CN103088384A - 阀金属等离子体电解氧化表面处理方法 - Google Patents
阀金属等离子体电解氧化表面处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103088384A CN103088384A CN2011104628020A CN201110462802A CN103088384A CN 103088384 A CN103088384 A CN 103088384A CN 2011104628020 A CN2011104628020 A CN 2011104628020A CN 201110462802 A CN201110462802 A CN 201110462802A CN 103088384 A CN103088384 A CN 103088384A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- valve metal
- treatment method
- surface treatment
- electrolytic oxidation
- electrolytic solution
- 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.)
- Pending
Links
- 238000007745 plasma electrolytic oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 45
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 26
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 11
- -1 phosphate radical Chemical class 0.000 claims description 7
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 5
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N molybdate Chemical compound [O-][Mo]([O-])(=O)=O MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WQEVDHBJGNOKKO-UHFFFAOYSA-K vanadic acid Chemical compound O[V](O)(O)=O WQEVDHBJGNOKKO-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M Superoxide Chemical compound [O-][O] OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 claims description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910021503 Cobalt(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 claims description 2
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 229910021502 aluminium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 claims description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L cobalt(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Co+2] ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229940093476 ethylene glycol Drugs 0.000 claims description 2
- 229960005150 glycerol Drugs 0.000 claims description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 2
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 claims description 2
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 2
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LJCNRYVRMXRIQR-OLXYHTOASA-L potassium sodium L-tartrate Chemical compound [Na+].[K+].[O-]C(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O LJCNRYVRMXRIQR-OLXYHTOASA-L 0.000 claims description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 229960001866 silicon dioxide Drugs 0.000 claims description 2
- HELHAJAZNSDZJO-OLXYHTOASA-L sodium L-tartrate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O HELHAJAZNSDZJO-OLXYHTOASA-L 0.000 claims description 2
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims description 2
- GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H sodium hexametaphosphate Chemical compound [Na]OP1(=O)OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])O1 GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- 235000019982 sodium hexametaphosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000011006 sodium potassium tartrate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000001433 sodium tartrate Substances 0.000 claims description 2
- 229960002167 sodium tartrate Drugs 0.000 claims description 2
- 235000011004 sodium tartrates Nutrition 0.000 claims description 2
- 229940095064 tartrate Drugs 0.000 claims description 2
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 claims description 2
- HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K trisodium citrate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 229940038773 trisodium citrate Drugs 0.000 claims description 2
- 229910000406 trisodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019801 trisodium phosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 3
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 abstract description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 abstract 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 17
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 8
- 210000000981 epithelium Anatomy 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical group 0.000 description 2
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XXQBEVHPUKOQEO-UHFFFAOYSA-N potassium superoxide Chemical compound [K+].[K+].[O-][O-] XXQBEVHPUKOQEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004972 metal peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- UUWCBFKLGFQDME-UHFFFAOYSA-N platinum titanium Chemical compound [Ti].[Pt] UUWCBFKLGFQDME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- NHDHVHZZCFYRSB-UHFFFAOYSA-N pyriproxyfen Chemical compound C=1C=CC=NC=1OC(C)COC(C=C1)=CC=C1OC1=CC=CC=C1 NHDHVHZZCFYRSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- PFUVRDFDKPNGAV-UHFFFAOYSA-N sodium peroxide Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][O-] PFUVRDFDKPNGAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011008 sodium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMVONEAAOPAGAO-UHFFFAOYSA-N sodium tungstate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][W]([O-])(=O)=O XMVONEAAOPAGAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
一种阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，其特点在于所用的一电解液至少包含碳酸氢根，且电解液的pH值为7-14。本发明可提供符合业界标准的氧化膜，且本发明电解液的主盐为碳酸氢盐，其相较于硅酸盐、铝酸盐及磷酸盐，具有成本及取得容易度的优势，因此相较于现有的电解液具有优势。
Description
技术领域
本发明系关于一种阀金属(valve metal)等离子体电解氧化(plasmaelectrolytic oxidation)表面处理方法，特别是关于一种使用碳酸氢根的阀金属等离子体电解氧化表面处理方法。
背景技术
等离子体电解氧化技术又称为微弧氧化技术，电浆氧化、阳极火花沉积、火花放电阳极沉积和表面陶瓷化等，其性质为一种直接在金属表面原位生长氧化膜的技术。等离子体电解氧化技术是一种在阳极氧化的基础上发展的表面处理技术，其可用于铝、镁、钛、锆及钽等阀金属或合金。
等离子体电解氧化是将样品金属置于电解液中，在表面上施加电压，最初表面会氧化成膜。当电压超过某一临界值时，这层氧化绝缘膜上较薄的地方将会被击穿，发生类似等离子体放电现象。反应时表面的瞬间可达到(约8000K)的高温，使金属表面在热化学、等离子体效应和电化学的共同作用下生成氧化陶瓷膜层。因为氧化陶瓷膜层与基材氧化且烧结，故氧化陶瓷膜层的厚度可达100μm以上。氧化陶瓷膜层因从基材上生长，故与基材有着良好的结合力。而且等离子体电解氧化技术在制程、设备需求及废水处理方面皆比传统阳极处理法简单，故可降低成本，具有很高的应用推展价值。
