Есть работы и других исследователей, которые так же использовали высокую температуру электролита и высокую концентрацию, а Пати, Сачи и Паолини , которые производили детальные исследования влияния рабочих переменных факторов на коррозийную и абразивную стойкость, а так же на другие свойства анодного оксидного покрытия, получаемого в серной кислоте, пришли к заключению, что наилучшие результаты получаются  в сернокислом электролите 15% (вес) при 25ºС, а так же в 25% электролите при 18ºС. Спунер отметил, что при использовании 15% (вес) раствора повышение температуры с 15 до 25ºС приводит к значительному уменьшению количества коррозийных язв, которые появляются в результате воздействия внешней среды. Правда, эти условия не годятся для получения толстых пленок для архитектурных целей.

Израильские ученые проводили исследования влияния примесей в электролите на свойства пленки.  В частности, они изучали влияние ионов нитрата и пришли к выводу, что для повышения эффективности анодирования следует использовать 1000 мг/л нитрата в 20% (вес) электролите серной кислоты.

Одним из наиболее вредных компонентов электролита серной кислоты  является хлорид, при содержании более 200 мг/л его присутствие может привести к появлению точечной коррозии . Существуют сведения, что ионы тяжелых металлов так же могут представлять собой определенную проблему, особенно при анодировании осветленных металлов.

Главой примесью, которая всегда присутствует в электролите, является алюминий, однако считается, что его содержание порядка 5 г/л является скорее благоприятным, чем вредным. Скорость аккумулирования алюминия в электролите зависит от условий обработки, однако чаще всего на метр квадратный  анодируемой поверхности (пленка 20 микрон) растворяется порядка 10 г алюминия. Максимально допустимое содержание алюминия являлось темой многих исследований, наиболее частым результатом которых было максимальное содержание 15-20 г/л. С другой стороны, согласно стандарту DEF STAN 03-25/3  содержание алюминия может варьироваться в зависимости от концентрации серной кислоты. Для архитектурных целей в Спецификациях Кваланод  указывается, что содержание алюминия должно ограничиваться 15 г/л при использовании сернокислого электролита.

В общем и целом надо заметить, что высокое содержание алюминия не всегда приводит к ухудшению качества пленки, однако в этом случае возможно нежелательное проникновение алюминия  в теплообменники и катушки охлаждения, а так же нарушение циркуляции кислоты. На большинстве заводов электролит, в котором содержание алюминия превысило допустимый уровень, сливается и заменяется новым. На других используются системы ионообмена для регенерации использованного сернокислого электролита. В качестве альтернативы можно предложить осаждение алюминия в форме алюминиевого-аммониевых квасцов путем добавления  сульфата алюминия и охлаждения, или сульфата щелочного металла, с целью продления срока службы электролита путем удержания алюминия в растворе

Помимо ионных примесей, внимание следует так же уделять и тому, чтобы в электролите не содержалось примесей масла или смазки. Наиболее частым источником подобных примесей является  воздух, используемый для перемешивания, поэтому на всех воздушных линиях необходимо использовать ловушки для масла, особенно, если на линии установлен компрессор. Если в электролите содержится даже незначительное количество масла, то оно тут же попадет на поверхность покрытия и помешает окраске, а так же приведет к появлению пятен. Наличие на обрабатываемой детали масла или смазки может глобально нарушить процесс образования пленки.

Повсеместно считается, что для эффективного анодирования требуется перемешивание электролита, однако исследований на эту тему существует не так много. Спунер работал с ванной 1250 литров, содержащей 15% (вес) электролита серной кислоты при 21ºС и с приложением напряжения 18 Вольт. При этом он записывал плотность тока, получаемую при различной интенсивности перемешивания. Результаты приводятся в таблице.

Влияние интенсивности перемешивания на плотность тока анодирования (сплав 1050)

Очевидно, что наилучших результатов можно добиться, работая при таких условиях, когда малые изменения воздушного потока не влияют на плотность тока, поэтому рекомендуется, чтобы интенсивность перемешивания соответствовала, по крайней мере, значению «Умеренно». Фактор перемешивания так же играет важную роль для контролирования толщины пленки, так как он влияет на интенсивность повторного растворения  покрытия в процессе анодирования. Это так же было продемонстрировано Спунером в его исследовании, при проведении которого использовалась плотность тока 1.6 А/дм2 (15 А/фут2).

