虽然5G天线模块已面世，金属后盖逐步退出舞台，但是金属中框却在手机行业占据重要角色。中框在目前的选材中以铝合金居多，铝合金虽然作为优良的选材，一直存在的痛点是：耐腐蚀强度不够，表面处理后的着色固色不持久？那么硬质阳极氧化呢？硬质阳极氧化是一种厚膜阳极氧化法，硬质阳极氧化与普通阳极氧化的原理、设备、工艺和检测各方面没有本质差别，但是特性却大大不同，具有极佳的耐磨、耐腐蚀特点，是航天航空领域的必用工艺，据了解这种表面处理工艺也逐渐开始应用在手机行业。
硬质阳极氧化和一般阳极氧化的条件特性对比表
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类别 |
硬质阳极氧化 |
一般阳极氧化 |
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原理 |
电解表面形成氧化膜 |
电解表面形成氧化膜 |
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温度 |
5℃以下 |
18-22℃左右 |
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浓度 |
15%或更低 |
20%左右 |
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电流 |
1.5-5A/dm2 |
1-1.5A/dm2 |
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电压 |
120V |
≤18V |
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膜厚 |
40--70UM |
8-12UM |
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表面状态 |
较粗糙 |
较光滑 |
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硬度 |
HV350--550 |
HV250--350 |
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膜通透性 |
不透明膜 |
透明膜 |
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孔隙率 |
低 |
高 |
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耐磨性 |
强 |
弱 |
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绝缘性 |
高 |
低 |
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耐腐蚀性 |
强 |
弱 |
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适用场合 |
装饰为主 |
功能为主，耐磨、耐电 |
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成本 |
高 |
低 |
早期由于阳极氧化综合性能优异，苹果6S、7系等产品的铝合金采用的工艺均为应用广泛的硫酸阳极氧化。由于铝材着色和固色难点较大，颜色越深着色越不稳定，考虑到铝合金易腐蚀问题后，2017年推出的iPhone 7/iPhone 7plus的磨砂黑和亮黑，通过改善铝材的成分，增加含铜量，提高耐腐蚀，但是由于染色的颜色越深度浓重，稳定性会越差，依然出现iPhone 7/iPhone 7plus的腐蚀脱色问题。
图 iPhone 7腐蚀部位
由于铝材的着色和固色难点问题，在阳极氧化基础上增加封孔处理工艺还是避免不了腐蚀问题，于是硬质阳极氧化这种工艺被关注到。硬质阳极氧化工艺早在1938年以前就为日本和德国广泛采用，采用草酸阳极氧化，因为草酸对铝及铝合金的溶解度较小，所以氧化膜的孔隙率较低，因此膜的耐蚀性、耐磨性和电绝缘性比硫酸膜好。硬质阳极氧化是设法降低氧化膜的溶解性以增厚其膜厚，增强膜层硬度，可以达到耐磨、耐腐蚀，这种工艺常见于传动装置的结构零部件。为了不重蹈覆辙，目前国内的高端机型考虑到采用硬质阳极氧化表面处理工艺，据小编所知华为 mate RS 保时捷版本铝材中框就是采用这种工艺。
图 华为mate RS保时捷
硬质阳极氧化是一种针对铝材功能性表面处理的工艺，在硫酸加草酸等有机酸的冷的酸性溶液中电解，通过电流的影响，表面会形成硬质类磁铝氧化膜。较早的硬质氧化膜生产条件为：硫酸氧化槽的温度降低至0℃，电流密度提高至2.7～4.0A/dm2，获得了25～50μm的“硬质氧化膜”。基材与氧化膜通过原子结合力连接非常紧密，形成的氧化膜有50%渗透在铝合金内部，50%附着在铝合金表面，产品外部尺寸变大，内控变小，其硬度值，氧化膜内层大于外层，阻挡层大于带有孔隙的氧化膜层。铝和铝合金经过硬质阳极氧化的产品表面硬度较普通阳极氧化高，耐磨损，而且有类似陶瓷质感。这种工艺在手机行业应用案例还不太多，有以下几方面原因：
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草酸成本高，一般为硫酸阳极氧化的
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膜厚对结构尺寸装配同时有很大影响；
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阳极膜太厚，在尖角，利边处膜厚堆积，容易爆膜，即露白等问题。
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硫酸硬质氧化铝及铝合金材质的要求就较高。
目前，铝合金经过硬质阳极氧化处理，通过控制电解条件，膜厚在20um左右，可增强耐磨、耐腐蚀。但是成本相比之前的工艺，还是有所提高。国内目前的中框材质以铝合金为主流，铝合金的痛点要想克服，当这种工艺逐渐成熟，后期可能会有更多的品牌机也会采用这种表面处理工艺。
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