CN110958800A - 用于钛部件的纹理化表面 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于钛部件的纹理化表面。本申请涉及用于便携式电子设备的外壳。该外壳包括具有纹理化表面的钛基底，该纹理化表面包括彼此通过谷分开的无规分布的峰，其中峰的顶部与谷的底部分开至少最小分隔距离，使得纹理化表面的特征在于具有大于0.3微米的Sq(均方根高度)。

Description

用于钛部件的纹理化表面
技术领域
所述实施方案整体涉及用于蚀刻钛基底的表面的技术。更具体地讲，所述实施方案涉及用于为钛基底实现糙面表面光洁度的系统和方法。
背景技术
便携式电子设备可包括各种操作部件(例如，显示器、处理器、天线等)。这些便携式电子设备的外壳可由具有高强度和刚度的各种金属(例如，阳极化铝等)形成以保护这些操作部件。另外，优选处理这些外壳以赋予这些外壳有吸引力的表面光洁度。然而，特定类型的金属虽然具有高强度和刚度，但也难以处理以赋予有吸引力的表面光洁度。因此，需要实施用于处理这些特定类型金属的技术。
发明内容
本文描述了整体涉及用于蚀刻钛基底的表面的技术的各种实施方案。更具体地讲，所述实施方案涉及用于为钛基底实现糙面表面光洁度的系统和方法。
根据另一实施方案，描述了一种用于便携式电子设备的外壳。该外壳包括具有纹理化表面的钛基底，该纹理化表面包括彼此通过谷分开的无规分布的峰，其中峰的顶部与谷的底部分开至少最小分隔距离，使得纹理化表面的特征在于具有大于0.3微米的Sq(均方根高度)。
根据另一实施方案，描述了一种用于便携式电子设备的外壳。该外壳包括钛基底，所述钛基底包括外部纹理化表面，该外部纹理化表面具有适于漫反射入射在外部纹理化表面处的可见光的交替的峰和谷，其中峰的顶部与谷的底部分开至少最小深度，使得当可见光入射在外部纹理化表面处时，钛基底被赋予在相对于外部纹理化表面在20度处测量时具有小于2光泽度单位的光泽度值。
根据一些实施方案，描述了一种用于形成用于便携式电子设备的外壳的方法，该外壳包括金属基底。该方法包括：通过将金属基底暴露于电化学氧化工艺来形成覆盖金属基底表面的金属氧化物层，其中金属基底的表面通过电化学氧化工艺被粗糙化以形成具有交替的峰和谷的纹理化表面；以及通过施用剥除溶液去除金属氧化物层，由此显露金属基底的纹理化表面。
根据结合以举例的方式示出所述实施方案的原理的附图而进行的以下详细描述，本发明的其他方面和优点将变得显而易见。
提供本发明内容仅用于概述一些示例性实施方案的目的，以便提供对本文所述主题的一些方面的基本理解。因此，应当理解，上述特征仅为示例，并且不应解释为以任何方式缩窄本文所描述的主题的范围或实质。本文所描述的主题的其他特征、方面和优点将通过以下具体实施方式、附图和权利要求书而变得显而易见。
附图说明
本公开通过下面结合附图的具体描述将更易于理解，其中类似的附图标记表示类似的结构元件。
图1示出了根据一些实施方案的具有可利用本文所述的技术处理的表面的各种设备的透视图。
图2A至图2E示出了根据一些实施方案用于形成金属部件的纹理化表面的方法的剖视图。
图3示出了根据一些实施方案用于形成金属部件的纹理化表面的方法的流程图。
图4A至图4B示出了根据一些实施方案的金属部件的视图的示例性图像。
图5A至图5B示出了根据一些实施方案的金属部件的顶视图和对应的轮廓图的示例性电子显微图像。
图6A至图6D示出了根据一些实施方案的金属部件的视图的示例性图像。
图7A至图7C示出了根据一些实施方案的指示纹理化表面的处理时间和程度之间的关系的金属部件的视图的示例性图像。
