CN110114517A - 在轻合金上生成薄功能涂层的方法 - Google Patents

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Abstract

在示例性实施方式中，提供了一种用于制造薄膜涂层的方法。所述方法包括预处理基体，将所述基体放置在至少包括磷酸和硫酸的浴中以生成薄阳极化层，在溶液中冲洗薄阳极化层，按照镀覆电流曲线在电沉积浴中镀覆薄阳极化层的表面持续预定时间段，以及将镀覆电流增加到推荐浴镀覆电流以生成具有期望初始涂层厚度的薄膜涂层。

Description

在轻合金上生成薄功能涂层的方法
背景技术
铝及其合金是用于汽车、结构和航天应用的广泛使用的材料，但是因为没有合适的功能涂层，许多合金由于腐蚀而遭受环境劣化。已经开发了许多方法来保护铝表面，包括阳极化、镀覆和化学覆膜。然而，为了有效地保护铝表面，需要厚的镀覆或阳极化膜。或者，需要诸如镉或六价铬的环境有害材料薄膜。
阳极化是一种众所周知的保护铝和其它轻金属表面的方法。阳极化表面的不同应用可利用其中需要高保护的厚膜或用于更多装饰应用的薄膜。在厚膜或硬阳极化中，形成25-150微米厚的氧化物表面。该表面通常在包括染色的过程中密封。随后可将其它保护涂层施涂到该表面上。两个专利US 4,431,707和US 4,624,752描述了进一步处理硬阳极化表面使得它们可以被镀覆的方法。这两种方法都包括化学蚀刻阶段以生成可被施涂的导电表面层和电沉积在该表面上的镀覆层。
薄膜阳极化表面通常在0.5和25微米之间。与硬阳极化一样，通常将这些表面密封以提供环境保护。薄阳极化表面的优点在于通过阳极化孔隙在基体之间保留了足够的导电性，使得可以在阳极化表面上直接电沉积功能膜。美国专利US 3,915,811和US 3,943,039描述了进一步处理阳极化膜和在这种膜上电沉积、特别是镍涂层的方法。这些专利说明了用于阳极化的不同的浴和方法，同时建议了多种电沉积方法来提供功能表面。这两个专利都涉及对汽车保险杠汽车工业特别重要的铝合金的子设备，并且通常涉及电沉积一个或多个厚层以实现这些应用的耐腐蚀和装饰方面。更具体地，这些专利没有教导本申请中公开的方法以确保阳极化孔的完全填充并允许薄膜电沉积表面实现良好的腐蚀保护和其它功能特性。
在铝上的电沉积也是公知的，并且该方法通常包括使用锌酸盐方法在表面上施涂非常薄的锌层，随后在该表面上施涂一个或多个镀覆涂层。锌酸盐方法本质上是有问题的并且对于获得良好的电沉积涂层是必需的，因此通常需要双重和三重锌酸盐步骤来获得可接受的结果。在许多情况下，第一镀层是厚的(40-50微米)无电镀Ni-P涂层或半光亮电解镍，以提供腐蚀保护。第一层之后是功能或装饰表面层，其可以是光亮镍。在一种应用中，表面涂层是电沉积的Zn-Ni。已经开发了Ni-P/Zn-Ni涂层体系来代替环境危险的铬酸盐钝化镉用于电连接器外壳。然而，该方法在时间和材料上都是昂贵的，并且不如其被设计来代替的涂层那样有效。
阳极化薄膜也用作生产用于传感器的纳米线模板，如US2009/0242416中所述。尽管该专利教导了在阳极化表面的孔中的镀覆，但它没有教导控制电流以确保纳米孔的完全填充并实现纳米线和孔之间的互锁。它也没有教导当填充孔时增加电流以确保阳极化膜的完全覆盖。
因此，在本领域中需要一种用薄镀层涂覆铝和其它轻金属表面的方法，该薄镀层提供对腐蚀和其它功能属性的保护。
发明内容
根据本文所示的方面，提供了一种制备薄膜涂层的方法。实施例的一个公开特征是一种方法，该方法包括预处理基体，将基体放置在至少包含磷酸和硫酸的浴中以产生薄阳极化层，在溶液中冲洗该薄阳极化层，按照镀覆电流曲线在电沉积浴中镀覆该薄阳极化层的表面持续预定时间段，以及将镀覆电流增加到推荐浴镀覆电流以生成具有期望的初始涂层厚度的薄膜涂层。
