由于經(jīng)濟的不斷增長，隨之而來的能源供給將接受一個更大、更嚴(yán)峻的考驗，以節(jié)省能源、環(huán)保著稱的太陽能廣受各國歡迎。目前歐洲是全球最大的光伏發(fā)電市場，預(yù)計到2020年，太陽能電力將滿足歐洲15%的電力需求。太陽能具有可再生和環(huán)保等方面的特點，這種優(yōu)勢讓包括中國在內(nèi)的許多國家將太陽能作為重點發(fā)展的新能源產(chǎn)業(yè)。中國大陸光伏產(chǎn)品主要供應(yīng)給歐美市場，國內(nèi)市場份額尚很小。近年來，由于歐美各國市場需求的增大，我國光伏產(chǎn)業(yè)取得了快速的發(fā)展，最近5年的年均增長速度達(dá)到40%以上。在政策進一步加大扶持力度的背景下，未來光伏產(chǎn)業(yè)的增長前景將更為廣闊。光伏產(chǎn)業(yè)所涉及的太陽能邊框鋁型材，其產(chǎn)品的陽極氧化膜厚度通常要求較高（12～18微米），對陽極氧化膜厚膜而言，常溫封孔工藝往往心有余而力不足，且在保持銀白色本色和抗熱裂性方面存在缺陷，而高溫封孔工藝，由于所需能耗太高，使生產(chǎn)廠家又難以接受，因此中溫封孔工藝贏得了極大多數(shù)太陽能邊框鋁型材廠家的青睞。目前國內(nèi)太陽能鋁型材中陽極氧化電泳材約占30%，陽極氧化封孔材約占70%（其中中溫封孔材約80%）。

封孔工藝過程可以分為兩個步驟：首先把硬質(zhì)氧化的鋁浸入室溫的鋰鹽溶液中，然后再含抑灰劑的熱水中封孔。據(jù)說歐洲已經(jīng)將鋰鹽和鎂鹽為基礎(chǔ)的配方推向市場，可以達(dá)到封孔要求，具體封孔工藝和性能的細(xì)節(jié)目前尚不清楚。輕金屬鹽為基礎(chǔ)的封閉工藝適合于透明硬質(zhì)氧化膜的封孔，不適于染色硬質(zhì)氧化膜，因為輕金屬離子不能防止吸附的有機染料在封孔時浸出。堿土金屬鹽類Ba2+、Sr2+和Ca2+的封孔，可以提高鋁硬質(zhì)氧化膜的抗點蝕性能，其中Ca2+效果最好，Sr2+其次。

陽極氧化中溫封孔鋁材生產(chǎn)一般的工藝流程為：擠壓坯料→上架→除油→水洗→水洗→堿蝕→水洗→水洗→中和→水洗→水洗→陽極氧化→水洗→水洗→中溫封孔→水洗→水洗→下架→貼膜→包裝。本工藝為大部分廠家所采用。詳細(xì)生產(chǎn)工藝各廠家可依據(jù)現(xiàn)有條件作出相應(yīng)調(diào)整。作者根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗總結(jié)出一些常見問題及相應(yīng)控制措施供同行業(yè)工作者參考。本文以合金6063擠壓材（成分見表一）為例。

6063太陽能鋁合金邊框合金成份表

1．封孔槽槽液PH值方面引起的問題

1．1槽液控制方面引起的問題

在正常生產(chǎn)過程中，當(dāng)槽液中鎳離子濃度、槽液溫度均處于最佳范圍，且封孔時間固定時，PH值過高往往容易造成封孔鋁材表面出現(xiàn)“粉霜”。此時可將PH值控制稍微低一點。PH值調(diào)整量依據(jù)出現(xiàn)粉霜的程度而定。反之，PH值控制過低則易造成封孔不良。一般PH值控制的選取應(yīng)依據(jù)生產(chǎn)過程中的實際情況加以微調(diào)。整個生產(chǎn)工藝是一個穩(wěn)定的體系，一旦體系中其他單元（如氧化槽硫酸濃度、電流密度等）發(fā)生較大改變，則相應(yīng)其他單元也需做出相應(yīng)的調(diào)整。
   
1．2 槽液PH值測量不準(zhǔn)引起的問題

不時有廠家出現(xiàn)由于PH值測量不準(zhǔn)確，導(dǎo)致中溫封孔槽出現(xiàn)異常情況，最常見的就是封孔不良和封孔“粉霜”的出現(xiàn)。

