CN101660188A - 在铝及其合金阳极氧化膜孔内和表面镶嵌纳米金属的方法 - Google Patents

在铝及其合金阳极氧化膜孔内和表面镶嵌纳米金属的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101660188A
CN101660188A CN200810228060A CN200810228060A CN101660188A CN 101660188 A CN101660188 A CN 101660188A CN 200810228060 A CN200810228060 A CN 200810228060A CN 200810228060 A CN200810228060 A CN 200810228060A CN 101660188 A CN101660188 A CN 101660188A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nano metal
aluminium
oxidation
embedding nano
film hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200810228060A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101660188B (zh
Inventor
黄乃宝
梁成浩
梁坤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Maritime University
Original Assignee
Dalian Maritime University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Maritime University filed Critical Dalian Maritime University
Priority to CN2008102280603A priority Critical patent/CN101660188B/zh
Publication of CN101660188A publication Critical patent/CN101660188A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101660188B publication Critical patent/CN101660188B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及一种多孔氧化铝孔内和表面电沉积镶嵌纳米金属的新方法，该方法通过简单的方法对铝板除油、脱脂前处理后，进行阳极氧化，为进一步提高沉积效果，可以采用常规的氧化方法，也可以采用降压氧化。然后镶嵌纳米金属层，具体是：将经过阳极氧化处理的铝板放入到配制好的分别含有一定浓度的铜离子、镍离子、银离子等的溶液中，在一定温度下采用交流变压沉积的方法沉积纳米金属层，沉积一定时间后，取出冲洗、吹干。该方法操作简单，改善了多孔氧化铝板的导电性和耐蚀性，扩展了其应用范围。