附图说明
图1是阳极化表面的扫描电子显微镜(SEM)图像；
图2是阳极化缺陷的SEM；
图3是填充的阳极化层横截面的SEM；
图4是独特形态的图像；
图5是半球形表面形态的示例效果的图像；
图6是混合SB/光亮Ni涂层的横截面的图像；
图7是混合SB/光亮Ni涂层的粘合测试的图像；
图8是铜加速乙酸盐喷雾(CASS)测试前后图像的图像；
图9是具有Zn-Ni表面的双重混合涂层的图像；
图10是双重混合涂层的粘合测试结果的图像；
图11是双重混合Zn-Ni涂层的CASS测试前后结果的图像；
图12是混合黑镍涂层的表面形态的图像；
图13是UV-可见-红外光吸收性能的图像；
图14是在1N载荷下的耐磨性的图像；
图15是混合黑镍涂层的表面形态的图像；
图16是混合涂层和传统涂层的对比磨损轨迹的图像；
图17是各种层的示例厚度的图像；和
图18是用于制造薄膜涂层的示例性方法的流程图。
具体实施方式
本文所述的实施例提供了在铝或轻金属合金上形成薄镀层的改进方法。该方法包括以下步骤中的一个或多个：对合金基体进行脱脂；对基体进行电抛光；活化所述表面；在基本上包含磷酸的阳极化浴中阳极化基体上的1-10微米的膜；任选地在含有氢氟酸的溶液中活化阳极化表面以完全溶解阳极化表面端盖；采用用于电沉积的电压曲线电沉积1至20微米间的第一镀层(包括阳极化膜)，以确保阳极化孔被完全填充和密封并形成其上可沉积其它涂层的表面；任选地，使用醋酸镍浴的密封相可以在第一镀覆步骤之后，以密封没有被第一镀覆步骤完全填充的任何阳极化孔隙；以及任选地在第一层上沉积0至20微米的第二或多层功能涂层。混合涂层的总平均厚度可以是约2-40微米。
图18示出了用于制造薄膜涂层的示例性方法1800。在一个实施例中，方法1800可以在处理器或控制器的控制下由处理设施中的各种设备或工具执行。
在框1802，方法1800开始。在框1804，方法1800可以预处理基体。在一个实施方案中，基体可以是铝、钛或镁。
预处理可包括在碱性浴中使基体脱脂，在聚乙二醇、硫酸和氢氟酸或其它类似溶液的溶液中使基体粗化，和在硝酸溶液中蚀刻基体。溶液的实例可以是商业铝表面预处理，称为Probright AL。使基体粗化的溶液可在基体蚀刻时清洁基体表面。
预处理的一个实例可以包括首先在商业溶液(如来自MacDermid的Actvax)中对基体进行脱脂处理。脱脂步骤之后是在含有体积比选自70-85:2-4:6-9:5-20的H3PO4、HF、H2SO4和甘油的浴中进行冲洗和电抛光。在阳极化之前冲洗基体具有消除表面上杂质的效果，这可能导致薄阳极化层中的缺陷。这些杂质包括基体中的不溶性合金元素。电抛光浴在约12V的电压(V)下保持在70-80摄氏度(℃)的温度。电抛光步骤提供具有最小表面合金元素的基体的均匀表面，这有助于实现均匀的阳极化层。然后在活化和阳极化步骤之前，在去离子水中冲洗电抛光的基体。
在一个实施方案中，可在阳极化之前任选地活化基体。活化步骤可以对某些合金提供一些益处。活化步骤的一个实例可包括在包含按体积计通常为40％但在20至50V％之间都是有效的HNO3和在1至10毫升/升(mL/L)之间的HF的浴中活化表面。该浴保持在20℃-25℃的温度下，将基体浸入并约每秒搅拌一次，持续20-40秒。
活化步骤的另一实例可包括持续1分钟或更短的短阳极化步骤，也称为“图案化”。图案化可改善阳极化膜的质量。一个实例包括在氢氧化钠浴中去除显影的阳极化层、冲洗、然后在本文所述的阳极化过程之后再次阳极化。