本领域的技术人员将认识到并理解，根据惯例，下文论述的附图的各种特征部未必是按比例绘制的，并且附图的各种特征部和元件的尺寸可放大或缩小，从而更清楚地说明本文描述的本发明的实施方案。
具体实施方式
在该部分描述了根据本申请的方法与装置的代表性应用。提供这些示例仅为了添加上下文并有助于理解所描述的实施方案。因此，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，可在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所述实施方案。在其他情况下，为了避免不必要地模糊所述实施方案，未详细描述熟知的处理步骤。其他应用是可能的，使得以下示例不应被当作是限制性的。
在以下详细描述中，参考了形成说明书的一部分的附图，并且在附图中以例示的方式示出了根据所述实施方案的具体实施方案。虽然这些实施方案被描述得足够详细，以使本领域的技术人员能够实践所述实施方案，但是应当理解，这些示例不是限制性的；使得可以使用其他实施方案，并且可以在不脱离所述实施方案的实质和范围的情况下作出修改。
便携式电子设备可包括各种操作部件(例如，显示器、处理器、天线等)。这些便携式电子设备的外壳能够保护这些操作部件免受物理损坏，诸如在跌落事件期间。外壳可由具有足以保护这些操作部件的高强度和刚度的各种金属(诸如阳极化铝)形成。另外，这些外壳的表面光洁度也应在美学上有吸引力。钛及其合金可被用于形成便携式电子设备的外壳。实际上，钛比阳极化铝硬。然而，该硬度也使得很难蚀刻和/或化学蚀刻钛。因此，钛的特征在于具有高光泽表面光洁度，这可能被认为是在美学上无吸引力的。
本文所述的实施方案阐述了用于对钛、钛合金和其它可阳极化的坚硬金属(例如铪、锆等)的表面纹理化以赋予低光泽糙面表面光洁度的技术。具体地讲，可对钛基底(以及其它可阳极化的坚硬金属)应用电化学氧化工艺以形成金属氧化物层。电化学氧化工艺可对下面的钛基底的表面纹理化，以形成交替的峰和谷。然后，金属氧化物层被剥除并与下面的钛基底分开，以显露纹理化表面。
根据一些实施方案，描述了一种用于便携式电子设备的外壳。该外壳包括具有纹理化表面的钛基底，该纹理化表面包括彼此通过谷分开的无规分布的峰，其中峰的顶部与谷的底部分开至少最小分隔距离，使得纹理化表面的特征在于具有大于0.3微米的Sq(均方根高度)。
以下参考图1至图7论述这些和其它实施方案。然而，本领域的技术人员将容易地理解，本文相对于这些附图所给出的详细描述仅出于说明性目的，而不应被理解为是限制性的。
图1示出了可使用本文所述的技术处理的各种便携式设备。本文描述的技术可用于处理便携式电子设备的外壳的金属表面(例如，钛基底、钛合金基底等)。图1示出了智能电话102、平板电脑104、智能手表106和便携式计算机108。应当理解，使用能够被这些便携式电子设备发送、接收和/或管理的个人可识别信息应遵循公认为满足或超过维护用户隐私的行业或政府要求的隐私政策和做法。具体地，应管理和处理个人可识别信息数据，以使无意或未经授权的访问或使用的风险最小化，并应当向用户明确说明授权使用的性质。
