Анодирование в щелочном электролите.

Сравнительно мало было написано работ, посвященных использованию электролитов с высоким уровнем рН, предназначенных для образования пористого анодного покрытия. Богоявленский исследовал коррозионную стойкость пленки, образованной на плакированном дюралюминии в 15 % карбонате натрия, с применением тока постоянного и переменного направления, а также прерывистого и флюктуирующего тока. Он сделал вывод, что при электрическом напряжении менее 100 вольт была образована пленка лучшего качества, но ее защитные свойства были слабее по сравнению с покрытием, образованным в серной кислоте. Позже Богоявленский определил оптимальную температуру и концентрацию для анодирования в карбонате и обнаружил, что лучшие результаты были получены в 5 % Na₂CO₃. Процесс проводился при температуре 30°С, плотности тока 0,5 А/дм² и электрическом напряжении 110-105 вольт в течение 25-30 минут. В результате образовалось матовое покрытие с коррозионной стойкостью, не уступающей стойкости покрытия, образованного в серной кислоте. Коррозионная стойкость при исследованиях определялась в соответствии со временем, необходимым на то, чтобы кислый реагент, содержащий 3 г K₂CrO₇, 25 мл HCl (концентрация 1,16) и 75  H₂O, окрасился в зеленый цвет.

Свойства твёрдых толстых покрытий, получаемых в смесях различных кислот.

Нюфелд и Али провели исследования по образованию плотного пористого покрытия в электролитах, содержащих тетраборнокислый натрий с показателем уровня рН 9-11 единиц. Проводя исследование при температуре 60-80°С, на 99,5 % алюминиевой пластинке они получили покрытие, которое не сильно отличалось по уровню уплотнения, коррозионной стойкости и сопротивления истиранию от стандартного покрытия, образованного в серной кислоте. Обычный электролит содержал 5 % тетраборнокислого натрия с уровнем рН 10 при температуре 70°С и электрическом напряжении 10-50 вольт. При напряжении менее 20 вольт пленка была похожа на покрытие, образованное в серной кислоте, а при напряжении более 20 вольт – на покрытие, образованное в хромовой кислоте. Наиболее практичным является производство пленки толщиной примерно 15 микрон кажется более практичным, так как ей проще найти полезное применение. Однако, она, вероятно, не подходит для архитектурного анодирования, а результаты по сплавам, содержащим медь, не были  столь многообещающими. Эти авторы также использовали 5 % растворы карбоната натрия, силиката натрия, цитрата натрия и калийнатрийтартрата. Однако, как бы они ни старались, они не смогли получить прочное пористое покрытие. Эти ученые изучили влияние анионов в щелочных электролитах на структуру анодной пленки. Они пришли к выводу, что превышающее норму увеличение толщины барьерного слоя пленки и образование четкой пористой структуры было обычным явлением; но только растворы боратов способствовали образованию толстой пленки, которую можно было сравнить с другими видами покрытия, полученными в результате промышленного анодирования. Так же проводились исследования с использованием 5 % (вес) растворы тетраборнокислого натрия (бура), метасиликата натрия, карбоната натрия, калийнатрийтартрата и нитрата натрия (2 %) при температуре 70°С. В большинсте электролитов образовалась пористая пленка, но только борат позволил получить пленку толщиной не более нескольких микрон, и только метасиликат позволил глобально замедлить образование пор. В случае с цитратными растворами наблюдался переход от увеличения пористой пленки к электролитическому полированию. Более поздние методы анодирования с использованием борных электролитов были запатентованы компанией «Аэроспасьяль». Разработчики этой компании рекомендуют использовать 30-70 г/л борного электролита при температуре 25-65°С, электрическом напряжении 20-60 вольт и с уровнем рН 9-11 в течение 10-40 минут. По их словам, при использовании этого метода улучшаются усталостные свойства анодируемых материалов. В СССР так же проводились работы по использованию щелочных растворов и особенностям анодирования алюминия карбонатными растворами, что свидетельствует о возрастающем интересе в этой стране к растворам с высоким уровнем рН.