在框1806，方法1800将基体放置在至少包括磷酸和硫酸的浴中以生成薄阳极化层。在一个实施例中，小心地控制阳极化步骤的电参数和浴组成，以确保阳极化表面包含直径在50和70纳米(nm)之间的均匀高密度分布的薄壁孔，如图1所示。主要含有磷酸和少量硫酸和少量草酸的阳极化浴在室温(20℃-25℃)下操作。浴组成选自H3PO4 280-600克/升(g/L)、H2SO4 1-15g/L和HOOCCOOH 1-10g/L。在30V和60V之间的电压和2安培每平方分米(A/dm2)的最大电流密度下的恒电压阳极化提供了最佳的孔分布和密度。本公开中的阳极化膜的厚度在1至10微米之间；然而，厚度也可以在1和5微米之间。在一个实施例中，厚度可以在1和2微米之间。在上述条件下阳极化10分钟产生约2.5微米的阳极化膜。薄阳极化层变成用于混合涂层系统的键层，允许随后沉积的层与该层牢固地互锁，以提供优于传统镀覆溶液的粘附性。
在阳极化步骤中，当阳极化薄膜时，要处理的问题是一些合金元素(例如硅和铁)从基体不完全溶解。在阳极化之前，电抛光和活化步骤减少但不从表面消除这些元素的存在。这些元素的存在可能导致阳极化瑕疵，如图2的SEM图像所示。这些缺陷可能在第一电沉积层中产生缺陷，其中第一电沉积层或者不完全覆盖阳极化层，或者不与阳极化层完全互锁，导致低粘附性和潜在腐蚀路径。低温和低恒压阳极化的选择使这些缺陷的产生最小化。可选的密封步骤可以消除潜在的腐蚀路径。
在框1808，方法1800在溶液中冲洗阳极化层。在一个实施例中，冲洗可用于完全溶解孔底部的阳极化端帽。该溶液可以是包含0.5-5mL/L HF的浴。待处理的阳极化基体浸入冲洗浴中大约30秒，同时约每秒搅拌一次。
在框1810，方法1800按照镀覆电流曲线在电沉积浴中镀覆阳极化层的表面持续预定时间段。例如，将第一电沉积涂层由选自一系列可能的浴的浴中施涂到阳极化膜上。控制与第一电沉积涂层有关的电参数，其中在包括第一镀覆阶段的第一镀覆时间段施涂第一镀覆电流，并且在包括第二镀覆阶段的第二镀覆时间段施涂第二镀覆电流。第一电沉积层形成完全填充阳极化层中的孔的互锁层，将第一电镀层牢固地锁定到阳极化表面。
在第一镀覆时间段间进行的第一镀覆阶段，在该时间段期间，将第一镀覆电流或电流曲线设定为用于选定的浴组成的标称镀覆电流的百分比。可以通过由配制人员针对特定镀覆浴提供的技术数据表(TDS)来定义标称镀覆。例如，这里提到的半光亮镍的镀覆电流可以在2和4A/dm2之间。在一个实施例中，对于本文所述的浴，标称镀覆电流可以是3A/dm2。对于选定的浴组成，第一镀覆电流或电流曲线选择在标称镀覆电流的5％和50％之间，并且第一镀覆时间段取决于阳极化膜的厚度，但足以用电沉积涂层完全填充阳极化的孔。足够的时间量可以由以下函数来定义。在一个实例中，对于半光亮镍浴和16％标称镀覆电流的镀覆电流和2微米的阳极化层，18分钟可以提供足够的时间量。这种减小的电流的镀覆速率已经显示为在正常操作条件下浴的镀覆速率的0.05-0.5倍。因此，施涂第一镀覆电流的第一镀覆周期近似为：
其中,‘t’是以分钟为单位的第一镀覆时间，‘d’是阳极化层的厚度，单位为微米，‘n’是第一电沉积浴在正常浴操作条件下的镀覆速率，单位为微米/分钟，速率因数在0.06和0.3之间，这取决于电流的减少百分比、所选择的镀覆浴的正常镀覆效率、以及该镀覆浴的镀覆速率随电流的变化。图3示出了SEM图像，其中阳极化表面的孔在该过程之后被完全填充。这里阳极化膜的厚度为1.4-1.5微米，杆直径为80-200nm。
在一个实施例中，第一镀覆电流可以在第一镀覆期间从选定镀覆浴的标称镀覆电流的0％开始倾斜，并且在小于或等于第一镀覆时间段的期间内倾斜到标称镀覆电流的50％。在第一镀覆阶段期间形成的厚度可以是1至10微米，其可以与阳极化膜的厚度相同。