根据一些实施方案，便携式电子设备的外壳的金属表面可以是指能够被阳极化的金属基底。在一些示例中，金属基底可包括钛基底、钛合金基底、铪基底、锆基底等。具体地讲，金属基底可以是指钛或钛合金基底。钛及其合金的特征在于具有高特定强度和刚度，这使得钛成为本文所述示例性便携式电子设备的外壳的有吸引力的选择。例如，钛具有～350HV1的维氏硬度。因此，钛可起到保护涂层的作用，用于保护外壳所承载的内部操作部件，例如当这些便携式电子设备跌落、刮划、削碰或磨损时。然而，由于这个硬度，也难以使用常规技术抛光和/或加工钛基底的表面。实际上，钛相对于其他金属的相对硬度仅允许使用常规技术进行有限量的粗糙化，从而赋予高度反射性的相对高光泽光洁度并且对于便携式电子设备而言可能被认为在美观上无吸引力。此外，钛还高度耐受许多常规化学蚀刻剂和/或电化学表面纹理化技术。因此，只有有限量的表面粗糙化是可能的，这留下了相对高光泽光洁度。
此外，应当指出的是，与其它耐用光洁度(例如，阳极化铝或DLC涂覆不锈钢等)相比，裸露的钛金属是导电的。实际上，钛及其合金可提供理想的材料选择，用于产生具有优异硬度和耐磨性的电接触部，其结合有低接触电阻和高导电性。在一些示例中，本文所述的钛及其合金可用于形成用于端口、数据连接器和触点的电接触部。
图2A至图2E示出了根据一些实施方案的经历用于形成金属部件的纹理化表面的方法的金属部件的剖视图。图2A示出了在经历用于形成纹理化表面的方法之前的金属部件200。在一些示例中，金属部件200包括能够被阳极化的金属基底202。金属基底202包括钛、钛合金、铪、铌或钽中的至少一者。在一些示例中，金属基底202是坚硬金属(例如，维氏硬度为100HV和更大)。
在一些实施方案中，金属基底202具有任何适于阳极化的厚度，由此金属部件202暴露于电化学氧化工艺，如参考图2B所详述。在一些实施方案中，金属部件200具有近净形成品部件，诸如便携式电子设备102、104、106和108的外壳。在一些示例中，外表面204的特征在于具有平面形状或大致平面形状，如图2A所示。
根据一些实施方案，在表面纹理化方法之前，金属基底202可经受加工工艺以便赋予金属基底202以最终形状。然后，金属基底202被湿打磨以去除任何加工标记，以便赋予外表面204以精细的、均匀的、平滑光洁度。然后，外表面204可任选地被抛光以实现均匀高光泽光洁度。在一些示例中，外表面204在实现均匀高光泽光洁度之后的光泽度测量值为在20°处～1100光泽度值、在60°处～520光泽度值和在85°处～120光泽度值。
根据一些实施方案，在表面纹理化方法之前，金属基底202可经受喷砂操作以便为外表面204实现均匀的粗糙度。在一些示例中，喷砂操作包括以～0.15MPa使外表面204经受45微米至90微米球形氧化锆喷砂介质。由于该喷砂操作，外表面204具有相对高光泽光洁度，诸如在20°处～0.2光泽度值、在60°处～4光泽度值和在85°处～9光泽度值。应当指出的是，如本领域普通技术人员所理解的，这些前述光泽度值仍然相对较高，因此对于实现在美观上有吸引力的糙面表面光洁度可能不是最佳的。
图2B示出了在经历电化学氧化工艺以便对金属基底202的外表面204粗糙化和/或纹理化之后的经氧化金属部件210。根据一些实施方案，金属基底202经受也被称为等离子体电解氧化(PEO)或微弧氧化(MAO)的高电压阳极化工艺。因此，金属氧化物层206由金属基底202形成。金属氧化物层206覆盖金属基底202。在一些示例中，金属氧化物层206包括氧化物、磷酸盐、硅酸盐、铝酸盐或钛酸盐、钒酸盐、钨酸盐或钼酸盐涂层中至少一者的组合。在一些示例中，金属氧化物层206具有介于约1μm至约50μm之间的厚度。
电化学氧化工艺采用比阳极化更高的电势。在电化学氧化工艺期间，金属基底202被氧化以形成氧化物层。等离子体放电事件在整个氧化物层中发生，这修改氧化物层的结构，从而形成金属氧化物层206。金属氧化物层206的特征在于具有晶体微结构。另外，金属氧化物层206也可表征为电介质。