Влияние интенсивности перемешивания на напряжение в ванной и толщину анодной оксидной пленки  (плакированный сплав 1050)

Те же исследования проводились и учеными Прати, Сачи и Паолини, при этом они получили приблизительно те же результаты.

Воздействие условий обработки на свойства анодного покрытия является непростой темой, так как большинство переменных, которые необходимо учитывать при этом, являются взаимосвязанными. Некоторые из основных свойств тесно связаны со скоростью роста плёнки и растворяющим действие электролита, которые определяют не только её толщину, но и степень пористости, механические характеристики и химический состав. На данные свойства покрытия влияет концентрация кислоты, температура, плотность тока, перемешивание, напряжение и тип тока. Не так давно Шесби провёл исследование и выяснил, каким образом изменяются условия обработки в зависимости от области применения изделий. В дополнение к вышесказанному на условия обработки сильно влияет состав анодируемого сплава, и это следует учитывать особенно при блестящем анодировании, где большое значение приобретает отражательная способность и чёткость отображения. В данном случае большое значение приобретает напряжение анодирования, и при понижении напряжения улучшается внешний вид, особенно на отожжённых материалах. Кук исследовал влияние температуры электролита и плотности тока во время анодирования на целый ряд свойств плёнки и показал, что при повышении плотности тока и температуры можно получить плёнки с похожими характеристиками. Среди разработок компании Alcoa в области блестящего анодирования особый интерес представляет процесс, при использовании которого происходит образование материала с высокой отражательной способностью без применения химической или гальванической полировки. В этом случае полированный прокатный алюминий анодируется постоянным током в 26% (вес) растворе серной кислоты при плотности тока 1.9 А/дм² и температуре 15-28ºС. Обработка длится 0.5-10 минут, и в результате происходит образование покрытия толщиной около 1-4 микрон. Толщина плёнки зависит от состава сплава и условий обработки. Киссин и др. исследовали наращивание толщины анодного покрытия, связанного со временем обработки, на разных сплавах. При этом они использовали раствор серной кислоты концентрацией 165 г/л при температуре 20 и 25ºС и плотности тока 1.3 А/дм².  Очень хорошо заметно, что плёнка гораздо меньшей критической толщины была получена на сплаве алюминия серии 2000, при температуре 25ºС. При постоянной концентрации электролита и температуре на толщину анодной плёнки влияет плотность тока и время обработки. Таким образом, для получения покрытия толщиной 25 микрон, при концентрации кислоты 15% (вес) и температуре 20ºС, требуется обрабатывать поверхность током плотностью около 85 А/мин/дм² в течение не более 75 минут. Для получения толщины 15 микрон необходима обработка током плотностью 55 А/мин/дм² в течение не более 45 минут.

Смягчающий эффект, оказываемый высокой температурой электролита на внешние слои толстого анодного покрытия очень наглядно был продемонстрирован Томасом.  Он провел измерения сопротивления истиранию анодного покрытия 25 микрон на сплаве 5005. Покрытия формировались при температуре  18-28ºС в 180 г/л H₂SO₄ с использованием плотности тока 1.5 А/дм² (14 А/фут²). При измерении сопротивления истиранию Томас использовал абразивно-струйный метод испытания (BS 6161:Часть10:1987), а так же испытания методом абразивного колеса (BS 6161:Часть10:1987). С помощью абразивно-струйного метода возможно измерение веса абразива, необходимого для того, чтобы проникнуть сквозь всю толщину анодного покрытия, таким образом можно узнать среднюю абразивную стойкость покрытия. Метод испытания абразивным колесом применяется для снятия значительной толщины пленки, это позволяет узнать разницу в абразивной стойкости внешнего и внутреннего слоев. Томас провел измерения количества движений абразивным средством (туда-назад), которое нужно сделать для того, чтобы удалить 6 микрон (0.24 мил) и 10 микрон (0.4 мил) поверхности пленки и сравнил их со средними значениями, полученными в процессе испытания абразивно-струйным методом. В каждом из случаев он брал результат, полученный при температуре 18ºС, присваивал ему показатель 100, а затем производил сравнение других полученных значений в процентном выражении. Результаты приведены в таблице.

