化着色技术，有大量专利申请，理论研究相对滞后。本章着重介绍工业化的锡盐、镍盐以及其他盐的电解着色的工艺特点和进展，对于直流与交流着色的技术发展和特点作了比较，尤其侧重于引进的电解着色工艺。本章由朱祖芳执笔。
第10章阳极氧化膜的染色具体介绍铝阳极氧化膜的染色工艺，较多收集和总结国内的槽液配方和工艺。本章由施瑞祥执笔。
第11章阳极氧化膜的封孔是保护与装饰用铝阳极氧化膜必不可少的重要措施。本章介绍国内外热封孔、冷封孔和新发展的中温封孔等封孔技术的发展、工艺、经验和理论，强调我国冷封孔的工业实践中的经验和规范。本章由朱祖芳执笔。
第12章有机高聚物涂装工艺是建筑铝合金蓬勃发展的新兴表面处理技术。本章介绍装饰和保护用的有机高聚物涂装技术，主要包括电泳涂装、静电粉末喷涂、静电液相喷涂的装备、工艺以及有机高聚物涂层的性能要求。本章由魏东新执笔。
第13章铝及其合金的电镀详细介绍铝上的电镀槽液、工艺和操作经验，重点在电镀前的化学预处理方法的技术细节及其工艺比较。本章由施瑞祥执笔。
第14章阳极氧化膜及高聚物涂层的性能与试验方法分别介绍铝的阳极氧化膜和聚合物涂层的性能，有关性能检测方法以及相关检验方法的我国和国际标准。本章由戴悦星执笔。
本书后有4个附录，附录1和附录2分别是“我国主要变形铝及铝合金牌号以及主要合金化元素的成分”和“我国主要铸造铝合金的牌号及主要合金化元素成分”，由朱祖芳收集整理。附录3是“铝阳极氧化槽液的化学分析规程”,由臧慕文根据原有规程审核整理。附录4是“铝阳极氧化膜及高聚物涂层的性能与试验方法的国家标准和国际标准一览表”，由戴悦星整理编写。
本书系工艺技术性著作，尽量收集国内外新近发表的文献资料和引进的先进技术。本书各章作者都是在研究、开发和生产的第一线，其中一半以上章节是已经退休的资深科技人员编写的，他们根据自身经验、知识、观点和理论会对本领域的技术提出很多看法和评论，这些评论应该是有益的，但是不可避免可能会存在偏颇之处，不当之处请学者、专家和广大读者指正，如能引起读者的注意和批评，不仅对于本书作者有益处，对于铝的表面处理的技术发展，乃至于生产工艺的进步都是大有好处的。
借此机会感谢日本永山政一教授引导进入铝阳极氧化的研究领域，感谢在日本工作期间的教研室同仁田村纮基先生、高桥英明先生、金野英隆先生等的帮助。感谢中国有色金属总公司科技部对于科技攻关和技术推广期间给予的指导和支持。诚挚感谢本书所有编撰者的努力工作，并对编撰者所在单位的领导的支持和关怀表示衷心的谢意。
承蒙日本老一辈阳极氧化学者永山政一教授、技术专家川合慧先生和日本的高桥英明教授、金野英隆教授、田中義朗先生以及意大利的Dr.Strazzi等赠与最新资料或他们的论文和著作，这对于完成本书的写作帮助极大，在此表示诚挚的谢意。
朱祖芳
2003年11月
第二版前言
承蒙广大读者厚爱，《铝合金阳极氧化与表面处理技术》第一版自2004年出版以来，经4次印刷已逾万册，令人欣慰，在此对各位读者表示衷心感谢。鉴于第一版出版五年以来，国内外铝合金表面处理技术，尤其是我国铝材的表面处理工业发展和技术进步特别迅速，我们对本书进行了修订。
近几年来，在铝型材和铝板带表面处理的工业生产中，铝合金表面有机聚合物涂层工艺的发展显得很突出。为此，第二版首先将第一版的第12章有机高聚物涂装工艺增容扩充为四章，即第二版的第13章铝阳极氧化膜的电泳涂装、第14章铝及铝合金的粉末喷涂、第15章铝及铝合金的液相静电喷涂和第16章铝及铝合金的辊涂，邀请在生产第一线的具有丰富实践经验的专家负责撰写。
另外，为了进一步反映我国铝合金表面处理新的进展，第二版有4章在第一版的基础上重新编写，即第二版的第3章铝的化学预处理，第4章铝的化学抛光与电化学抛光、第8章铝的硬质阳极氧化和第9章铝及铝合金的微弧氧化。有3章对第一版内容做了比较大的增补，即第5章铝的化学转化处理、第10章铝阳极氧化膜的电解着色和第18章阳极氧化膜及高聚物涂层的性能与试验方法。其余各章根据读者意见进行了不同程度的修改，主体内容未作变动。
同第一版一样，本次修订尽力邀请具有实际研究和生产经验的第一线专家参与。第二版新增的撰写人有南平铝合金厂余泉和先生，北京师范大学物理系来永春先生，武汉材料保护研究所李捷先生和中国铝塑板专家委员会张翼鹏先生，王争和戴悦星分别对电泳涂装和静电喷涂的技术内容进行了校定。在修订进程中，各位编者与主编密切配合，全力支持和不厌其烦地反复修改提高，在这里对他们的支持、配合和不懈工作，同时也对他们所在单位的支持表示感谢。
虽然本书第二版所有的撰写人都作了很大努力，力图收集、归纳、总结、评价铝合金表面处理的国内外技术最新发展以及我国铝合金表面处理生产的实际经验，希望对我国铝材表面处理的技术进步有所帮助,虽然主编对第二版所有章节进行了勘误、核对和润饰，但是鉴于本人知识和经验的局限，铝表面处理的知识领域相当宽广，技术发展又非常迅速，新版的内容可能还有不能完全满足读者需要的地方,也可能还有不当之处，恳请专家、读者不吝指正。
主编 朱祖芳