在框1812，方法1800将镀覆电流增加到推荐的浴镀覆电流，以生成具有期望初始涂层厚度的薄膜涂层。例如，一旦孔被填充到特定水平(例如，小于完全填充、完全填充、大于完全填充等)，则第二镀覆阶段开始。在第二阶段期间，电流可以保持与在第一镀覆阶段期间相同，或者电流可以立即增加到推荐的浴镀覆电流。在一个实施例中，推荐的浴镀覆电流可以是选定浴的最低标称电流的50％，或者电流可以在小于或等于第二镀覆时间段的期间从在第一镀覆阶段期间使用的最终电流倾斜到选定镀覆浴的标称镀覆电流的100％。选择第二镀覆时间段以足以确保阳极化膜的完全覆盖，形成所需的镀覆厚度，形成所需的表面形态和/或获得第一电沉积层的其它所需特性。在一个实施例中，第二镀覆状态的厚度为1至10微米。在框1814，方法1800结束。
在一个实施方案中，第一电沉积层的厚度为2-20微米，特别是如果第一电沉积层是唯一的电沉积层，其提供了镀覆表面的所有功能属性。
在一个实施例中，第一电沉积涂层可以是阳极化层的厚度。这里，如图17所示，第一电沉积层之后经常是第二或多电沉积层。
在一个实施方案中，第一电沉积层可由光亮镍浴(例如由Elite surfaceTechnology提供的R850)沉积。在一个实施例中，第一电沉积层可由诸如由CMP India提供的Chemipure/Niflow的半光亮镍浴沉积。在另一实施例中，第一电沉积层可由铜浴沉积。在另一个实施方案中，第一电沉积层可以由诸如由Elite surface Technology提供的Enviralloy Ni12-15的锌-镍镍浴沉积。在另一个实施方案中，第一电沉积层可以由黑浴沉积，使得由Elite surface Technologies提供。在另一个实施方案中，第一电沉积层可以由上述的光亮镍浴沉积，向其中加入30-40g/L的DMAB(二甲胺硼烷)以获得镍硼第一电沉积层。在另一个实施方案中，第一电沉积层可以由诸如银、金或其它金属的其它浴沉积。在这些情况中的每一种情况下，标准镀覆电流和时间将由浴的供应商来限定，并且如在本公开中所描述的那样进行调整，以确保阳极化层中的孔的完全填充，并且用所选择的涂层的完全表面来涂覆阳极化层。
在一个实施例中，第一电沉积层可以提供整个涂层系统的第一功能部件。特别地，第一电沉积层可以为基体提供腐蚀保护和低导电率。在这种情况下，当使用Mil DTL 81706中规定的过程测量时，第一电沉积层将具有<0.1毫欧姆(mΩ)的电导率。
在一种实施方式中，第一电沉积层可以由诸如上面提出的那些浴的商业浴沉积，其中陶瓷相的溶胶已经以美国专利申请13/381,487中描述的方式添加到浴中，为涂覆的表面提供增强的功能属性。
在一个实施例中，阳极化膜和第一电沉积层足以提供涂层系统所需的全部功能特性。这里，由某些电沉积浴(诸如举例而言，光亮镍、黑镍或镍硼)产生的第一电沉积层，可以表现出有利的高表面面积形态，该形态源于通过阳极化的孔形成的电流通路，该阳极化的孔表现出遵循孔结构的几何高电流低电流图案。图4中示出了这种结构的涂层横截面和表面形态的图像。所开发的形态表现出的表面积至少是平板表面的两倍。这种表面可表现出改进的辐射吸收特性、改进的磨损特性和改进的亲水性。图5示出了该表面形态的一些期望特性，特别是耐磨性和摩擦系数的改进。
在一个实施例中，可以选择第一电沉积层以产生平坦表面。这种层是通过半光亮镍浴(例如由CMP Chemicals提供的镍浴)产生的。这种第一电沉积层的选择提供了对基体的增强的腐蚀保护，并提供了在其上沉积第二电沉积层的优异表面。
