Các sản phẩm nhôm được xử lý anode hóa theo quy trình tổng quát như sau:

Quy trình anode hóa nhôm tổng quát

Bề mặt nhôm sau khi được anode hóa sẽ có cấu trúc oxit xốp, cấu trúc xốp này có thể xem tương tự như miếng bọt biển, chúng có thể hấp thụ các vật liệu khác nhau nhằm thay đổi tính chất bề mặt nhôm ban đầu. Ví dụ, bề mặt xốp có thể được lấp đầy bằng các hạt keo để tạo độ dính. Tương tự như vậy, hóa chất nhuộm màu thường được sử dụng để tăng tính thẩm mỹ cho sản phẩm.

Có nhiều phương pháp để tạo màu cho nhôm đã được anode hóa. Mỗi phương pháp khác nhau sẽ tạo được màu sắc khác nhau. Dưới đây là một vài phương pháp nhuộm màu nhôm phổ biến:

Phương pháp nhuộm màu điện phân – Electrolytic coloring

Phương pháp nhúng màu – Dip coloring

Phương pháp nhuộm màu giao thoa – Interference coloring

Phương pháp nhuộm màu tích hợp – Integral coloring

Phương pháp nhuộm màu điện phân – Electrolytic coloring

Phương pháp này còn được gọi là phương pháp nhuộm màu anode hóa hai bước điện phân (Electrolytic Two-Step Anodizing). Theo đó, các chi tiết sau khi được xử lý hoàn thành công đoạn anode hóa sẽ tiếp tục được ngâm vào dung dịch chứa muối kim loại. Sau đó, áp dòng điện xay chiều đi qua các chi tiết này để các ion kim loại được lắng đọng sâu vào phần dưới cùng của các lỗ oxit xốp và tạo ra các màu sắc riêng biệt. Các kim loại màu phổ biến là coban, thiếc, đồng và niken. Chất lượng và màu sắc tạo thành phụ thuộc vào lượng và loại kim loại lắng đọng vào trong các lỗ xốp. Ví dụ: khi sử dụng muối đồng sẽ tạo được tông màu đỏ. Tuy bị giới hạn về màu sắc nhưng kết quả cuối cùng là tạo được lớp phủ có khả năng chống chịu và tương thích tốt với điều kiện thời tiết, đặc biệt là lớp phủ màu này đủ mạnh để chống lại được tia UV.

Nhuộm màu nhôm bằng phương pháp điện phân

Phương pháp nhúng màu – Dip coloring

Đây cũng là phương pháp khá phổ biến được ứng dụng để nhuộm màu cho các sản phẩm nhôm đã anode hóa. Theo đó, các chi tiết đã anode hóa được ngâm vào dung dịch tạo màu có chứa thuốc nhuộm ở dạng nhúng màu. Với cấu trúc bề mặt lỗ rỗng của màng oxit, thuốc nhuộm được hấp phụ một cách dễ dàng và lấp đầy chúng thông qua toàn bộ độ dày của lớp oxit nhôm.

Dãy màu từ sản phẩm nhuộm màu nhôm Everanod^®

(Lớp màng dày 11 µm, nhuộm màu 3 phút)

Trong một số trường hợp, độ dày có thể đạt đến 50 µm, do đó các chi tiết được nhuộm màu theo phương pháp nhúng màu này cũng khá bền, viêc sử dụng có gây trầy xước cũng không ảnh hưởng đến màu sắc tạo thành.

Phương pháp này tạo được màu sắc đa dạng nhất, tuy nhiên so với các phương pháp khác, lớp màng mang màu này không có khả năng chống tia UV.

Thuốc nhuộm hấp phụ vào lỗ rỗng của màng oxit nhôm

khi nhuộm màu nhôm bằng phương pháp nhúng màu

Phương pháp nhuộm màu giao thoa – Interference coloring

Trong quá trình nhuộm màu giao thoa, các lỗ chân lông của màng oxit được mở rộng để lắng đọng nhiều ion kim loại hơn trong quá trình điện phân. Phương pháp này tạo ra màu nhạt từ xanh dương, xanh lục và vàng đến đỏ tùy thuộc vào sự giao thoa quang học của sóng ánh sáng khả kiến thay vì hiệu ứng tán xạ ánh sáng như phương pháp khác.

Lỗ rỗng của màng oxit nhôm được mở rộng

khi nhuộm màu nhôm bằng phương pháp nhuộm màu giao thoa

Phương pháp nhuộm màu tích hợp – Integral coloring

Theo phương pháp này, lớp màng oxit được nhuộm màu khi kết hợp đồng thời quá trình anode hóa và nhuộm màu. Dung dịch anode hóa chứa axit hữu cơ và axit sulfuric. Phương pháp nhuộm màu tích hợp sẽ tạo được lớp phủ dày hơn và có khả năng chống mài mòn tốt hơn. Tuy nhiên, đây là phương pháp khó tạo màu nhất, màu được giớ hạn từ vàng nhạt đến vàng đậm, màu đồng, nâu, đen và xám.

Nhuộm màu nhôm bằng phương pháp tích hợp

quá trình anode và nhuộm màu

Tài liêu tham khảo:

C.M. Cotell, J.A. Sparague, and F.A. Smith, Jr., editors, Anodizing, ASM handbook, Vol. 5, p 482-493, 1994.

Dr. Anne Deacon Juhl, Introduction to Anodizing Aluminum, Light metal Age, 2021.

Robert S. Alwitt, Anodizing, Electrochemistry Encyclopedia, The Electrochemical Society, 2002.

Anodized Aluminum, IQS Directory, truy cập vào 08/03/2023, từ https://www.iqsdirectory.com/articles/aluminum-anodizing/anodized-aluminum.html

Bài viết cùng chủ đề:

Anodizing là gì?

Ứng dụng Anode nhôm trong ngành xây dựng

Ứng dụng Anode nhôm trong ngành gia dụng

Anode nhuộm màu nhôm

Những loại bột màu nhuộm nhôm tốt nhất hiện nay

Công nghệ Anodized là gì và ứng dụng?

Phân loại các quy trình anode hóa nhôm theo tiêu chuẩn MIL-A-8625

Nguyên lý của quá trình anode hóa nhôm