CN101031674B - 铝或铝合金的耐腐蚀处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明以提供通过使赋予铝或铝合金耐腐蚀性的壁垒型阳极氧化处理膜成为致密的膜，使其成为气体放出特性优良的壁垒型阳极氧化处理膜的铝或铝合金的耐腐蚀处理方法为目的。其特征为，在铝或铝合金的表面形成厚5-20nm的致密的氧化层，然后，进行壁垒型阳极氧化处理。

Description

铝或铝合金的耐腐蚀处理方法

技术领域

本发明涉及铝或铝合金的耐腐蚀处理方法。

背景技术

以往，作为对铝或铝合金进行耐腐蚀处理的方法，例如，在专利文献1中公开了对铝合金的表面进行壁垒型阳极氧化处理、进行加热脱气处理的方法。

但是，如在专利文献1中所公开的那样，在分别对A1050合金、A5052合金以及A6061合金用弱碱性的脱脂液进行脱脂处理后，在硝酸水溶液中进行除去附着物的处理，用己二酸铵进行壁垒型阳极氧化处理，在用扫描电子显微镜观察形成的壁垒型阳极氧化处理膜的形态的时候，虽然在A1050合金上形成了比较连续的膜，但在A5052合金及A6061合金上形成的膜缺陷多，在耐腐蚀性及真空气氛下的气体放出特性方面有问题。

专利文献1：专利第3506827号公报

发明内容

因此，本发明为了解决上述以往技术的问题，以提供为了赋予铝或铝合金耐腐蚀性通过使壁垒型阳极氧化处理膜成为致密的膜，使其成为气体放出特性优良的壁垒型阳极氧化处理膜的铝或铝合金的耐腐蚀处理方法为目的。

为了解决上述课题，本发明人等如下所述，发现了解决的手段。即，如1所记载的那样，本发明的铝或铝合金的耐腐蚀处理方法，其特征为，在铝或铝合金的表面形成厚5-20nm的致密的氧化层，然后，进行壁垒型阳极氧化处理。

2所记载的本发明，其特征为，在1所记载的方法中，使用酸性溶液对上述氧化层进行氧化处理。

3所记载的本发明，其特征为，在2所记载的方法中，上述酸性溶液含有50-80重量％的磷酸以及1-5重量％的硝酸，将上述酸性溶液加热到80-100℃，将上述铝或铝合金浸渍1-10分钟。

4所记载的本发明，其特征为，在1-3的任一项中所记载的方法中，形成上述氧化层的铝或铝合金是在真空、大气或氮气氛下，将上述铝或铝合金在150-300℃加热处理后，进行壁垒型阳极氧化处理。

根据本发明，为了赋予铝或铝合金耐腐蚀性，在形成壁垒型阳极氧化膜之前，通过形成致密的氧化层，可以使壁垒型阳极氧化膜致密，可使其成为耐腐蚀性以及气体放出特性优良的壁垒型阳极氧化膜。

附图简单说明

[图1](a)实施例1的SEM图像，(b)比较例1的SEM图像

具体实施方式

作为可以在本发明中使用的铝或铝合金没有特别的限定。例如，可使用纯铝系的1000系合金、Al-Cu系、Al-Cu-Mg系的2000系合金、Al-Mn系的3000系合金、A-lSi系的4000系合金、Al-Mg系的5000系合金、Al-Mg-Si系的6000系合金、Al-Zn-Mg-Cu系、Al-Zn-Mg系的7000系合金、7N01合金等，但对于纯铝系、2000系、3000系、5000系、6000系的铝合金本发明特别有效。4000系的铝合金，在合金组织中分散存在数μm程度的硅，在铝的部分长不成致密的氧化膜，所以成为部分处理。

在上述铝或铝合金上形成的致密的氧化层为5-20nm。

另外，在本说明书中，所谓致密的氧化膜是指除去由非金属夹杂物的存在所引起的缺陷，没有纳米级以上的空穴的连续的被膜，氧化层形成后，尽管在大气中进行氧化等促进氧化，氧化层也不会变成更厚的层。

该氧化层不足5nm，难于使其成长为连续的层状，变成不均匀的氧化膜，如果超过20nm，则不能形成致密的氧化层，成为多孔结构，其后如果成长为壁垒型阳极氧化膜，则成为气体放出多的膜。

作为形成上述氧化层的方法，虽然没有特别的限定，但优选使用酸性溶液进行，进一步，优选使酸性溶液为含有磷酸50-80重量％以及硝酸1-5重量％的酸性溶液，将酸性溶液加热到80-100℃，把铝或铝合金在其中浸渍1-10分钟。

这样，就容易在铝或铝合金的表面上形成厚5-20nm的致密的表面氧化层。

再有，进一步，优选在上述氧化层形成后，在真空、大气或氮气氛下，将上述铝或铝合金在150-300℃下加热处理。因为这样可以促进氧化。

形成了上述氧化层的铝或铝合金的壁垒型阳极氧化处理，通过电解质溶液进行电解来施行。

作为电解质水溶液，例如，可使用己二酸铵等己二酸盐、硼酸和硼酸铵的混合物等硼酸盐、磷酸二氢铵等磷酸盐、酒石酸盐、硅酸盐、邻苯二甲酸氢钾等邻苯二甲酸盐、碳酸钠等碳酸盐、柠檬酸盐、铬酸钠等的溶液的任意一种，或使用这些盐类的混合溶液。