Description

在铝及其合金阳极氧化膜孔内和表面镶嵌纳米金属的方法
技术领域
本发明涉及一种多孔氧化铝孔内和表面电沉积镶嵌纳米金属的新方法，主要针对铝及其合金在阳极氧化工序后，采用交流变压的方式在多孔阳极氧化膜内和表面均匀地镶嵌纳米金属覆盖层，以改善多孔氧化铝板的导电性和耐蚀性，扩展其应用范围。
背景技术
铝及其合金由于具有电导率高、导热性能好、延展性能优异等诸多优点，在多个行业中得到广泛的应用。铝极其活泼，在应用时需要对其进行表面处理。
铝及其合金的阳极氧化膜硬度高、绝缘性好、耐磨、耐蚀性优良、结合力强、抗热性优于铝合金基体，且具有很强的吸附性和良好的光学特性。在现代工业中，铝及其合金常通过阳极氧化，得到多孔、耐蚀、耐磨的三氧化二铝膜。通过改变阳极氧化工艺条件，可增加膜的硬度，提高膜的耐蚀性和耐磨性，并增强铝及其合金材料的绝缘性。所以铝合金经阳极氧化后，在建筑业、航空航天业、交通运输业、膜分离领域及许多高尖端领域得到广泛地应用。然而，多孔的氧化铝板通常都不导电，这在一定程度上限制了氧化后铝板的应用。
发明内容
由于铝板是难镀金属，要想得到导电的铝板，通常需要在经过前处理后的铝板表面先沉积适当的过渡层再沉积需要电镀的金属，这样导致操作上难以控制，在此背景下，本发明采用交流变压的方式交流沉积方式在多孔阳极氧化膜的孔内和表面同时沉积纳米金属，并通过控制工艺在较短时间内得到纳米金属覆盖的保护层。
本发明的目的是提供一种在铝及其合金的多孔阳极氧化膜内和表面镶嵌Cu、Ni、Ag、Ni-Ag等纳米金属覆盖层的制备方法。
本发明的技术方案是：整个工艺流程见图1，具体操作步骤为：
(1)前处理：
I、碱洗除油：
铝板试样在70～75℃的50g/L NaOH溶液中浸泡5min；
II、水洗：
碱洗除油后试样在50℃以上的热水中洗涤30s，再放入室温的去离子中水洗30s；
III、中和出光：
水洗后试样放入室温30％的HNO3水溶液中和30s，取出后用室温下的去离子水洗反复冲洗；
(2)阳极氧化处理：
采用常规的氧化方法或者降压氧化，其中降压氧化处理如下：
利用直流稳压电源，将处理后铝板放入100g/L的磷酸溶液进行直流氧化，用铝丝做挂具，阴极采用碳板，平行放置在试样的两侧，阴阳极面积比为1.5～2.0，在60V的起始氧化电压下停留15min后开始降压氧化，降压梯度为5V/10min，直到电位降到10V为止；
(3)交流变压沉积：
在含有铜离子、镍离子或银离子中的一种或两种及相应的辅助剂的溶液中，以碳板和铝片为电极，在交流电源下，从3～6伏开始升压，每次升0.5～1.0V，沉积2min，到5～15V时停止；
(4)清洗处理：
将镶嵌完金属后的铝板，用去离子水反复冲洗，直到试样表面不再残留有溶液为止。
所述的铝板为多种铝板氧化后的多孔板。
无论是硫酸、磷酸、或混酸形成的多孔氧化膜，尽量使氧化膜厚度降低。对于孔径较小的多孔膜，适当的时候需要进行扩孔。
本发明交流变压沉积Cu、Ni或Ag时使用的溶液分别是5～25g/L CuSO4·5H2O+8～25g/LH2SO4+10～30g/L MgSO4·7H2O溶液，30～50g/LNiSO4·6H2O+20～35g/LH3BO3+15～22g/LMgSO4·7H2O，或1～8g/LAgNO3+10～20g/L H2SO4+18～25g/MgSO4·7H2O。为便于沉积，需要将溶液控制在偏酸性。
本发明所采用的交流电源为50赫兹的市用正弦交流电，所用的变压范围为2～15伏。对Cu、Ni、Ag的单独沉积，优选的变压范围分别为8～10伏；6～12和4～6伏。
本发明交流变压沉积Cu、Ni或Ag时可采用氧化后的铝件作为工作电极，对电极可选用铅板，不锈钢板，钛板，最好是石墨板。
本发明的有益效果是：操作简单，铝及其合金在阳极氧化前只需行简单的处理即可进行阳极氧化，而不需要改变阳极氧化的工艺参数，氧化后的铝板在含有需要镶嵌金属的水溶液中进行短时间交流变压的方式进行电沉积，即能获得所需的纳米金属覆盖层，该覆盖层改善了多孔氧化铝板的导电性和耐蚀性，扩展了其应用范围。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为多孔铝板电沉积铜后的EPMA图；
图3为多孔铝板电沉积铜后的EDX图；
图4为多孔铝板电沉积镍后的EDX图；
具体实施方式
实施实例1
多孔铝板电沉积铜膜。取厚1mm的铝合金Ly12，机加工成50mm×30mm的矩形片，然后进行如下操作：
(1)前处理：
碱洗除油(NaOH 50g/L、70～75℃、5min)→热水洗(50℃以上、30s)→去离子水洗(室温、30s)→中和出光(HNO3 30％、室温、30s)→去离子水洗(室温、30s)；
(2)阳极氧化处理：
采用直流电源进行降压氧化，用铝丝做挂具，挂具与铝板接触紧密牢固，阴极采用碳板，平行放置在试样的两侧，阴阳极面积比为1.5～2.0，在60V的起始氧化电压下停留15min后开始降压氧化，降压梯度为5V/10min，直到电位降到10V为止；
(3)交流变压沉积：
在含有Cu离子的电解质中，以碳板和铝片为电极进行沉积，在交流电源下，从3伏开始升压，每次升0.5～1.0V，沉积2min，到10V时停止；
(4)清洗处理：
沉积完成后，将式样用去离子水反复冲洗后吹干。
实施实例2
多孔铝板电沉积镍膜。取厚1mm的铝合金Ly12，机加工成50mm×30mm的矩形片，然后进行如下操作：
(1)前处理：
碱洗除油(NaOH 50g/L、70～75℃、5min)→热水洗(50℃以上、30s)→去离子水洗(室温、30s)→中和出光(HNO3 30％、室温、30s)→去离子水洗(室温、30s)；
(2)阳极氧化处理：
采用直流电源进行降压氧化，用铝丝做挂具，挂具与铝板接触紧密牢固，阴极采用碳板，平行放置在试样的两侧，阴阳极面积比为1.5～2.0。在60V的起始氧化电压下停留15min后开始降压氧化，降压梯度为5V/10min，直到电位降到10V为止；
(3)交流变压沉积：
在含有Ni离子的电解液中，以碳板和铝片为电极进行沉积，在交流电源下，从3V开始升压，每次升0.5～1.0V，沉积2min，到12V左右停止；
(4)清洗处理：
沉积完成后，将式样用去离子水反复冲洗后吹干。
实施实例3
多孔铝板电沉积银膜。取厚1mm的铝合金Ly12，机加工成50mm×30mm的矩形片，然后进行如下操作：
(1)前处理：
碱洗除油(NaOH 50g/L、70～75℃、5min)→热水洗(50℃以上、30s)→去离子水洗(室温、30s)→中和出光(HNO3 30％、室温、30s)→去离子水洗(室温、30s)；
(2)阳极氧化处理：
采用直流电源进行降压氧化，用铝丝做挂具，阴极采用碳板，平行放置在试样的两侧，阴阳极面积比为1.5～2.0，在60V的起始氧化电压下停留15min后开始降压氧化，降压梯度为5V/10min，直到电位降到10V为止；
(3)交流变压沉积：
在含有Ag离子的电解质溶液中，以碳板和铝片为电极进行沉积，在交流电源下，从3V开始升压，每次升0.5～1.0V，沉积2min，到6～8V左右停止；
(4)清洗处理：
沉积完成后，将式样用去离子水反复冲洗后吹干。