Смешанные элетролиты

Японские разработчики в настоящее время проводят широкомасштабные исследования щелочных электролитов. Они разработали новый метод анодирования на 99,5 % алюминиевом материале, применяя переменный ток в растворе едкого натра, куда был добавлен 5-14 % гликолат натрия, при уменьшении количества щавелевой кислоты. Путем электролиза в течение 30-60 минут при плотности тока 3-6 А/дм² в 0,3-0,4 % едком натре, содержащей не более 12 % гликолата натрия, и с использованием противоэлектрода из нержавеющей стали было получено очень плотное и твердое покрытие толщиной 9,5 микрон. По цвету оно было похоже на покрытие, образованное в электролите серной и щавелевой кислоты. При использовании свинцового противоэлектрода было получено покрытие черного цвета. Наиболее плотное и твердое покрытие было получено в 0,1 % каустической соде. Интенсивность цвета увеличивалась в зависимости от продолжительности обработки и внутрикомплексного соединения с помощью противоэлектролиза гликолевой кислоты.

Те же авторы провели исследования по обработке переменным током в 0,1 (молекулярный вес) каустической соды, куда были добавлены различные окислители: марганцовокислый калий, ванадат аммония, бихромат калия, тиосульфат калия, пероксид водорода и ферроцианид калия (гексацианоферрат III). Наиболее плотное и твердое покрытие было получено в  растворе 0,1 (молекулярный вес) каустической соды, содержащем 0,05 (молекулярный вес) марганцовокислого калия. В щелочном растворе с 0,22 (молекулярный вес) каустической соды, содержащем K₃Fe(CN)₆ и K₂Cr₂O₇, было получено покрытие ярко-черного цвета. Оптимальные условия были определены следующими: уровень Рн 11-12, плотность тока 0,8-1 А/дм², длительность процесса анодирования 30 минут. Коррозионная стойкость данного черного покрытия была выше, чем у покрытия, полученного в серной кислоте. Качественный анализ показал, что в покрытии присутствовало железо, хром и алюминий.

В поздних работах Йосимура и Хироши концентрируют внимание на щелочных растворах, содержащих перекись водорода. Также были изучены и другие растворы, в состав которых входит перекись водорода: гидроксид натрия, трехнатриевый фосфат, фторид натрия и карбонат натрия. Было получено покрытие с относительно небольшими показателями (0,2-0,79), но присутствие пероксида водорода улучшило ее сопротивление истиранию и щелочестойкость. Добавление в электролит фосфатов ослабило эффект воздействия точечной коррозии, которая появлялась до этого на некоторых сплавах, а также уменьшило распад перекиси водорода. Стандартный раствор содержал 0,1-0,3 (молекулярный вес) NaOH и 1-4 % (объем) Н₂О₂ и использовался при температуре 10-20°С, электрическом напряжении 30-70 вольт и плотности тока примерно 2 А/дм². При таких условиях можно было получить пленку толщиной несколько микрон, которую можно было окрасить с помощью стандартных электролитов с никелевой или оловянной основой. Другие японские разработчики склоняются к проведению процесса анодирования в растворах тетраборнокислого натрия и гидроксида натрия, тетраборнокислого натрия и карбоната натрия, двунатриевого фосфата водорода и гидроксида натрия при различном уровне рН (9-12), а также в растворах фосфата натрия, содержащих такие соли, как тартрат натрия, цитрат натрия, глюконат натрия, борат аммония и сульфат аммония. В более поздних японских разработках было проведено сравнение пленок, полученных в растворе гидроксида бария, с пленками, произведенными в растворах карбоната натрия и гидроксида натрия. В электролит гидроксида бария были помещены добавки алюмината натрия и тетраборнокислого натрия, и было обнаружено, что в растворе гидроксида бария и тетраборнокислого натрия  можно получить наиболее прочное покрытие с лучшей щелочестойкостью. Другие разработчики, сотрудники университета Кинки, используют растворы фторида аммония, в состав которых зачастую входит этилендиамин или бензиламин.