Влияние температуры на стойкость к истиранию сплава 5005 при различных условиях

Из таблицы видно, что с точки зрения среднего сопротивления абразивному истиранию, пленка, полученная при 28ºС, обладает вдвое меньшей абразивной стойкостью, чем пленка, полученная при 18ºС. С другой стороны, исходя из данных испытания методом абразивного колеса, можно установить, что пленка, полученная при 28ºС, обладает только 1/8 абразивной стойкости пленки, полученной при 18ºС. Это очень важный факт с точки зрения проблемы получения толстых пленок при высокой температуре электролита.

В публикации Британской Ассоциации Анодирования приводятся следующие рекомендации для получения хороших результатов в процессе архитектурного анодирования серной кислотой:

Температура электролита: 18-20ºС с отклонением  от номинала ± 1ºС. (повышенная температура плохо влияет на процесс анодирования, так как приводит к повышенному химическому воздействию на плёнку, поэтому анодирование не следует проводить при температуре выше 21ºС. При температуре ниже 17ºС проблем с качеством плёнки не возникнет, однако требуется более высокое напряжение и возникнет необходимость использования систем охлаждения.

Концентрация электролита:160-180 г/л (8.5-10% от объёма) с отклонением от номинала не более, чем на 10 г/л. (При высокой концентрации электролита увеличивается воздействие на плёнку, особенно при повышенной температуре. Низкая концентрация обычно не влияет на качество плёнки, однако для достижения хорошего роста плёнки требуется более высокое напряжение.)

Плотность тока в процессе анодирования: 1.4-2.0 А/дм². (При низкой плотности тока плёнка будет нарастать с маленькой скоростью, что усиливает химическое воздействие электролита. Пониженная плотность тока представляет наибольшую опасность при получении плёнок толщиной более 15 микрон. При использовании тока высокой плотности образование плёнки происходит с высокой скоростью, однако это может стать причиной получения плёнки разной толщины на разных участках поверхности загрузки и причиной проблем с контактами).

Перемешивание электролита: равномерное и эффективное. Перемешивание электролита очень важно использовать для того, чтобы убрать с поверхности анодного покрытия излишнее тепло. Перемешивание должно быть равномерным и эффективным настолько, чтобы обеспечить равномерное распределение температуры по всему электролиту.

Данные рекомендации были разработаны с целью помочь избежать проблем с качеством плёнки при получении толстых архитектурных покрытий (25 микрон).

Описание процессов анодирования серной кислотой с целью получения покрытий для аэрокосмического и оборонного применения приводится в стандарте DEF STAN 03-25/3. По данному стандарту следует использовать раствор, содержащий 90-400 г/л серной кислоты, и этот уровень, если это необходимо, следует поддерживать в пределах 10% от нормы посредством добавления в раствор кислоты. Содержание хлорида не должно превышать 0.2 грамма NaCl на литр, а содержание алюминия должно составлять 25 г/л при минимальной концентрации и менее 12 г/л при максимальной концентрации. Температура должна быть в пределах 20±2ºС.

Электролит следует перемешивать либо посредством воздуха, либо механически для поддержания однородной температуры по всему чану, который в свою очередь должен быть чистым и очищенным от взвесей посредством фильтрации или другим способом.

Катоды должны быть сделаны из свинца или твёрдого свинца. Предпочтительно контролировать процесс путем изменения плотности тока (обычно 100-200 А/м² поверхности анода), однако не исключается и контроль посредством напряжения.

После анодирования изделие следует тщательно промыть холодной проточной водой, а покраску следует начинать сразу же после высыхания изделия. Процесс уплотнения следует производить в растворе солей хромовой кислоты, за исключением покрашенных изделий, так как изделие должно иметь натуральный цвет. Если использование хроматов по каким-либо причинам нежелательно (например, в случае контакта с концентрированной перекисью водорода), то для этих целей применяется деминерализованная вода при температуре выше 96ºС.

Сушка неуплотнённых частей изделия должна проводиться при температуре не ниже 110ºС, за исключением тех деталей, которым предстоят процедуры сцепления и покраски, когда температура не должна превышать 60ºС, или тех, которые будут применяться при дефектоскопии – они могут сохнуть естественным путём.

В соответствии с рекомендациями анодирование серной кислотой нельзя применять для изделий, содержащих заклёпочные соединения, соединения внахлёстку и  фальцевые соединения, в которых остатки кислоты могут вызвать коррозию. Также нельзя применять данные процессы для обработки сплавов, содержащих более 7% меди.