由于电化学氧化工艺，金属基底202的形状被粗糙化以在外表面204处形成交替的峰214和谷212。在一些示例中，交替的峰214和谷212可彼此无规分布或均匀分布。例如，可利用掩膜方法来控制在电化学氧化工艺期间沿外表面204形成交替的峰214和谷212的位置。在一些示例中，交替的峰214和谷212限定脊。电化学氧化工艺导致以微米级的等离子体放电事件邻近外表面204在整个金属氧化物层206中形成。每个等离子体放电事件以导致形成交替的峰214和谷212的外表面204的精细级粗糙度的受控方式对外表面204进行粗糙化。如本领域普通技术人员所理解的，金属基底202可以是坚硬的可阳极化金属，诸如钛或其合金。因此，图2B所示的交替的峰214和谷212一般不可能使用常规加工和/或化学蚀刻剂工艺来实现。实际上，大多数加工操作是大规模操作，其最多以数十微米的规模处理金属表面。然而，等离子体放电事件导致在金属氧化物层206内形成在外表面204处以单个微米级形成交替的峰214和谷212的坑。
在一些示例中，粗糙界面208设置在金属氧化物层206和金属基底202之间。在一些示例中，粗糙界面208的特征在于具有对应于被电化学氧化工艺修改的金属基底202的峰214和谷212的表面。根据一些示例，粗糙界面208具有介于约1μm至约10μm之间的表面粗糙度。
如图2B所示，金属氧化物层206由电化学氧化工艺导致。具体地讲，电化学氧化工艺涉及产生等离子体放电事件，等离子体放电事件导致将由氧化工艺形成的任何金属氧化物材料转换成具有晶体结构的陶瓷材料。金属氧化物层206的陶瓷材料的特征可以在于具有维氏硬度值为约400HV至1000HV的不透明颜色。虽然金属氧化物层206对于便携式电子设备102、104、106、108的表面可能是感兴趣的，但金属氧化物层206的特征可以在于易碎和容易磨损、碰损、和沾污。此外，与其他金属(例如阳极化铝等)不同，所得金属氧化物层206一般在其可被染色的颜色的范围和控制方面受到限制。
图2C示出了根据一些实施方案的在经历电化学氧化工艺以便对外表面204粗糙化和/或纹理化(如参考图2B所示)之后的经氧化金属部件210的放大剖视图。如图2C所示，交替的峰214和谷212可彼此无规分布。峰214的顶部(Pt)可具有不同高度，并且谷212的底部(Vb)可具有因等离子体放电事件而形成的不同深度。每个等离子体放电事件以导致形成交替的峰214和谷212的外表面204的精细级粗糙度的受控方式对金属基底202的外表面204进行粗糙化。如图2C所示，峰214的顶部(Pt)和谷212的底部(Vb)的特征在于具有幅值范围(X1)。在一些示例中，幅值范围(X1)介于约3μm至约7μm之间。
根据一些示例，峰214的顶部(Pt)可为倒圆的(即，不是尖的)，这是由于在电化学氧化工艺期间结合形成金属氧化物层206，峰214相对于谷212优先阳极化而引起。因此，平均来讲，峰214的顶部(Pt)相对于基准线(Lr)的竖直距离可大于谷212的底部(Vb)相对于基准线(Lr)的竖直距离。在一些示例中，基准线(Lr)可对应于峰214和谷212之间的平均距离。
如图2C所示，金属氧化物层206包括孔结构216。孔结构216由冲击区218限定，并且冲击区218是大致细长球形形状，其延伸穿过金属氧化物层206的一部分并且朝向金属基底202。具体地讲，孔结构216具有介于约5μm至10μm之间的直径。因此，经氧化金属部件210的金属氧化物层206具有与粗糙界面208不同的表面粗糙度。与跟更常规的阳极化相关联的极其均匀的共形涂层(其中厚度在外表面的大面积上大致均匀并且孔隙率由均匀分布的亚微米级平行柱状孔(例如，在阳极化铝上)组成)相比，冲击区218的尺寸差别很大并且有助于形成相对粗糙的无规的金属/氧化物界面纹理。具体地讲，冲击区218是由于熔融的陶瓷材料而形成的。如本文所用，术语“细长球形形状”可以是指具有比宽度大的高度的细长形状。另外，细长球形形状具有沿细长球形形状的中心向外弓弯的大致弯曲侧面。根据一些示例，冲击区218的特征在于具有幅值范围(X2)。在一些示例中，幅值范围(X2)为<0.2微米。