在上述电解质水溶液中，连接电源以使铝或铝合金材料成为阳极，进行电解，在阴极，使用不溶性的导电材料。电解电流没有特别的限定，在直流电流的场合，直流密度可以是0.2-5A/cm²左右，电解时间可根据形成的膜的厚度等电解条件适宜选择。另外，关于施加的电压，没有特别的限定，可以使其为20-500V。

实施例

以下，对本发明的实施例进行说明。

(实施例1)

作为被处理物，准备表面用车床切削的、直径45mm、厚3mm的A5052合金制的圆板。将该被处理物浸渍在含有80重量％磷酸以及3重量％硝酸的85℃的溶液中，一边搅拌，一边进行2分钟氧化处理。接著，将被处理物浸渍在纯水中，再次使用纯水浸渍洗涤。

然后，将被处理物浸渍在40℃的10重量％的己二酸铵溶液中，以200V直流电压用1小时形成壁垒型阳极氧化膜。

(实施例2)

准备和实施例1同样的被处理物。

将该被处理物浸渍在含有80重量％磷酸以及3重量％硝酸的85℃的溶液中，一边搅拌，一边进行2分钟氧化处理。

接着，将被处理物浸渍在纯水中，浸渍在50℃的纯水中，再次用纯水浸渍洗涤。

洗涤过的被处理物在真空装置内，减压至10^-4Pa左右，在300℃进行30分钟加热，然后，冷却到室温(10℃-40℃左右，以下相同)，在大气中取出，浸渍在含有10重量％的己二酸铵的40℃的溶液中，以200V直流电压用1小时形成壁垒型阳极氧化膜。

(比较例1)

准备和实施例1中所使用的相同的被处理物。

将该被处理物浸渍在含有15重量％硝酸以及1重量％氢氟酸溶液的室温下的溶液中3分钟，浸渍在纯水中，浸渍在50℃的纯水中，再次用纯水浸渍洗涤。

将洗涤的被处理物在35重量％的硝酸溶液中浸渍1分钟，用纯水洗涤。然后，在与实施例1同样的条件下形成壁垒型阳极氧化膜。

(比较例2)

准备和实施例1中所使用的相同的被处理物。

将该被处理物用丙酮脱脂洗涤。

将洗涤过的被处理物在与实施例1相同的条件下形成壁垒型阳极氧化膜。

(比较评价1)

对实施例1、2以及比较例1、2的利用己二酸铵形成壁垒型阳极氧化膜的试样的气体放出特性进行了评价。在气体放出特性的评价中，使用升温脱离测定装置(アルバツクテクニカルジヤ一ナルNo.58P.30)，测定在升温至300℃过程中的每单位面积的气体放出量，其结果示于表1。

表1

可知作为进行壁垒型阳极氧化处理的前处理，形成10nm左右的致密氧化层的实施例1、2的气体放出量与未形成氧化层的比较例1、2的试样相比，气体放出量少。

(比较评价2)

实施例1以及比较例1的试样的壁垒型阳极氧化处理层的表面通过扫描型电子显微镜(SBM：Scanning electron microscopy)观察，其表面SEM图像示于图1。图1的(a)为实施例1的表面SEM图像，(b)为比较例1的表面SEM图像。与实施例1相比，可知比较例1缺陷多，氧化膜为粗糙的结构。可推测比较例1的气体放出量多的原因是因为该结构。

(比较评价3)

用俄歇电子分光法在深度方向对实施例1、2以及比较例1、2的在形成由己二酸铵引起的壁垒型阳极氧化膜之前的试样，进行分析，使各试样的测定位置相对应抽出8个点的表面氧化层的厚度(nm)，求出氧化层厚度的偏差，结果示于表2。再有，以氧峰值的半幅值作为表面氧化层厚度。

表2

从表2可知，相对于在前处理中没有形成氧化层的比较例1、2的试样，实施例1、2的试样测定点之间的偏差小，形成了均质的氧化层。

上述实施例中，使用了A5052系的铝合金，但已确认本发明对纯铝、2000系、3000系、5000系、6000系的铝合金也有效。

另外，在壁垒型阳极氧化处理中，使用了己二酸铵，但已确认硼酸铵、磷酸铵等也可以使用。

工业实用性

本发明的铝或铝合金的耐腐蚀处理方法，可用于赋予半导体制造装置或薄膜形成装置等的置于真空气氛下部件耐腐蚀性。

Claims (2)

1.铝或铝合金的耐腐蚀处理方法，其特征在于，在铝或铝合金的表面形成厚5-20nm的致密氧化层，上述致密氧化层是通过将含有50-80重量％磷酸以及1-5重量％硝酸的酸性溶液加热到80-100℃，将上述铝或铝合金浸渍1-10分钟形成的，

上述致密氧化层是指除去由非金属夹杂物的存在所引起的缺陷，没有纳米级以上的空穴的连续的被膜，氧化层形成后，尽管在大气中进行氧化促进氧化，氧化层也不会变成更厚的层，

上述致密氧化层形成后，

使用己二酸盐、硼酸盐、磷酸盐、酒石酸盐、硅酸盐、邻苯二甲酸盐、碳酸盐、柠檬酸盐、铬酸钠的溶液的任意一种，或使用这些盐的混合溶液，作为电解质溶液，

使直流的电流密度为0.2-5A/cm²

使施加的电压为20-500V，

进行壁垒型阳极氧化处理。

2.权利要求1所述的铝或铝合金的耐腐蚀处理方法，其特征在于，形成有上述氧化层的铝或铝合金是在真空、大气或氮气氛下将上述铝或铝合金在150-300℃加热处理后，进行上述壁垒型阳极氧化处理。

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