В аналогичном американском руководстве110, MIL-A-8625F (1993), не уточняются условия анодирования, необходимые для получения покрытия Типа II (в серной кислоте), однако требования к рабочим характеристикам те же, что и в британских руководствах.

На практике на сегодняшний день анодирование серной кислотой почти повсеместно используется в декоративных и защитных целях, и другие электролиты используются только в случае необходимости получения каких-либо специфических свойств покрытия. В Америке и Великобритании процесс анодирования серной кислотой называют иногда по названию разработавшей его фирмы – " Alumilite", в то время как в Германии и других европейских странах процесс анодирования серной кислотой известен под названием Eloxal GS.

Первый процесс анодирования серной кислотой был запатентован в 1927 году в Великобритании, однако впервые он начал широко применяться в США. С тех пор анодирование серной кислотой распространилось по всему миру, и были запатентованы различные разновидности данного вида обработки.

На начальном этапе развития данных процессов растворы для анодирования содержали около25% (вес) серной кислоты, а в последующие годы её концентрацию понижали до 10-20% (вес) в зависимости от требований к свойствам получаемой плёнки, и то же время в раствор стали добавлять различные буферные добавки. Во  всех промышленных процессах используется постоянный ток. Условия стандартных процессов обычно предполагают плотность тока 1-2 А/дм² при напряжении 10-22 В, а обработка в ванне происходит при температуре от 15 до 24ºС в течение около 60 мин. После анодирования (и если требуется, покраски) изделие проходит процедуру уплотнения в кипящей воде или паре.

В результате подобного анодирования на большинстве алюминиевых сплавов можно получить бесцветное, прозрачное покрытие, однако если сплавы содержат большое количество марганца или кремния или неоднородны по составу, на них образуется покрытие сероватого или коричневатого оттенков.  Практически во всех случаях с увеличением толщины плёнки покрытие теряет свою прозрачность.

Определённые условия обработки будут зависеть от дальнейшего применения изделия и желаемых свойств плёнки (особенно при анодировании серной кислотой) даже небольшие изменения условий процесса, в особенности температуры электролита, могут сильно повлиять на свойства плёнки, и поэтому их следует тщательно контролировать. Использование разбавленных растворов при пониженной температуре благоприятствует образованию более твёрдых покрытий; в то время как при использовании более концентрированных растворов с увеличением температуры и времени обработки, то есть это те факторы, которые благоприятствуют растворению покрытия в электролите, происходит образование более мягких на поверхности и пористых или порошкообразных внутри покрытий, которые впоследствии можно без труда удалить. По этой же причине покрытия не обладают одинаковой твёрдостью и сопротивлением износу по всей плёнке,  эти показатели снижаются по мере приближения к её внешнему краю. Всегда существует баланс между образованием оксидной плёнки и её повторным растворением в электролите на основе серной кислоты, и таким образом осуществляется как регулирование верхнего предела её толщины, которую можно получить при любых определённых условиях обработки, так и контролирование её свойств. То, как на практике происходит изменение параметров анодирования во  время типичных процессов блестящего, архитектурного и твёрдого анодирования показано в таблице. Различие условий блестящего и защитного анодирования показано в таблице, оно является результатом влияния напряжения при анодировании на шероховатость границы раздела металл/оксид, приложение более высокого напряжения приводит к большей шероховатости раздела металл/оксид, а следовательно происходит снижение коэффициента зеркального отражения.

При рассмотрении условий анодирования не будет сильным преувеличением сказать, что изменение одного параметра  влечёт за собой соответствующие изменения других параметров, а их соотношение варьируется  в зависимости от обрабатываемого сплава. Напряжение, необходимое для получения тока той же плотности при обработке разных сплавов может сильно отличаться. Этот фактор следует учитывать при необходимости соответствия спецификациям,  и именно поэтому не рекомендуется производить одновременную обработку различных сплавов.

Различные условия анодирования серной кислотой в зависимости от дальнейшего применения изделия.

Анодирование в барабане осуществляется не в медленно вращающемся барабане, как это происходит при нанесении гальванопокрытия в барабане, так как любое смещение изделия может сделать невозможным повторное установление электрического контакта через изоляционное анодное покрытие. В Великобритании данный процесс применялся в ограниченном масштабе для обработки застёжек «молния» и им подобных изделий и при этом барабан вращался со скоростью, достаточной для того, чтобы центробежная сила удерживала изделие рядом с анодом, расположенным по периферии барабана.