因此，相于传统的阳极氧化技术，等离子体电解氧化技术的主要特点有：
a.等离子体电解氧化直接把基材金属氧化烧结成氧化陶瓷膜，与基材紧密结合，不易脱落。
b.一般阳极处理膜后只能达30μm，但等离子体电解氧化陶瓷层厚度可达30～200μm。
c.操作简单，环境污染很小，缩减前处理程序，节省操作时间与成本。
d.提升了材料的表面硬度、耐磨性与耐蚀性。
等离子体电解氧化技术电解液的组成和浓度是影响等离子体电解氧化膜的结构和性能的重要因素，也是研究等离子体电解氧化技术的重点。在选择电解液组成时必须考虑到等离子体电解氧化成膜的过程，因此电解液中要有能产生氧化膜的物质，又要有对氧化膜钝化的物质，及/或对形成氧化膜有抑制作用的物质。
目前等离子体电解氧化技术专利与文献上的电解液多为硅酸盐类电解液、铝酸盐类电解液、磷酸盐类电解液。其中大多数等离子体电解氧化技术以硅酸盐类(DE4209733、US6350028)或磷酸盐类(RU2070622)为主盐。
有鉴于等离子体电解氧化技术所具的优势以及电解液的组成对于等离子体电解氧化技术的重要性，开发一种用于等离子体电解氧化技术的新颖电解液，是目前所需努力的目标。
发明内容
本发明提供一种等离子体电解氧化技术，其具有新颖电解液。
依据本发明的一实施例，一种阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，包含下列步骤：提供一电解液至一等离子体电解氧化装置，其中电解液至少包括碳酸氢根，且电解液的pH值为7-14；浸润一基材于电解液，其中基材包含一阀金属材料；将基材与等离子体电解氧化装置电性连接；以及自等离子体电解氧化装置的一电极提供一阳极电流于基材，使一阀金属氧化物膜形成于基材的表面。
依据本发明的另一实施例，一种阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，其特征在于所用的一电解液至少包含碳酸氢根，且电解液的pH值为7-14。
本发明上述及其它实施方式、特性及优势可由附图及实施例的说明而可更加了解。
附图说明
图1为侧视图显示依据本发明一实施例的等离子体电解氧化装置。
图2至图3显示依据本发明另一实施例的实验结果。
【主要组件符号说明】
1电解槽
2搅拌器
3冷却装置
4电源供应器
5基材
具体实施方式
本发明系提供一种阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，本发明的阀金属等离子体电解氧化表面处理方法可藉由现有的等离子体电解氧化装置实施。请参照图1为一示意图显示一等离子体电解氧化装置，其可由电解槽1、搅拌器2、冷却装置3和电源供应器4组成。利用上述的等离子体电解氧化装置的高功率电源供应器4，阴极可为不锈钢、白金、白金钛等钝态金属，阳极为待镀着的基材5，其中基材5具有阀金属，阀金属例如但不限于铝、镁、钛、锆或钽，较佳者为铝。
进行等离子体电解氧化涂布程序时，将待进行表面处理的基材5置于电源供应器4的阳极并浸润于电解槽1中的电解液，将基材5与电源供应器4电性连接，并自等离子体电解装置的电源供应器4一电极提供一阳极电流于基材5。阳极电流及阴极电流可由直流电源供应器、交流电源供应器或脉冲电源供应器所提供。其中，阳极电流的电流密度可为0.5-50A/dm2，电压为60-1000V；阴极电流的电流密度可为0.5-50A/dm2，电压为1-600V。
藉由上述步骤，可使一阀金属氧化物膜形成于基材5的表面。当电压超过某一临界值时，这层氧化绝缘膜上较薄的地方将会被击穿，发生类似等离子体放电现象，反应时表面的瞬间可达到高温，使金属表面在热化学、等离子体效应和电化学的共同作用下生成氧化陶瓷膜层。
此外，待镀着的基材5可进行若干前处理步骤，例如清洁、去油等等；以及等离子体电解氧化程序完成后可进行后处理步骤，例如水洗及烘干处理，以获得高质量的阀金属氧化物膜。
本发明的电解液至少包含碳酸氢根，且电解液的pH值为7-14，其中pH值较佳为8-12。碳酸氢根的较佳浓度为大于4g/L，碳酸氢根的对应阳离子可包含碱金族(例如钠、钾)、碱金族(例如钙、镁)、铝、铵、镧系元素或其它稀土元素等。
此外，碳酸氢根的来源可由碳酸根水解所提供。
本发明的电解液还包含硅酸根、磷酸根、硼酸根、钒酸根、钨酸根、钼酸根、铝酸根或其组合。其中在一较佳实施例中，本发明的电解液中以碳酸氢根为主盐，亦即碳酸氢根的浓度大于硅酸根、磷酸根、硼酸根、钒酸根、钨酸根、钼酸根或铝酸根任一的浓度。
本发明的电解液的pH为7-14，其可藉由氢氧化物、硼酸根化合物或其组合进行调整。氢氧化物例如为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钴、氢氧化镁、氢氧化铵、氢氧化铝、氢氧化钙或具氢氧根的镧系元素。
电解液中可加入适当的添加剂以调整膜的生长速率，获得强度、硬度、结合力、耐腐蚀性能均优良的氧化陶瓷层。举例而言，电解液可加入皮膜增厚剂、皮膜调整剂、辅助添加剂。皮膜增厚剂例如为碳酸氢钠、硅酸钠、铝酸钠、磷酸钠、钨酸钠或其组合。添加皮膜增厚剂能抑制等离子体电解氧化皮膜层的增加，并可增加皮膜层的耐磨性能。皮膜调整剂例如为含焦磷酸钠、六偏磷酸钠、过氧化物或其组合。过氧化物例如为过氧化氢、过氧化锰、过氧化钠、过氧化钾，或其它金属过氧化物。
电解液可再包含其它辅助添加剂，其包含丙三醇、乙二醇、柠檬酸钠、酒石酸钠、酒石酸钾、酒石酸钾钠或其组合。以及，电解液可添加其它粉末状的辅助添加剂，其包含氮化硼、二氧化硅、氧化铝、碳化硅或二硫化钼粉末。粉末的粒径大小可为1nm～50μm，其作用可使膜层中皮膜的生长速率增加。
实施例：
如表1所示，本发明的实施例1(N1)、实施例2(N2)及其它先前技术对照组(DE4209733(DE)、RU2070622(RU)、US6365028(US))的电解液成份如下所列。其中本发明的实施例1(N1)、实施例2(N2)的电解液包含4g/lNa2HCO3。
表一、本发明的实施例与先前技术的电解液成份
以直流电源(DC)，电池密度为10A/dm2，进行等离子体电解氧化一小时，所得的氧化膜如图2所示。所得氧化膜的晶相为αAl2O3、γAl2O3、Al6Si2O3，其X光绕射图性质如图3所示。
表二、本发明的实施例与先前技术所得的氧化膜性质
请一并参考图2及表2，利用本发明的电解液，可以于阀金属表面生成氧化膜，其厚度大于30μm。此外，在形成的氧化膜性质比较方面，其厚度、硬度与US6365028相近，粗糙度与RU2070622相近，并且具有较低的热阻值，因此散热能力良好。
