電気めっき vs 陽極酸化：金属表面処理の主な違い

通常、金属合金の表面処理では電気めっきまたは陽極酸化が選択されます。この2つのプロセスにはどのような違いがあるでしょうか。

製品設計者として、さまざまなプロセスの限界を理解すべきです。重要なポイントは以下の通りです：

• アルミニウム合金の表面処理は通常陽極酸化が選択され、電気めっきには不向きです。
• 亜鉛合金ダイカストの一般的な表面処理は電気めっきで、陽極酸化には不向きです。
• アルミニウム合金ダイカストは陽極酸化に不向きで、高い外観要求がある場合は慎重に使用すべきです。

処理方法の違い

電気めっきは、被めっき材を陰極、被膜金属と同一金属材料を陽極（不溶性陽極も使用）とし、電解質を被膜金属イオンを含む溶液とします。陽極と陰極間に一定電流を流します。被膜材料と被めっき材料は2つの異なる材料で、例えばベリリウム銅ニッケルめっきでは、ベリリウム銅が基材、ニッケルが被膜です。

陽極酸化は、化学的または電気化学的処理により金属表面に金属成分を含む被膜層を形成します。処理対象材料が陽極として働き、特定の電解質中で印加電流によりその表面に皮膜を形成する材料保護の一種です。例えばアルミニウム合金の陽極酸化では、アルミニウム合金表面に酸化アルミニウム膜が形成されます。酸化アルミニウムは化学的に安定し、再酸化されず、酸による腐食も受けず、様々な色に染色可能です。

処理対象の違い

電気めっき法の処理対象は主に金属ですが、非金属も可能です。最も一般的なめっき金属はニッケル、クロム、スズ、銅、銀、金です。つまりニッケルめっき、クロムめっき、金めっきなどです。

陽極酸化は金属表面処理法です。ほとんどの金属材料（ステンレス鋼、亜鉛合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金、銅合金、チタン合金）が適切な電解質で陽極酸化可能です。

処理原理の違い

電気めっきは電気めっき材料を陰極とし、陽極酸化は処理材料を陽極とします。

電気めっきは電荷効果により、金属陽極イオンが陰極に移動し、陰極で電子を得て被めっき材料上に析出します。同時に陽極の金属溶解が電解質中の金属イオンを継続的に補充します。

まず、電気めっき液には6要素があります：主塩、添加塩、錯形成剤、緩衝剤、陽極活性化剤、添加剤。

電気めっき原理には4側面があります：電気めっき液、電気めっき反応、電極と反応原理、金属析出プロセス。

陽極酸化は、酸化層の形成を電気化学的に制御し、アルミニウムの更なる酸化を防ぎ、表面の機械的特性を向上させます。

一般的に、アルミニウムまたはアルミニウム合金を陽極として陽極酸化し、鉛板を陰極として選択します。アルミニウムと鉛板を硫酸、シュウ酸、クロム酸などを含む水溶液に一緒に入れて電気分解し、アルミニウムと鉛板表面に酸化膜を形成します。これらの酸の中で、硫酸による陽極酸化が最も広く使用されています。

アルミニウム合金陽極酸化技術は現在最も広く使用され、最も成功しています。アルミニウム合金陽極酸化は表面硬度、耐摩耗性などの指標を大幅に向上させます。

薄い酸化膜層には多数の微細孔があり、様々な潤滑剤を吸着でき、エンジンシリンダーなど耐摩耗部品製造に適しています。膜は強い吸着能力を持ち、様々な美しい色に着色可能です。非鉄金属やその合金（アルミニウム、マグネシウムとその合金）を陽極酸化できます。この方法は機械部品、航空機・自動車部品、精密機器、ラジオ機器、日用品、建築装飾に広く使用されています。

なぜアルミニウム合金は電気めっきに不向きなのか？

アルミニウムの化学的性質は比較的活性です。電気めっきを行うと、酸性電解質では陰極上のアルミニウムイオンが電子を得て還元される際、アルミニウム塩と水素を生成します。アルカリ性電解質では水酸化アルミニウムと水素が生成されます。したがって、アルミニウムを電気めっきでめっきすることはできません。これは食塩水電気分解で金属ナトリウムではなく水酸化ナトリウムが得られるのと同じ理由です。