Изделие помещается в корзины из перфорированного листового алюминия, защищённого с внешней стороны химически стойким пластиковым покрытием. Изделие крепко удерживается на месте крышкой корзины. Корзину помещают в чан, и хотя в нем применяется система охлаждения, однако его объём не должен быть менее, чем 4.5 литра на 1 проходящий ампер. Охлаждение раствора лучше всего осуществлять посредством обеспечения его циркуляции через резервуар-хранилище. Обычное перемешивание раствора совмещается с медленным перемещением корзины по всей длине анодной штанги на протяжении 5-10 мин. Сам по себе процесс анодирования в 12-14% (объём) электролите на основе серной кислоты длится 30-45 минут при температуре ниже 23ºС и плотности тока 1 А/дм² для загрузки небольших размеров и 1.5-2 А/дм² для более объёмных изделий. Для очистки используются обычные технологии, а если требуется получить блестящую поверхность, то перед анодированием можно прибегнуть к химической полировке. После завершения процесса можно проводить стандартные процедуры по уплотнению и покраске. Для удаления с поверхности изделия остатков кислоты его необходимо тщательно ополоснуть, в особенности это касается изделий, которые должны будут проходить покраску, а для последнего ополаскивания изделие необходимо поместить в корзину бόльших размеров.

Анодирование в корзинах применяется для обработки арматуры, частей щипцов, ободов тентов, застёжек, вязальных крючков, колец для занавесок, бегунков, точилок для карандашей, ручек, рукояток, колпачков для ручек, металлических наконечников для зонтов, застёжек для платьев, краёв застёжек молния, типографских кнопок, пуговиц, пряжек и украшений для платьев. Этот метод также применяется для обработки алюминиевых отливок и строительных элементов, поверхность которых пропитывается пластиком для уменьшения пористости

При регулировании растворов для анодирования следует принимать во внимание следующие факторы:

1) Потери на испарение

2) Потери на распыление

3) Унос

4) Потери связанные  с нейтрализацией раствора растворённым алюминием и загрязнениями

5)Потери, связанные с электролитической реакцией, как катодной, так и анодной, и с побочными химическими реакциями, например связанные с грязью, переносимой из растворов для очистки.

Контроль за ванной в данном случае похож на контроль, осуществляемый при нанесении гальванопокрытия, и включает в себя восполнение потерь на испарение, измерение уровня рН и объёмное определение кислотности, определение содержания в растворе алюминия и таких примесей, как хлориды, примеси органического происхождения и т .д. В дополнение к контролю за раствором можно проводить определённые тесты на обрабатываемом изделии, которые могут включать определение толщины плёнки, пористости, коррозийной стойкости и сопротивления износу, упругости и отражательной способности и т. д. Подобные тесты наравне с методами анализа растворов для анодирования будут описаны позже и зачастую дополняют друг друга, так как необходимые специфические характеристики могут в той или иной степени зависеть от баланса компонентов ванны и условий проведения процесса.

Хотя при использовании некоторых освинцованных чанов их стены могут выполнять функцию катодов, в большинстве случаев предпочтение отдаётся применению отдельных катодов. Это предоставляет бόльшие возможности при выборе материала для катодов, а также позволяет соответствующим образом расположить их по всей длине чана. В некоторых случаях, как в процессе анодирования в хромовой кислоте, определённое значение приобретает соотношение площади поверхности анодов и катодов, которое легче регулировать при использовании отдельных катодов.

Катоды изготавливают из свинца, нержавеющей стали, алюминия и графита, и они могут иметь форму листов, прутьев, полос и разнообразных электродов. Если речь идёт об анодировании в серной кислоте, то электроды изготавливаются из алюминия в форме пластин из сплава 1050 или 1200 и экструзий из сплава 6063. Выгоду от использования электродов из подобного материала описал Граббс, который обнаружил, что при их использовании снижаются затраты на электроэнергию и повышается кпд. Он подчёркивает важность правильного расположения катодов и считает, что катоды и аноды должны находиться на расстоянии не менее 25 см друг от друга. Также во избежание чрезмерного воздействия тока на деталь не следует располагать катоды под ней, для них на границе раствора нужно создавать защиту. Компания Боинг разработала подходящую защиту для стержневых электродов. Катоды, расположенные по всей длине чана не должны превосходить по длине самую длинную часть обрабатываемого изделия. Соотношение анодов-катодов должно быть примерно 3:1. Рекомендуется скорее приваривать катоды к алюминиевой шине, нежели прикручивать болтами, так как в последнем случае трудно удерживать контакты. Единственным ограничением при использовании алюминиевых катодов является то, что они очень медленно растворяются, ни на одном заводе не было зарегистрировано уменьшение толщины катода более чем на 1 мм в год.