综合上述，利用本发明的电解液可产生符合业界标准的氧化膜，且本发明的电解液的主要成份为碳酸氢盐，其相较于硅酸盐、铝酸盐及磷酸盐，具有成本及取得容易度的优势，因此相较于现有的电解液具有优势。
以上所述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的人士能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以的限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。
Claims (17)
1.一种阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，其特征在于，包含下列步骤：
提供一电解液至一等离子体电解氧化装置，其中该电解液至少包括碳酸氢根，且该电解液的pH值为7-14；
浸润一基材于该电解液，其中该基材包含一阀金属材料；
将该基材与该等离子体电解氧化装置电性连接；以及
自该等离子体电解氧化装置的一电极提供一阳极电流于该基材，使一阀金属氧化物膜形成于该基材的表面。
2.如权利要求1所述的阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，其特征在于，该电解液还包含硅酸根、磷酸根、硼酸根、钒酸根、钨酸根、钼酸根、铝酸根或其组合。
3.如权利要求2所述的阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，其特征在于，该碳酸氢根的浓度大于硅酸根、磷酸根、硼酸根、钒酸根、钨酸根、钼酸根或铝酸根任一的浓度。
4.如权利要求1所述的阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，其特征在于，该电解液还包含硅酸根、磷酸根或其组合。
5.如权利要求1所述的阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，其特征在于，该碳酸氢根的浓度大于4g/L。
6.如权利要求1所述的阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，其特征在于，该碳酸氢根由碳酸根水解所提供。
7.如权利要求1所述的阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，其特征在于，该电解液还包含氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钴、氢氧化镁、氢氧化铵、氢氧化铝、氢氧化钙或具氢氧根的镧系元素。
8.如权利要求1所述的阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，其特征在于，该电解液还包含焦磷酸钠、六偏磷酸钠、过氧化物或其组合。
9.如权利要求1所述的阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，其特征在于，该电解液还包含一辅助添加剂，其包含丙三醇、乙二醇、柠檬酸钠、酒石酸钠、酒石酸钾、酒石酸钾钠或其组合。
10.如权利要求1所述的阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，其特征在于，该电解液还包含一辅助添加剂，其包含氮化硼、二氧化硅、氧化铝、碳化硅或二硫化钼粉末。
11.如权利要求1所述的阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，其特征在于，该阳极电流的电流密度为0.5-50A/dm2，电压为60-1000V。
12.如权利要求1所述的阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，其特征在于，一阴极电流的电流密度为0.5-50A/dm2，电压为1-600V。
13.如权利要求12所述的阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，其特征在于，该阳极电流及该阴极电流由直流电源供应器、交流电源供应器或脉冲电源供应器所提供。
14.如权利要求1所述的阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，其特征在于，该阀金属选自由铝、镁、钛、锆及钽所组成的群组。
15.如权利要求1所述的阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，其特征在于，该阀金属包含铝。
16.如权利要求1所述的阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，其特征在于，该电解液的pH值为8-12。
17.一种阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，其特征在于，所用的一电解液至少包含碳酸氢根，且该电解液的pH值为7-14。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW100140271 | 2011-11-04 | ||
| TW100140271A TWI418664B (zh) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | 閥金屬電漿電解氧化表面處理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103088384A true CN103088384A (zh) | 2013-05-08 |
Family
ID=48201497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011104628020A Pending CN103088384A (zh) | 2011-11-04 | 2011-12-09 | 阀金属等离子体电解氧化表面处理方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103088384A (zh) |
| TW (1) | TWI418664B (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103266339A (zh) * | 2013-05-21 | 2013-08-28 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种钛合金工件低电压、低电流密度的微弧氧化方法 |