Claims (7)

1.在铝及其合金阳极氧化膜孔内和表面镶嵌纳米金属的方法，其特征在于，该方法的具体操作步骤为：
(1)前处理：
I、碱洗除油：
铝板试样在70～75℃的50g/L NaOH溶液中浸泡5min；
II、水洗：
碱洗除油后试样在50℃以上的热水中洗涤30s，再放入室温的去离子中水洗30s；
III、中和出光：
水洗后试样放入室温30％的HNO3水溶液中和30s，取出后用室温下的去离子水洗反复冲洗；
(2)阳极氧化处理：
采用常规的氧化方法或者降压氧化，其中降压氧化处理操作如下：
利用直流稳压电源，将处理后铝板放入100g/L的磷酸溶液进行直流氧化，用铝丝做挂具，阴极采用碳板，平行放置在试样的两侧，阴阳极面积比为1.5～2.0，在60V的起始氧化电压下停留15min后开始降压氧化，降压梯度为5V/10min，直到电位降到10V为止；
(3)交流变压沉积：
在含有镶嵌纳米金属离子和辅助剂的溶液中，以碳板和铝片为电极，在交流电源下，从3～6伏开始升压，每次升0.5～1.0V，沉积2min，到5～15V时停止；
(4)清洗处理：
将镶嵌完金属后的铝板，用去离子水反复冲洗，直到试样表面不再残留有溶液为止。
2.根据权利要求1所述的在铝及其合金阳极氧化膜孔内和表面镶嵌纳米金属的方法，其特征在于，所述的镶嵌纳米金属是铜、镍或银中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的在铝及其合金阳极氧化膜孔内和表面镶嵌纳米金属的方法，其特征在于，所述的镶嵌纳米金属离子铜、镍或银的浓度分别为：5～25g/L CuSO4·5H2O、30～50g/L NiSO4·6H2O或1～8g/L AgNO3。
4.根据权利要求1所述的在铝及其合金阳极氧化膜孔内和表面镶嵌纳米金属的方法，其特征在于，所述的交流变压沉积采用的交流电源为50赫兹的市用正弦交流电，变压范围为2～15伏，当单独镶嵌铜、镍或银时，相应的变压范围分别为8～10伏、6～12或4～6伏。
5.根据权利要求1所述的在铝及其合金阳极氧化膜孔内和表面镶嵌纳米金属的方法，其特征在于，所述的辅助剂对应于铜、镍或银分别是：H2SO4+MgSO4、MgSO4+H3BO3或H2SO4+MgSO4。
6.根据权利要求1或5所述的在铝及其合金阳极氧化膜孔内和表面镶嵌纳米金属的方法，其特征在于，所述的对应于铜、镍或银的辅助剂的浓度分别为：8～25g/LH2SO4+10～30g/LMgSO4·7H2O，20～35g/L H3BO3+15～22g/L MgSO4·7H2O或10～20g/L H2SO4+18～25g/LMgSO4·7H2O。
7.根据权利要求1所述的在铝及其合金阳极氧化膜孔内和表面镶嵌纳米金属的方法，其特征在于，所述的铝板为多种铝板氧化后的多孔板。
CN2008102280603A 2008-10-11 2008-10-11 在铝及其合金阳极氧化膜孔内和表面镶嵌纳米金属的方法 Expired - Fee Related CN101660188B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008102280603A CN101660188B (zh) 2008-10-11 2008-10-11 在铝及其合金阳极氧化膜孔内和表面镶嵌纳米金属的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008102280603A CN101660188B (zh) 2008-10-11 2008-10-11 在铝及其合金阳极氧化膜孔内和表面镶嵌纳米金属的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101660188A true CN101660188A (zh) 2010-03-03
CN101660188B CN101660188B (zh) 2011-11-23