Катоды из нержавеющей стали применяются в процессе анодирования в хромовой кислоте и некоторых процессах цветного анодирования, а графитные катоды применяются в различных процессах непрерывного анодирования. Также используются свинцовые катоды, а в результате применения освинцованных алюминиевых катодов удалось разрешить многие проблемы, связанные с креплением катодов из чистого свинца.

Для анодирования использовались как выпрямители, так и двигатели-генераторы, но благодаря разработкам в технологии выпрямления тока и повсеместному использованию кремниевых выпрямителей на сегодняшний день генераторы практически вышли из употребления. Для обычного анодирования в серной кислоте подходит 24 В выпрямитель, однако для анодирования в растворах хромовой или органических кислот требуется напряжение до 60-70 В. А в случае твёрдого анодирования и для получения плёнок барьерного типа может потребоваться и более высокое напряжение.

Чем больше становится необходимое напряжение и выход силы тока, тем больше себя оправдывают кремниевые выпрямители в плане стоимости, эффективности эксплуатации и  надёжности. Они очень компакты, и в большинстве из них используется система охлаждения воздухом, но существуют и выпрямители с большой производительностью, которые охлаждаются водой. Большинство из них контролируются тиристором, однако следует следить за тем, чтобы использовались подходящие сглаживающие фильтры, а иначе возможно производство волны очень искажённой формы, особенно если речь идёт об обработке маленьких изделий. Как показал Коломбини, небольшие пульсации напряжения иногда могут быть даже полезными. Он умышленно наложил искусственную пульсацию и доказал, что это приносит пользу как при обычном, так и при твёрдом анодировании. Он также осветил значение производительности выпрямителя, продемонстрировав, что при повышении напряжения выпрямителя его производительность падает, поэтому для получения необходимого анодного покрытия он рекомендует использовать выпрямитель с как можно меньшим напряжением.

В последнее время всё чаще рекомендуется использовать при анодировании импульсное энергоснабжение. Подобная схема энергоснабжения дает особые преимущества в случаях, когда требуется использование тока высокой плотности или при обработке трудных сплавов, например с высоким содержанием меди. Покрытия, полученные при анодировании с использованием импульсного тока, обладают повышенной коррозийной стойкостью и сопротивлением истиранию. На практике подобные выпрямители позволяют применять ток большей плотности без риска "горения" анодного покрытия. Горение означает неконтролируемый разрыв и растворение покрытия, вызванное высокой локальной температурой электролита и электрическим током , и может представлять большую проблему при осуществлении таких процессов, как твёрдое анодирование. По этому поводу многочисленные исследования проводились в Японии, которые позволили установить, что горение происходит тогда, когда становится возможным локализованное нагревание. Оно начинается, когда напряжение элемента достигает критического значения, которое зависит от типа и состава электролита и температуры ванны. Пороговая толщина плёнки и время анодирования, при которых происходит горение, снижаются при использовании тока более высокой плотности. Обычно горение не представляет никаких проблем при анодировании в серной кислоте, однако высокая скорость анодирования при использовании импульсного тока может обеспечить значительную выгоду.  Японские исследователи провели исследование предельной толщины плёнки при анодировании с серной и щавелевой кислотах и получили следующие значения: для анодирования в щавелевой кислоте – более 200 микрон, в серной – более 150 микрон.

Регулирование производительности выпрямителя является одним из основных факторов при определении эффективной плотности тока на поверхности изделия, а следовательно и скорости роста  плёнки. Метод большого пальца для регулирования напряжением может представлять определённые трудности на практике, однако для многих заводов он остаётся наиболее практичной формой контроля. Необходимого качества контроля можно добиться только при условии понимания того, что соотношение напряжения и плотности тока регулируется удельным сопротивлением электролита. Основными факторами, влияющими на удельное сопротивление растворов, являются концентрация и температура электролита, и если требуется достичь хорошей воспроизводимости, необходимо регулировать их в очень узком диапазоне. Если это удаётся, то соотношение между приложенным напряжением и плотностью тока будет постоянным, а так как плотность тока отвечает за рост плёнки, станет возможным предсказывать наращивание оксида при любых условиях.