| CN103334143A (zh) * | 2013-07-15 | 2013-10-02 | 湖南大学 | 一种锆合金表面快速制备耐磨氧化锆和氧化铝混合涂层的微弧氧化方法 |
| CN104988553A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-10-21 | 马淑云 | 制备高纯氧化铝粉末的装置及其方法 |
| CN106868527A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-06-20 | 湖南大学 | 一种氧化钨粉体的制备方法 |
| WO2017166995A1 (zh) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 比亚迪股份有限公司 | 镁合金阳极氧化液及其制备方法和镁合金阳极氧化的方法 |
| CN107723781A (zh) * | 2017-08-28 | 2018-02-23 | 中国兵器工业第五九研究所 | 涂层的制造方法及涂层装置 |
| CN107829125A (zh) * | 2016-11-11 | 2018-03-23 | 深圳瑞之谷医疗科技有限公司 | 一种加热用基板、加热板、湿化器及其加工方法 |
| CN110257878A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-09-20 | 广西大学 | 一种制备铝钛复合板微弧氧化膜的方法 |
| CN112501666A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-03-16 | 江阴金属材料创新研究院有限公司 | 一种太阳能组件铝边框表面长效耐蚀涂层的处理方法 |
| CN112853360A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-28 | 安徽百圣鑫金属科技有限公司 | 一种铝合金表面处理方法 |
| RU2788775C1 (ru) * | 2022-05-27 | 2023-01-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Люминесцентное покрытие на оксидированном титане на основе соединений европия(ii, iii) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11186920B1 (en) | 2020-09-01 | 2021-11-30 | Metal Industries Research & Development Centre | Apparatus capable of local polishing and plasma-electrolytic polishing system |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3523828A (en) * | 1967-12-08 | 1970-08-11 | Int Nickel Co | Method of activating nickel battery electrode |
| JPS56130492A (en) * | 1980-03-19 | 1981-10-13 | Sekisui Chem Co Ltd | Coloring method for copper or copper alloy material |
| JPS5989795A (ja) * | 1982-11-12 | 1984-05-24 | Hitachi Condenser Co Ltd | 電解コンデンサ用アルミ箔の製造方法 |
| JPS644493A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-09 | Nippon Mining Co | Method for generating artificial patina on copper material |
| CN1554806A (zh) * | 2003-12-23 | 2004-12-15 | 长安大学 | 铝合金缸体内表面微弧氧化处理工艺 |
| CN1796614A (zh) * | 2004-12-20 | 2006-07-05 | 中国科学院金属研究所 | 一种环保型镁合金微弧氧化电解液以及微弧氧化方法 |
| CN102021629A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-04-20 | 南昌航空大学 | 一种钛合金表面微弧氧化减摩复合膜层的制备方法 |
| CN102021631A (zh) * | 2010-11-04 | 2011-04-20 | 杭州意来客电器设备有限公司 | 一种镁合金表面黑色硬质微弧氧化陶瓷膜处理方法 |
| CN102653877A (zh) * | 2011-03-04 | 2012-09-05 | 汉达精密电子(昆山)有限公司 | 镁合金阳极氧化处理的电解液及其处理方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2124588C1 (ru) * | 1997-12-30 | 1999-01-10 | Закрытое акционерное общество "Техно-ТМ" | Способ микроплазменного оксидирования вентильных металлов и их сплавов и устройство для его осуществления |
| RU2149929C1 (ru) * | 1999-04-02 | 2000-05-27 | Закрытое акционерное общество "Техно-ТМ" | Способ микроплазменной электролитической обработки поверхности электропроводящих материалов |
| GB2386907B (en) * | 2002-03-27 | 2005-10-26 | Isle Coat Ltd | Process and device for forming ceramic coatings on metals and alloys, and coatings produced by this process |
