陽極氧化「色差管控」是什麼｜值得細讀

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自iphone 5開始，手機外殼就逐漸流行全鋁合金機身，至今很多手機依舊採用鋁合金機身方案。伴隨著鋁合金加工工藝的發展和成熟，功能機時代原本只能用作裝飾件的鋁合金升級為手機外殼件后，使得手機的外觀、產品價值感及結構性能都得到很大的提升。

有人說：鋁合金是上帝賜給3C行業的禮物。這是因為採用鋁合金機身的智能手機具有金屬獨有的光澤和良好的握持感，而金屬獨有的冰涼特性能夠為機身提供更好的散熱性能，加上鋁合金加工性好、表面裝飾工藝豐富和抗腐蝕性，從而滿足手機行業量大、外觀精美等要求。

為了裝飾和提高鋁合金表面性能，在鋁合金氧化膜上進行著色處理，可以獲得絢麗多彩的外觀效果。

常用的著色方法有電解著色法、化學染色法、自然顯色法等，而手機鋁合金外殼的著色處理用的是化學染色法。

將鋁合金放入酸性槽液中，通過控制電壓、電流密度、槽液成分及濃度等參數，可以獲得孔徑尺寸在15~30nm左右，染料顆粒的粒徑約1.5-3nm左右的多孔膜，然後染料被吸附在膜孔表面，並向孔內擴散、堆積，而且與氧化鋁進行氫鍵、共價鍵結合而使膜層著色。最後封孔，可以獲得耐蝕、耐磨、具有豐富色彩的表面防護裝飾層。

上圖是淺色與深色的氧化膜染色示意圖。染淺色時，膜孔吸附染料顆粒少且較淺；染深色時，膜孔吸附染料顆粒多且較深。在特定的介質下，色澤的深淺是由金屬粒子沉積量來決定，而與氧化膜的厚度無關。

在實際生產中由於人員、材料、工藝、設備、操作等存在差異，每批的產品色差也會存在一定的差異，產生不同的質量缺陷。鋁合金著色的缺陷大體上有以下幾種情況：

色淺、色深、色澤亮、色澤亞、染不上色、白點、露白、染色發花、逃色等。

解決這一問題，確保每批產品的色差保持一致，就需要在雙方確認的偏差範圍內，制定出雙方認可的標準以使生產能夠順利進行。

手機鋁合金外殼的色差管控主要是通過簽訂陽極顏色九宮格，如下圖所示：

什麼是陽極顏色九宮格？

陽極顏色九宮格就是由九個不同顏色深淺和光澤的，並通過客戶認可的，可用於後續生產色差管控的一套鋁合金陽極色板。

其中，ABC代表顏色從淺到深，123代表光澤從亞到亮。每個色板都需用專業的色差儀和光澤儀打出Lab值和光澤度值（Gu），然後標註在對應的色板上。通過肉眼和比對Lab值及Gu值，可以相對有效的管控陽極色差。

什麼是色差值和光澤度值？色差值表示顏色的差別大小，用 ΔE表示。ΔE是通過對Lab值的分析而計算出來的，其計算公式是

我們通過對ΔE值的大小來判斷色差，ΔE值的大小所代表的意義做個列表如下：

0-0.25：非常小或 沒有，理想匹配；

0.25-0.5：微小，可接受的匹配；

0.5-1.0：微小到中等，在一些應用中可接受；

1.0-2.0：中等，在特定應用中可接受；

2.0-4.0：有差距，在特定應用中可接受；

4.0以上：非常大，在大部分應用中不可接受；

ΔE是通過對Lab值的分析計算，那什麼是Lab呢？Lab即色彩模型，它的數值描述正常視力的人能夠看到的所有顏色。由明度（L）和有關色彩的a, b三個要素組成。

L表示明度（Luminosity），a表示從洋紅色至綠色的範圍，b表示從黃色至藍色的範圍。

L的值域由0到100，L值越高代表明度越高；a和b的值域都是由+127至-128，其中+127 a就是紅色，漸漸過渡到-128 a的時候就變成綠色；同樣原理，+127 b是黃色，-128 b是藍色。所有的顏色就以這三個值交互變化所組成。例如，一塊色彩的Lab值是L = 100，a = 30, b = 0, 這塊色彩就是粉紅色。

下圖是Lab色彩模型示意圖:

同時，光澤度也是一個參考量。

光澤度是在一組幾何規定條件下對材料表面反射光的能力進行評價的物理量，具有方向選擇的反射性質。用數值Gu來表示，我們常用的是在測量角度60°所顯示的數值，Gu值越高光澤越高。

以上均是在鋁合金表面噴砂顆粒大小一致的條件下，可以通過比對Lab和Gu值的大小來判定色差，因為噴砂顆粒的大小也會對手機外殼的色澤有一定的影響。

如何進行色差管控是一個令人糾結的課題，每個人都想把產品做到精美極致，但是現實卻是很殘酷的，影響色差的因素太多太複雜，例如材料、工藝、工作人員、環境等等，所以堅實的理論都需要結合實踐，在實際生產中活學活用，根據實際情況做出合理的平衡和考量。

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