Family

ID=41788435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008102280603A Expired - Fee Related CN101660188B (zh) 2008-10-11 2008-10-11 在铝及其合金阳极氧化膜孔内和表面镶嵌纳米金属的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101660188B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101928972A (zh) * 2010-07-23 2010-12-29 北京航空航天大学 一种镍-聚吡咯双层纳米线阵列材料的制备方法
CN102386042A (zh) * 2011-12-04 2012-03-21 中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇研究所 一种碳纳米管场发射阴极的制备方法
CN102709402A (zh) * 2012-06-29 2012-10-03 上海中科高等研究院 基于图形化金属衬底的薄膜太阳电池及其制作方法
CN102732931A (zh) * 2012-06-27 2012-10-17 西安交通大学 一种利用纳米结构镀层抑制微波部件表面二次电子发射的方法
CN104152969A (zh) * 2014-08-04 2014-11-19 石狮市星火铝制品有限公司 一种铝合金交流电解沉积银铜的着色方法
CN106350849A (zh) * 2016-09-18 2017-01-25 佛山科学技术学院 铝表面高吸收与低发射太阳光谱的氧化膜电沉积制备方法
CN109881235A (zh) * 2019-03-18 2019-06-14 刘闪闪 一种铝合金的表面抗菌处理方法
CN110114517A (zh) * 2016-08-17 2019-08-09 席勒斯材料科学有限公司 在轻合金上生成薄功能涂层的方法
CN112647104A (zh) * 2020-12-17 2021-04-13 南通大学 一种花状金银纳米复合结构阵列的制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU571772B2 (en) * 1985-02-06 1988-04-21 Fujitsu Limited Process for forming composite aluminum film
CN101275265B (zh) * 2007-12-29 2010-08-04 大连海事大学 一种在铝及其合金阳极氧化膜内沉积含铈化合物的方法