-
2011
- 2011-11-04 TW TW100140271A patent/TWI418664B/zh active
- 2011-12-09 CN CN2011104628020A patent/CN103088384A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3523828A (en) * | 1967-12-08 | 1970-08-11 | Int Nickel Co | Method of activating nickel battery electrode |
| JPS56130492A (en) * | 1980-03-19 | 1981-10-13 | Sekisui Chem Co Ltd | Coloring method for copper or copper alloy material |
| JPS5989795A (ja) * | 1982-11-12 | 1984-05-24 | Hitachi Condenser Co Ltd | 電解コンデンサ用アルミ箔の製造方法 |
| JPS644493A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-09 | Nippon Mining Co | Method for generating artificial patina on copper material |
| CN1554806A (zh) * | 2003-12-23 | 2004-12-15 | 长安大学 | 铝合金缸体内表面微弧氧化处理工艺 |
| CN1796614A (zh) * | 2004-12-20 | 2006-07-05 | 中国科学院金属研究所 | 一种环保型镁合金微弧氧化电解液以及微弧氧化方法 |
| CN102021631A (zh) * | 2010-11-04 | 2011-04-20 | 杭州意来客电器设备有限公司 | 一种镁合金表面黑色硬质微弧氧化陶瓷膜处理方法 |
| CN102021629A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-04-20 | 南昌航空大学 | 一种钛合金表面微弧氧化减摩复合膜层的制备方法 |
| CN102653877A (zh) * | 2011-03-04 | 2012-09-05 | 汉达精密电子(昆山)有限公司 | 镁合金阳极氧化处理的电解液及其处理方法 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103266339A (zh) * | 2013-05-21 | 2013-08-28 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种钛合金工件低电压、低电流密度的微弧氧化方法 |
| CN103334143A (zh) * | 2013-07-15 | 2013-10-02 | 湖南大学 | 一种锆合金表面快速制备耐磨氧化锆和氧化铝混合涂层的微弧氧化方法 |
| CN103334143B (zh) * | 2013-07-15 | 2016-01-20 | 湖南大学 | 一种锆合金表面快速制备耐磨氧化锆和氧化铝混合涂层的微弧氧化方法 |
| CN104988553B (zh) * | 2015-06-16 | 2017-07-14 | 马淑云 | 制备高纯氧化铝粉末的装置及其方法 |
| CN104988553A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-10-21 | 马淑云 | 制备高纯氧化铝粉末的装置及其方法 |
| WO2017166995A1 (zh) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 比亚迪股份有限公司 | 镁合金阳极氧化液及其制备方法和镁合金阳极氧化的方法 |
| CN107829125A (zh) * | 2016-11-11 | 2018-03-23 | 深圳瑞之谷医疗科技有限公司 | 一种加热用基板、加热板、湿化器及其加工方法 |
| CN106868527A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-06-20 | 湖南大学 | 一种氧化钨粉体的制备方法 |
| CN107723781A (zh) * | 2017-08-28 | 2018-02-23 | 中国兵器工业第五九研究所 | 涂层的制造方法及涂层装置 |
| CN110257878A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-09-20 | 广西大学 | 一种制备铝钛复合板微弧氧化膜的方法 |
| CN112501666A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-03-16 | 江阴金属材料创新研究院有限公司 | 一种太阳能组件铝边框表面长效耐蚀涂层的处理方法 |
| CN112853360A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-28 | 安徽百圣鑫金属科技有限公司 | 一种铝合金表面处理方法 |
| RU2788775C1 (ru) * | 2022-05-27 | 2023-01-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Люминесцентное покрытие на оксидированном титане на основе соединений европия(ii, iii) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI418664B (zh) | 2013-12-11 |
| TW201319326A (zh) | 2013-05-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103088384A (zh) | 阀金属等离子体电解氧化表面处理方法 | |
| Jin et al. | Effect of carbonate additive on the microstructure and corrosion resistance of plasma electrolytic oxidation coating on Mg-9Li-3Al alloy | |