根据本公开，可密封第一电沉积膜中由基体中未溶解的合金元素产生的不良阳极化区域产生的任何未涂覆的孔，以防止在30-35℃下在工业醋酸镍浴中操作5-10分钟的腐蚀。如果要施涂第二电沉积膜，则可能不需要这样的密封步骤。
根据本公开，可以在第一电沉积层上施涂第二或多电沉积层以提供涂层的附加功能方面。这种层可以增强涂层体系的外观、硬度、耐磨性、导电性等。
实例
以下实施例指出了具体的操作条件并说明了本公开的实践。然而，这些实施例不应被认为是对本发明的范围的限制。选择实施例以具体说明在薄阳极化合金表面上的双层和单纯形涂层的方面。
实例1-利用电沉积/SB-Ni/光亮Ni的混合阳极化6061A1
包含与半光亮镍互锁层和光亮镍功能层结合的薄阳极化键层的混合涂层提供了铝的锌酸盐半光亮镍、光亮镍镀覆溶液的薄替代物。该混合涂层较薄，其替代厚度为约10微米而不是25微米；提供优异的耐腐蚀性(>144小时CASS对比75小时CASS)；并且具有相等的电导率。
将3厘米(cm)×5cm 6061铝样本在含有体积为70:2:8:20的H3PO4、HF、H2SO4和甘油的浴中电抛光5分钟。电抛光浴保持在80摄氏度的温度，在样本和Pb阴极之间施加12V的电压。
然后在活化和阳极化步骤之前，在去离子(DI)水中冲洗电抛光的基体。
样本在包含40体积％的HNO3和5mL/L的HF的浴中活化。将该浴保持在20℃的温度下，将基体浸入并搅拌，约1次/秒，持续30秒。
样本在25℃下阳极化10分钟。阳极化浴组成是H3PO4 300g/L、H2SO4 10g/L和HOOCCOOH 2g/L。在60V的电压下进行恒压阳极化。
然后通过将阳极化基体浸入含有1mL/L HF的浴中30秒而使阳极化表面活化，同时搅拌基体，约每秒一次。
第一电沉积阶段：通过阳极化膜电镀半光亮Ni。选择的电流密度恒定在0.5A/dm2，与选择的2-4A/dm2的镀覆液的标称镀覆电流相比，第一镀覆时间为30分钟。厚度约为2微米。然后选择电流密度在1A/dm2下恒定12分钟的第二镀覆时间。厚度约为2.4微米。该第一电沉积层达到约4.4微米的厚度，足以完全填充阳极化膜中的孔。选择第二电沉积涂层为光亮Ni。这里，电流密度选择为0.51A/dm2，并且需要8分钟的镀覆时间。第二电沉积层具有约1.6微米的厚度。在图6中可以看到形成的显示各层的涂层的横截面。
如图7所示，所得到的沉积物均匀、光亮、光滑，具有优异的粘附性。通过144小时的铜加速盐喷雾(CASS)测试，该沉积物显示出非常好的耐腐蚀性(图8)。
实例2-利用电沉积SB-Ni/Zn-Ni的混合阳极化6061 A1
包含与半光亮镍互锁层和锌镍功能层结合的薄阳极化键层的混合涂层提供了锌酸盐化学镀Ni-P的薄替代物，并且提出电镀锌镍作为电连接器上使用的有毒六价铬钝化镉涂层的替代物。该混合涂层较薄，其替代厚度为约20微米而不是45微米；提供等同的耐腐蚀性；并且具有相等的电导率。
将阳极化的/SB-Ni/Zn-Ni n 6061A 3cm×5cm 6061铝样本在含有体积为70:2:8:20的H3PO4、HF、H2SO4和甘油的浴中电抛光5分钟。将电抛光浴保持在80℃的温度，在样本和Pb阴极之间施加12V的电压。
然后在活化和阳极化步骤之前，在DI水中冲洗电抛光的基体。
样本在包含40体积％的HNO3和5mL/L的HF的浴中活化。将该浴保持在20℃的温度下，将基体浸入并搅动，每秒一次，持续30秒。
样本在25℃下阳极化10分钟。阳极化浴组成是H3PO4 300g/L、H2SO4 10g/L和HOOCCOOH 2g/L。在60V的电压下进行恒压阳极化。
然后通过将阳极化基体浸入含有1mL/L HF的浴中30秒而使阳极化样本活化，同时搅拌样本，约每秒一次。