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101928972B (zh) * 2010-07-23 2011-11-09 北京航空航天大学 一种镍-聚吡咯双层纳米线阵列材料的制备方法
CN101928972A (zh) * 2010-07-23 2010-12-29 北京航空航天大学 一种镍-聚吡咯双层纳米线阵列材料的制备方法
CN102386042A (zh) * 2011-12-04 2012-03-21 中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇研究所 一种碳纳米管场发射阴极的制备方法
CN102386042B (zh) * 2011-12-04 2014-05-28 中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇研究所 一种碳纳米管场发射阴极的制备方法
CN102732931A (zh) * 2012-06-27 2012-10-17 西安交通大学 一种利用纳米结构镀层抑制微波部件表面二次电子发射的方法
CN102732931B (zh) * 2012-06-27 2015-03-04 西安交通大学 一种利用纳米结构镀层抑制微波部件表面二次电子发射的方法
CN102709402B (zh) * 2012-06-29 2015-11-18 中国科学院上海高等研究院 基于图形化金属衬底的薄膜太阳电池及其制作方法
CN102709402A (zh) * 2012-06-29 2012-10-03 上海中科高等研究院 基于图形化金属衬底的薄膜太阳电池及其制作方法
CN104152969A (zh) * 2014-08-04 2014-11-19 石狮市星火铝制品有限公司 一种铝合金交流电解沉积银铜的着色方法
CN104152969B (zh) * 2014-08-04 2016-07-27 石狮市星火铝制品有限公司 一种铝合金交流电解沉积银铜的着色方法
CN110114517A (zh) * 2016-08-17 2019-08-09 席勒斯材料科学有限公司 在轻合金上生成薄功能涂层的方法
CN106350849A (zh) * 2016-09-18 2017-01-25 佛山科学技术学院 铝表面高吸收与低发射太阳光谱的氧化膜电沉积制备方法
CN106350849B (zh) * 2016-09-18 2019-03-05 佛山科学技术学院 铝表面高吸收与低发射太阳光谱的氧化膜电沉积制备方法
CN109881235A (zh) * 2019-03-18 2019-06-14 刘闪闪 一种铝合金的表面抗菌处理方法
CN112647104A (zh) * 2020-12-17 2021-04-13 南通大学 一种花状金银纳米复合结构阵列的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101660188B (zh) 2011-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101660188B (zh) 在铝及其合金阳极氧化膜孔内和表面镶嵌纳米金属的方法
CN101967663B (zh) 一种在金属基体表面制备超疏水合金膜的方法
CN101243211B (zh) 用于电镀的镁基材的预处理
CN103668369A (zh) 一种提高金属件耐腐蚀性的电镀方法
JP6877650B2 (ja) 電極触媒の製造方法
CN101161866B (zh) 镁及镁合金表面镀层的制备方法
CN202415725U (zh) 用于在黄铜基材上镀铜的系统
CN103510130B (zh) 三价铬硬铬电镀方法
CN103451662A (zh) 一种不锈钢的表面处理方法
CN100585020C (zh) 一种电刷镀纳米Ni-Fe合金镀层及其镀液、制备方法和用途
CN104342731A (zh) 一种半导体钼材电镀钌方法
CN103382564A (zh) 金属表面超疏水钴镀层及其制备方法
CN103882492A (zh) 金属基体化学镀前处理方法
CN105543912B (zh) 一种在铜基体上制备复配表面活性剂/La‑Ni‑Mo‑W共沉积镀层的方法
CN105200468A (zh) 一种螺栓表面防腐蚀方法
CN100588748C (zh) 一种高强度高塑性纳米镍及其镀液和制备方法
KR100695999B1 (ko) 고주파펄스를 이용한 금속재의 아노다이징 공정
CN108425137A (zh) 一种电沉积制备银镍合金电触头的方法
CN110714219A (zh) 镁合金微弧氧化表面电镀镍的方法
CN105483781A (zh) 一种用电沉积与cvd相结合制备超疏水铜表面的方法
CN100576377C (zh) 一种片式铁氧体电感器的端电极及其制备方法
CN103540978B (zh) 一种碱性无氰电镀Ag-Ni合金的方法
CN101928972B (zh) 一种镍-聚吡咯双层纳米线阵列材料的制备方法
CN107236977A (zh) 一种电镀前处理工艺优化方法
CN204589341U (zh) 镀镍和\或铬部件

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20111123

Termination date: 20121011