Своеобразной альтернативой для регулирования напряжения может стать в какой-то степени регулирование силы тока или плотности тока, однако на данном этапе развития науки данный процесс возможен только в лабораторных условиях, так как при применении его на практике на заводах возникает целый ряд трудностей. Наиболее простым методов является измерение площади поверхности обрабатываемого изделия с последующим расчётом силы тока, которой следует воздействовать. Затем приложенный ток контролируется в процессе анодирования либо вручную, либо автоматически. Проблема в данном случае заключается в определении площади комплексных изделий,  также определённые трудности связаны с тем, чтобы определить, каким образом ток будет распределяться по всему изделию, в особенности это касается полых профилей. Тем не менее, данный метод используется на многих заводах. В качестве альтернативы можно расположить алюминиевый управляемый электрод известной площади параллельно изделию, таким образом станет известной приложенная к нему плотность тока, но в таком случае следует допускать, что плотность тока на остальной части изделия не будет сильно отличаться от полученного значения. Данный метод не слишком хорош, так как в этом случае электрод должен быть сделан из того же сплава и обладать такой же структурой поверхности, что и само изделие. В одной из подобных систем был использован небольшой танталовый электрод.

Многие системы энергоснабжения сегодня контролируются при помощи компьютеров. Коломбини приводит описание одной из таких систем, которая после определённой поверки способна рассчитать эффективную площадь загрузки, а следовательно и силу тока, которую следует приложить для достижения определённой плотности тока.

Для успешного проведения анодирования также большое значение имеет перемешивание, главным образом для отвода тепла с поверхности плёнки и для поддержания одинаковой  температуры электролита во всех его точках. Самым употребляемым способом перемешивания является перемешивание воздухом, который следует очистить и избавить от жира. Его поступление в раствор обеспечивается посредством вентилятора или компрессора по перфорированным ПВХ и полипропиленовым трубам, расположенным по краю ванны для анодирования.

Что используется на данный момент

На больших заводах предпочтение отдаётся вентиляторам нагнетательного или центробежного типа, так как они способны давать достаточный объём воздуха под низким давлением. Компрессоры позволяют добиться неравномерного перемешивания по всей длине ванны и должны быть оснащены жироловками во избежание загрязнения электролита. Необходимое количество воздуха для перемешивания практически не исследовалось, однако Тернер предложил величину 0.22-0.45 м³ на каждый квадратный метр поверхности ванны  для анодирования, а Qualanod в своих технических требованиях указывают величину 12 м³/ч/м² поверхности ванны.

Для общего анодирования Сато описал преимущества того, что он назвал перемешивание воздухом "микровзрыва", нагнетаемого через пористую керамическую трубу. Он перечисляет множество преимуществ данного метода, включая повышение производительности как следствие возможности использования тока большей плотности, большую однородность толщины плёнки и лучшую коррозийную стойкость продукции.

Что еще необходимо помнить

Работая в совершенно другом направлении, группа японских учёных обнаружила преимущества использования ультразвуковых волн. В некоторых случаях достаточного перемешивания можно добиться при использовании движения прутковой заготовки анода и механическим перемешиванием лопаткой.

Все ванны для анодирования должны быть оборудованы системами отвода газов, так как выделяющийся на катоде водород влечёт за собой появление тумана в кислотном электролите.

Системы периодического толкающе-тянущего действия для отвода газов обычно используются на больших ваннах.   В большинстве случаев необходимо очищать газы после их отведения, прежде чем выпускать их в атмосферу. В некоторых случаях для образования тонкого пенного покрытия и уменьшения необходимости отвода газов в электролит добавляют увлажнитель, однако следует следить за тем, чтобы эти увлажнители не помешали впоследствии при осуществлении покраски или закупорки. В электролитах на основе серной, фосфорной или щавелевой кислоты в этих целях использовалась перфторалкановая сульфонафтеновая кислота.