由于其优异的抗腐蚀性能，选择第一电沉积浴为半光亮镍。为该层选择电流曲线以填充阳极化孔并提供阳极化表面的完全覆盖。在第一电沉积阶段，通过阳极化膜电镀半光亮镍。选择电流密度恒定在0.5A/dm2，30min的第一镀覆周期足以完全填充阳极化的孔。该第一电沉积层厚度约为2.1微米。在第一镀覆周期之后，电流增加到1A/dm2，并且持续镀覆30分钟的第二镀覆周期。第一电沉积层具有约7.0微米的总厚度。
选择第二电沉积涂层为ZnNi。选择电流密度为1A/dm2，镀覆时间为40分钟。第二电沉积层具有约6.9微米的厚度。
所得沉积物均匀、光亮、光滑(图9)，并且全部电沉积对面板的粘附性优异(图10)。经过72小时CASS，沉积物还表现出非常好的耐腐蚀性(图11)。
实例3-利用电沉积黑Ni的混合阳极化5251A1
包括与黑镍互锁功能层结合的薄阳极化键层的混合涂层提供了对铝上的传统黑镍和黑铬涂层的替代。该混合涂层提供了超过现有涂层的几个优点，包括改进的耐磨性和在紫外范围内改进的光吸收。
将2cm×3cm 5251铝在含有体积为75:4:6:15的H3PO4、HF、H2SO4和甘油的浴中电抛光5分钟。电抛光浴保持在80℃的温度，在样本和Pb阴极之间施加12V的电压。
然后在活化和阳极化步骤之前，在DI水中冲洗电抛光的基体。
样本在包含40体积％的HNO3和5mL/L的HF的浴中活化。将该浴保持在20℃的温度下，将基体浸入并搅拌，每秒一次，持续30秒。
将样本在25℃下阳极化10分钟。阳极化浴组成是H3PO4 350g/L、H2SO4 10g/L和HOOCCOOH 2g/L。在45V的电压下进行恒压阳极化。形成2-2.5μm的阳极化层。
然后通过将阳极化基体浸入含有2mL/L HF的浴中30秒而使阳极化样本活化，同时搅拌样本，约每秒一次。
由商业黑镍镀覆浴在阳极化表面上电镀黑镍功能层。在镀覆期间使用电流密度从0.8A/dm2增加到1.25A/dm2的电流曲线进行电镀。将样品镀覆20分钟以获得约5微米的总涂层厚度。
混合黑镍的表面形态是均匀球状体(图12)，这产生了优异的良好光吸收性能(图13)和耐磨性(图14)，与传统的黑镍涂层不同，涂层对基体的粘附性优异。
实例4-混合阳极化5251铝合金与电沉积Ni-B
包含与镍硼互锁功能层结合的薄阳极化键层的混合涂层提供了对传统硬铬的替代。混合涂层产生具有出色耐磨性的半球形表面形态。
将2cm×3cm 5251铝样本在含有体积为75:4:6:15的H3PO4、HF、H2SO4和甘油的浴中电抛光5分钟。电抛光浴保持在80摄氏度的温度，在样本和Pb阴极之间施加12V的电压。
然后在活化和阳极化步骤之前，在DI水中冲洗电抛光的基体。
样本在包含40体积％的HNO3和5mL/L的HF的浴中活化。将该浴保持在20℃的温度下，将基体浸入并搅拌，每秒一次，持续30秒。
将样本在25℃下阳极化10分钟。阳极化浴组成是H3PO4 350g/L、H2SO4 10g/L和HOOCCOOH 2g/L。在45V的电压下进行恒压阳极化。形成2-2.5μm的阳极化层。
然后通过将阳极化基体浸入含有2mL/L HF的浴中30秒而使阳极化样本活化，同时搅拌样本，约每秒一次。
由通过CMP生产的商业光亮镍浴将镍硼电镀到阳极化基体上，其中已将3g/L的DMAB加入其中。在0.5A/dm2的低恒定电流下开始镀覆10分钟，之后电流增加到2A/dm2，持续20分钟。形成约5微米的总涂层厚度。
混合镍硼的表面形态是球状体(图15)，与传统涂层相比，其产生具有出色耐磨性的表面(图16)。在磨损条件下，极硬的混合镍硼的半球形形态提供了低摩擦支承表面，限制磨损物体和主涂层材料之间的接触。