如果PH值測量值高于真實值則誤導(dǎo)操作人員將PH值控制偏低。測量值與真實值之間數(shù)據(jù)偏離較大，則很容易出現(xiàn)PH值控制過低而導(dǎo)致封孔不良。

如果PH值測量值低于真實值則誤導(dǎo)操作人員將PH值控制偏高。測量值與真實值之間數(shù)據(jù)偏離較大，則很容易出現(xiàn)PH值控制過高而導(dǎo)致封孔鋁材表面出現(xiàn)“粉霜”。

控制措施：定期校正PH計，發(fā)現(xiàn)測量出現(xiàn)較大波動時，建議更換新的測量電極。一般應(yīng)做到每天最少校正一次；定期更換測量電極。

2．封孔槽槽液溫度方面引起的問題

2．1 溫度控制方面引起的問題

中溫封孔槽槽液溫度的控制：較多廠家選取在約50度(其主要目的是降低能耗)左右。當(dāng)槽液中鎳離子濃度、槽液PH值等均處于最佳范圍時。此時封孔溫度對鋁材封孔速度就起決定作用（排除基材等其他原因造成的影響），一般槽液溫度高，封孔速度快，則需相應(yīng)縮短封孔時間。然而由于封孔速度過快，則較難于控制封孔“粉霜”的出現(xiàn)。反之，封孔槽槽液溫度較低，隨之出現(xiàn)封孔不良等現(xiàn)象。對于封孔槽槽液溫度的選取，建議盡量控制在供應(yīng)商提供的工藝控制范圍內(nèi)為宜。
 
2．2 溫度測量不準(zhǔn)引起的問題

現(xiàn)在大部分廠家均使用自動溫控設(shè)備對槽液溫度進行控制，這是一項絕佳的改進。然而由于種種原因使得顯示溫度的顯示值與真實值之間出現(xiàn)較大的差異。

溫度顯示值比真實值高的多則容易出現(xiàn)封孔不良。作者曾碰到有一廠家出現(xiàn)封孔不良，對槽液濃度、PH值校正測量后發(fā)現(xiàn)這些主要工藝參數(shù)均在工藝控制范圍內(nèi)，后來發(fā)現(xiàn)溫度顯示值比水銀溫度計測量值高約10攝氏度（水銀溫度計已校正）。后將中溫封孔槽槽液溫度提高10攝氏度再進行封孔，進行失重測試，失重測量值為13mg/dm2，失重測試達(dá)標(biāo)（國標(biāo)：小于30mg/dm2算合格）。反之，溫度顯示值比真實值低的多則容易出現(xiàn)封孔“粉霜”。

控制措施：在溫度控制上，需要操作者用溫度計定期進行人工測量校準(zhǔn)，調(diào)節(jié)溫度偏差，做到真正意義上的工藝控制。定期更換質(zhì)量可靠的熱電偶。

3 封孔時間的控制

有部分廠家對封孔時間的控制，他們追求快速封孔。實際上封孔速度過快并非是最佳選擇。部分廠家通過生產(chǎn)實踐得出經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，比較理想的封孔速度選取在1.2?m/min為宜。一般通過調(diào)節(jié)封孔槽液溫度和PH值來調(diào)整封孔時間的長短。封孔速度慢則影響產(chǎn)量。封孔鋁材表面出現(xiàn)“粉霜”可通過縮短封孔時間來消除“粉霜”。反之，封孔不良則可通過延長封孔時間進行調(diào)整。

4 封孔鋁材“粘膠”問題

太陽能邊框鋁型材不同于普通的建筑鋁型材，它需要每根產(chǎn)品貼復(fù)合保護膜，且要求復(fù)合保護膜既能夠粘貼牢固，又要求撕開復(fù)合保護膜后，產(chǎn)品表面不能夠有“殘膠”附著。此要求對使用常溫冷封孔工藝來說，并非是困難的事情。然而由于中溫封孔與常溫冷封孔兩者工藝封孔機理的不同，導(dǎo)致各自所需“陳化”時間的不同。因此很多中溫封孔工藝廠家采用延長貼復(fù)合保護膜前的停放時間來緩解粘膠問題。這對于像江陰東華鋁材科技材料有限公司每月達(dá)約7000噸這樣產(chǎn)量的廠家來說，是“沒有足夠的空間和時間”的，該公司靠強化生產(chǎn)工藝管理和選用優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)輔材，較好的解決了“粘膠”這一問題。

