铝阳极氧化的氧化膜的生成过程

氧化膜的生成是在生长和溶解这对矛盾运动中发生和发展的，通电瞬间，由于氧和铝有很大亲和力，在铝上迅速形成一层致密无孔的阻挡层。其厚度取决于槽电压，一般为l5nm左右。它具很高的绝缘电阻。由于氧化铝比铝原子体积大故发生膨胀，阻挡层变得凹凸不平，这就造成了电流分布不均匀，凹处电阻较小而电流大，凸处则相反，凹处在电场作用下发生电化学溶解，以及由硫酸的浸蚀作用而产生化学注解，凹处加深逐渐变成孔穴，继而变成孔隙，凸处变成孔壁。阳极氧化时阻挡层向多孔层转移的模型

铝氧化膜的生长规律可通过测定硫酸阳极氧化时的电压～时间特性曲线来说明，曲线可分为三段，每段都反映氧化膜的生长特点。

铝阳极氧化膜生长阶段示意图

铝阳极氧化的特性曲线

A段通电瞬间电压直线上升，说明形成了电阻很大的阻挡层，这时膜的生成占主导。阻挡层的厚度取决于外电压，每增加1V阻挡层增厚1nm，例如15V时阻挡层为15nm。A段为阻挡层形成段。
B段阳极电压达到最大值后开始下降，最大值就是阻拦层在某一外电压下达到的极限厚度。此时由于阻挡层膨胀，凹处受电化学和化学溶解出现孔穴，电阻下降，电压下降，02-离子通过孔穴扩散与Al3+结合成新的阻拦层。 。
C段约经20s后，电压和电流均趋于平稳，反应在阻挡层和铝基界面上不断增厚，孔穴逐渐加深成孔隙，由孔隙和孔壁构成的多孔层在不断增厚，孔壁与电解液接触部分的氧化膜不断被溶解，而且氧化膜也被水化。内部阻挡层的生长和溶解的速度达到动态平衡，阻挡层厚度维持不变，这是电流和电压平稳的原因。
多孔层的厚度取决于电解液的种类、浓度及工艺条件，氧化膜的成长依然遵循法拉第定律，在一定电流密度下，厚度随时间成比例增加，但由于氧化生成热和电解液的焦耳热使溶液温度升高，多孔层的溶解加速。当多孔层的形成速度和溶解速度达到动态平衡时，膜厚达到极限值。所以欲得厚膜一定要强制冷却电解液。