实例5-利用电沉积铜的混合阳极化钛
二氧化钛是重要的光催化材料。在阳极化钛表面的孔中电沉积铜的混合涂层为从TiO2表面释放的电子提供了优异的导电路径。混合涂覆技术允许简单地形成这种表面。将钛样品电抛光并活化。由酸性或有机阳极化浴将2-3微米二氧化钛的阳极化膜阳极化在表面上。在低电流脉冲镀覆和低电流镀覆的组合下，铜优选沉积在阳极化表面的孔中。
应当理解，上述公开的变体和其它特征和功能、或其替换，可以组合到许多其它不同的系统或应用中。本领域技术人员可以随后做出各种目前无法预见的或未预期的替代、修改、变化或改进，这些替代、修改、变化或改进也包括在所附权利要求中。

Claims (14)

1.一种用于制造薄膜涂层的方法，包括：
预处理基体；
将所述基体放置在包含至少磷酸和硫酸的浴中，以生成薄阳极化层；
在溶液中冲洗所述薄阳极化层；
按照镀覆电流曲线，在电沉积浴中镀覆所述薄阳极化层的表面持续预定时间段；和
将所述镀覆电流增加到推荐浴镀覆电流以生成具有期望初始涂层厚度的薄膜涂层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述基体包括铝。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述基体包括钛和镁中的任一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述薄阳极化层具有在大约2微米与10微米之间的厚度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述预处理包括：
使所述基体在碱性浴中脱脂；
使所述基体在溶液中粗化；和
在硝酸溶液中蚀刻所述基体。
6.根据权利要求1所述的方法，其中用于所述冲洗的溶液包括稀氢氟酸。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述冲洗所述薄阳极化层使对所述薄膜涂层的干扰最小化以生成均匀的膜。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述薄阳极化层是在室温和恒定电压下生成的。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述恒定电压是在30伏特(V)与60V之间。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述电流曲线被选择为标称镀覆电流的百分比。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述百分比是足以填充被镀覆表面的阳极化孔隙的时间。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述百分比在针对磷酸和硫酸浴的所述标称镀覆电流的5％和50％之间。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述镀覆电流曲线经由以下过程获得，所述过程包括：
在第一时间段内将所述镀覆电流从零倾斜到标称镀覆电流的百分比；
将所述镀覆电流恒定保持在第一值持续足以填充所述被镀覆表面的阳极化孔隙的第二时间段；和
将所述镀覆电流增加到比所述第一值更高的第二值持续足以在所述阳极化层上提供均匀涂层的第三时间段。
14.根据权利要求1的方法，进一步包括：
将最初所用的所述镀覆电流增加到推荐镀覆电流，以生成具有期望初始涂层厚度的薄膜涂层。
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