안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
양극산화는 알루미늄 제품을 전해액에 넣고 양극(+)에 연결하여 전기를 흘려줌으로써, 알루미늄 표면 자체를 매우 단단하고 안정적인 산화알루미늄 수성 피막으로 화학적 변환시키는 기술을 의미합니다.
전기화학적 피막 형성 원리는 황산이나 옥살산 등의 산성 전해액 수용액에 알루미늄을 양극(+)으로, 백금이나 스텐 등을 음극(-)으로 두고 직류 전압을 걸어주면 전기화학 반응이 일어납니다. 양극(+) 반응은 전해액 속의 물 분자가 전기분해되면서 산소) 이온 및 수산화 이온이 생성되고, 이 이온들이 알루미늄 원자와 결합해 산화알루미늄 피막을 형성하고, 음극(-) 반응은 수소 이온이 전자를 얻어 수소 기체로 방출됩니다.
단순 도색은 알루미늄 금속 표면 위에 접착력을 이용해 외부에 별도의 피막을 덧붙이는 방식으로, 이 경우 충격이나 수분 침투 시 접착면이 떨어져 나가면서 껍질처럼 벗겨집니다. 반면, 양극산화 피막은 알루미늄 모재 자체가 산화되어 성장하기 때문에 전기화학 반응이 진행됨에 따라 피막은 알루미늄 내부 쪽으로 파고들면서 동시에 바깥쪽으로 커집니다. 피막과 금속 원자 간에 강력한 화학적 결합이 이루어져 있기 때문에, 물리적인 흠집이 나더라도 칠이 떨어져 나가듯 피막이 벗겨지는 현상이 일어나지 않습니다. 피막 생성 직후에는 다공성 피막을 원하는 색상의 염료 용액에 침전시키면, 미세한 구멍 속으로 염료 입자들이 빽빽하게 침투하여 흡착되고, 색소가 표면에 칠해진 것이 아니라 나노 크기의 구멍 속에 갇힌 형태가 되므로, 외부 마찰이나 스크래치에도 색이 잘 닳거나 변하지 않습니다.