| Sarbishei et al. | Study plasma electrolytic oxidation process and characterization of coatings formed in an alumina nanoparticle suspension | |
| Rogov et al. | AC plasma electrolytic oxidation of additively manufactured and cast AlSi12 alloys | |
| Rocca et al. | Electrochemical behavior of zinc in KOH media at high voltage: Micro-arc oxidation of zinc | |
| Barchiche et al. | A better understanding of PEO on Mg alloys by using a simple galvanostatic electrical regime in a KOH–KF–Na3PO4 electrolyte | |
| CN103695980B (zh) | 一种铝合金表面单层微弧氧化陶瓷膜的制备方法 | |
| CN102428213A (zh) | 金属的表面处理方法 | |
| CN105040071B (zh) | 镁合金表面处理方法 | |
| Sobolev et al. | Comparison of plasma electrolytic oxidation coatings on Al alloy created in aqueous solution and molten salt electrolytes | |
| Jangde et al. | Influence of glycerol on plasma electrolytic oxidation coatings evolution and on corrosion behaviour of coated AM50 magnesium alloy | |
| Jangde et al. | Evolution of PEO coatings on AM50 magnesium alloy using phosphate-based electrolyte with and without glycerol and its electrochemical characterization | |
| Song et al. | Study of the formation process of titanium oxides containing micro arc oxidation film on Mg alloys | |
| Yan et al. | Anodizing of AZ91D magnesium alloy using environmental friendly alkaline borate-biphthalate electrolyte | |
| Yu et al. | Incorporation mechanism of ZnO nanoparticles in PEO coating on 1060 Al alloy | |
| Wei et al. | Corrosion and wear resistance of AZ31 Mg alloy treated by duplex process of magnetron sputtering and plasma electrolytic oxidation | |
| WO2017204266A1 (ja) | Ｓｎ系合金めっき鋼板 | |
| Han et al. | Plasma-electrolytic-oxidation coating containing Y2O3 nanoparticles on AZ91 magnesium alloy | |
| WO2020177223A1 (zh) | 基于钙盐的镁合金表面耐腐蚀自修复涂层的制备方法 | |
| CN103409785B (zh) | 一种钛合金表面降低海生物附着的纳米涂层制备方法 | |
| CN108642544B (zh) | 一种利用微弧氧化在镁合金表面制备氧化膜的方法 | |
| Zhang et al. | A Novel Mg-Al-Co LDH/MAO Composite Films on LA103Z Magnesium-Lithium Alloy and Its Active Anti-corrosion Performance | |
| Zhang et al. | Preparation, microstructure and corrosion resistance of Al2O3 coatings by cathodic plasma electrolytic deposition on sintered NdFeB permanent magnet | |
| JP2006016647A (ja) | 電解酸化処理方法及び電解酸化処理金属材 | |
| Zhai et al. | Mechanism of microarc oxidation on AZ91D Mg alloy induced by β-Mg17Al12 phase |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: LI DECAI Effective date: 20150424 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20150424 Address after: No. 303 Guangfu Road, Hukou Township, Hsinchu County, Taiwan 33, China Applicant after: Taiwan Puritic Corporation Applicant after: Li Decai Address before: No. 303 Guangfu Road, Hukou Township, Hsinchu County, Taiwan 33, China Applicant before: Taiwan Puritic Corporation |
|
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130508 |