在中溫封孔過程中，如果出現(xiàn)封孔不良，這當(dāng)然會出現(xiàn) “粘膠”，但是，過封孔，尤其是表面出現(xiàn)“粉霜”時同樣會出現(xiàn)“粘膠”現(xiàn)象。

5 國內(nèi)典型中溫封孔槽工藝

國內(nèi)眾多中溫封孔劑中，不同中溫封孔劑的控制工藝各有不同。有一些封孔劑選取高溫、低PH值控制中溫封孔槽、還有一些選取高PH值、低溫度控制中溫封孔槽。無論選取何種控制工藝，其總的目的只有一個，生產(chǎn)出封孔質(zhì)量較佳、表面質(zhì)量優(yōu)的產(chǎn)品出來。其中有一種比較經(jīng)典的中溫封孔工藝見表2。此種工藝控制能耗相對較低，封孔質(zhì)量較佳，值得廣泛推廣使用。

6 “粉霜”分類

對于鋁材表面出現(xiàn)的“粉霜”，大致分為三種：

第一種：“封孔白灰”（sealing bloom）?？赡芫褪撬?熱封孔生成的勃姆體，換句話說表面的封孔白灰就是孔中的封孔物質(zhì)，此時表面白灰某種意義上可能就是完成微孔封孔的標(biāo)志。

第二種：陽極氧化膜“粉化”。

第三種：槽液中鈣、鎂離子等雜質(zhì)離子含量較高所形成的沉淀，附著在鋁材表面。

上述三種情況為一般常見的封孔鋁材表面出現(xiàn)的“粉霜”，第一種情況出現(xiàn)的“封孔白灰”可通過調(diào)整封孔槽以達(dá)到解決；第二種況出現(xiàn)的“粉化”可通過對氧化槽工藝的控制以達(dá)到解決；第三種情況需對水質(zhì)加以控制，盡量使用純水，前道水洗控液一般就不會出現(xiàn)此問題。對于鋁材表面出現(xiàn)的“粉霜”，需生產(chǎn)操作人員進行準(zhǔn)確判斷方能對癥下藥的解決問題。

通常我們所說的為上述第一種情況。在生產(chǎn)過程中準(zhǔn)確判斷出現(xiàn)的粉霜為上述三種中哪一種，是解決問題的關(guān)鍵。若對出現(xiàn)的現(xiàn)象不能準(zhǔn)確把握，隨意調(diào)整槽液。則很可能出現(xiàn)不但不能解決問題，反而使得情況更糟糕，出現(xiàn)封孔不良或者是鋁材表面出現(xiàn)更嚴(yán)重的。

當(dāng)然，造成鋁材表面出現(xiàn)“粉霜”還有其他方面的原因?，F(xiàn)列舉其中幾個供大家參考。

1、有的廠家添加氨水調(diào)整槽液PH值，造成局部PH值過高，產(chǎn)生大量Ni(OH)2，使得槽液過于渾濁，會引起鋁材表面產(chǎn)生類似“粉霜”狀物質(zhì)。此情況一般是將氨水稀釋后補加，不造成局部PH值過高。

2、氧化極板螺絲緊固不牢，造成陰、陽極極比變小，也會引起鋁材表面出現(xiàn)“粉霜”。解決此問題只需將陰極板螺絲緊固即可。

3、中和過程中未完全將鋁材表面“掛灰”除盡，封孔出槽后表面也會出現(xiàn)一些灰狀物在鋁材表面。

4、如是某一種型號的鋁材較其他型號更容易產(chǎn)生“粉霜”，則應(yīng)與擠壓基材的金相組織有關(guān)。

7 總結(jié)
   
如今光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展正愈演愈烈，光伏產(chǎn)業(yè)所涉及的太陽能邊框鋁型材，極大多數(shù)生產(chǎn)廠家采用中溫封孔工藝。本文針對中溫封孔工藝經(jīng)常遇到的粉霜與封孔質(zhì)量兩個主要問題，分析了問題的起因，并提出了相應(yīng)的控制措施。選擇一種封孔質(zhì)量穩(wěn)定、抑制“粉霜”能力強、具有優(yōu)良的抗雜質(zhì)離子性能好的中溫封孔劑，以及對生產(chǎn)工藝的嚴(yán)格控制是生產(chǎn)出優(yōu)良封孔產(chǎn)品的必要前提。生產(chǎn)過程中需對藥品補加、行車操作等相關(guān)人員進行必要的定期培訓(xùn)，以達(dá)到互相交流的效果。本文僅供同行參考，其中如有不當(dāng)之處，還望指正。