Регулировка температуры электролита является одной из самых основных задач во всех процессах, и зачастую её необходимо регулировать с точностью до 1-0.5ºС. для этого зачастую требуется наличие системы охлаждения, так как здесь не только следует убирать подводимую электрическую энергию, а и сам процесс образования оксида алюминия из алюминия является экзотермическим. При формировании оксидного покрытия выделяется примерно 70 Дж/дм²/микрон тепла. Сервила подсчитал необходимую производительность холодильной установки при обычном процессе анодирования в серной кислоте и предположил:

Требуемая мощность охлаждения = электрическая нагрузка х 3.42/12.000 тонн

Для охлаждения тонны вещества необходима движущая сила 1.2 лошадиных сил. Например, для ванны для анодирования мощностью 6000 А при напряжении 20 В требуется: 6.000 х 20 х 3.42/12.000 = 34.2 тонны

Охлаждение можно осуществлять либо посредством охлаждающих змеевиков в чане для анодирования, либо посредством прокачивания электролита через внешний теплообменник. На заводах с большой мощностью в большинстве случаев используется второй способ. В первом случае – это прямая система с одним теплообменником, с одной стороны которого циркулирует хладагент, а с другой – электролит. В этом случае требуется специальный материал для теплообменника и чаще всего в этих целях используются покрытые свинцом медные трубы, однако подходить к производству подобного обменника следует очень осторожно, так как если трубы прорвутся, то кислота может попасть прямо на компрессор. Кислота постоянно прокачивается через теплообменник, и для регулировки температуры следует включать либо выключать компрессор.

Вторая система непрямая и включает два этапа теплообмена. Это естественно более совершенный и зачастую более дорогой способ, однако он позволяет более точно регулировать температуру. В данном случае электролит постоянно прокачивается через теплообменник из нержавеющей стали или углеродного блока, а с другой стороны в теплообменник поступает вода из резервуара, в котором находятся змеевики с циркулирующим по ним хладагентом. Регулировка температуры осуществляется посредством регулирования потока охлаждённой воды, проходящей через обменник при помощи трёхлинейного распределителя, благодаря которому можно обеспечить частичное или полное прохождение водой теплообменника. В малых установках достаточного охлаждения можно достичь при использовании охлаждающих змеевиков, расположенных по сторонам ванны для анодирования.

Обычно их производят их свинца или титана. Хоть титан и более дорогой материал, стоимость самих змеевиков не обязательно будет выше. Как выяснил Топ, длина и ширина титанового змеевика, требующаяся для охлаждения растворов для анодирования, были соответственно в 5 и 2 раза меньше, чем свинцового змеевика. Для обеспечения коррозийной стойкости титановый змеевик должен быть анодным как во время анодирования, так и тогда, когда чан не эксплуатируется. Для этого будет эффективным использование зарядного устройства и свинцового катода. Необходимая площадь свинцового охлаждающего змеевика указана в Спецификаций Кваланод.

Другими словами, для охлаждения ванны для анодирования мощностью 1000 А при использовании воды при температуре 10ºС требуется площадь поверхности змеевика 6.9 м².

При этом также можно использовать как прямую, так и непрямую системы охлаждения.. При использовании прямой системы хладагент циркулирует по змеевикам прямо в чане, и если змеевик лопнет, то хладагент попадёт прямо в электролит. По этой причине на многих заводах используется непрямая система охлаждения, в которой применяется холодная вода или охлаждающая эмульсия вода-глицерин или вода-гликоль. Таким образом, в ней сначала используется система непосредственного охлаждения, охлаждающая резервуар с соответствующей жидкостью посредством охлаждающих змеевиков. Затем охлаждённая жидкость закачивается по змеевикам в чан для анодирования, а циркуляционный насос включается в соответствии с показаниями термостата, находящегося в чане.

Подобным образом можно также  нагревать раствор в чане, например, посредством прокачивания по змеевикам в чане горячей воды или пара или водяной рубашки. Рекомендуется, где это возможно, использовать регуляцию при помощи термостата. Часто для уменьшения тепловых потерь с поверхности растворов, применяющихся при высокой температуре, используются пластиковые шарики. Обычно их производят из полипропилена, что позволяет уменьшить расход тепла на 70 и более процентов. При анодировании их чаще всего используют в чанах для уплотнения. Для эффективного покрытия поверхности учёными были разработаны подобные различной формы и размеров, причём с таким расчётом, чтобы они не попадали в изделие, когда оно покидает ванну.