根据一些示例，金属氧化物层206具有陶瓷光洁度和/或结构。具体地讲，电化学氧化工艺是在金属氧化物材料形成之后熔融金属氧化物材料的高电压阳极化工艺。在一些示例中，陶瓷光洁度具有低光泽光洁度，并且是哑光黑色、棕色和/或灰色。
图2D示出了根据一些实施方案的在应用化学剥除工艺之后的纹理化金属部件的剖视图。如本领域普通技术人员所理解，金属氧化物层206由金属基底202形成。因此，金属氧化物层206牢固地附着到金属基底202，但金属氧化物层206可通过化学剥除工艺去除。根据一些实施方案，化学剥除工艺包括将经氧化金属部件210暴露于剥除溶液以形成纹理化金属部件230。具体地讲，剥除溶液包括热硫酸溶液(70％至90％浓度@70℃至90℃)或热磷酸溶液(50％至80％浓度@70℃至90℃)。在一些示例中，剥除溶液被施用～5分钟至15分钟。由于化学剥除工艺，金属氧化物层206从金属部件202的表面完全去除，以显露交替的峰214和谷212。纹理化金属部件230的下面的表面光洁度对于电化学氧化工艺(如参照图2B至图2C所述)和化学剥除工艺是独特的。在一些示例中，纹理化金属部件230的交替的峰214和谷212的特征在于是对于用于便携式电子设备102、104、106、108的外壳理想的低光泽糙面表面光洁度。
有利地，由于钛或其合金通常耐受化学蚀刻，因此将经氧化金属部件210暴露于剥除溶液对改变交替的峰214和谷212的特性并没有显著影响。具体地，在将经氧化金属部件210暴露于剥除溶液之后，峰214和谷212的尺寸、形状、分布和/或几何结构得到保持。此外，峰214的顶部(Pt)和谷212的底部(Vb)也可不受剥除溶液影响。如本领域普通技术人员将会理解的，如果对化学蚀刻耐受性更低的其他金属(例如铝、不锈钢等)被阳极化以形成金属氧化物层，则下面的金属基底的表面会被后来的剥除溶液溶解。例如，具有峰和谷的铝基底的纹理化表面光洁度会被剥除溶液侵蚀。如果铝基底被暴露于剥除溶液，则所得铝基底具有高光泽表面光洁度。根据一些实施方案，金属氧化物层206不能够以受控方式与金属基底202分开。
根据一些实施方案，可在将经氧化金属部件210暴露于化学剥除溶液时利用超声搅拌，以便从金属基底202的表面均匀地去除氧化物材料。实际上，超声搅拌工艺可产生用于去除金属氧化物层206的更受控更均匀的工艺。根据一些实施方案，当金属基底202包括通常耐受化学蚀刻的坚硬的可阳极化金属时，将经氧化金属部件210暴露于化学剥除溶液可被表征为自限制性工艺。换句话讲，在剥除掉金属氧化物层206之后，化学剥除工艺不进一步进展到侵蚀金属基底202。
根据一些实施方案，也可以利用机械剥除工艺单独地或与本文所述的化学剥除工艺结合去除金属氧化物层206。例如，金属氧化物层206可被暴露于利用铁或氧化锆介质的喷砂工艺。由于金属氧化物层206的易碎性质，喷砂工艺逐渐地在金属氧化物层206处削掉。然后，将金属氧化物层206短暂浸渍在上述化学剥除溶液中的一种就可去除任何嵌入的材料并清洁外表面，以暴露具有交替的峰214和谷212的下面的金属基底202。
如图2D所示，在将经氧化金属部件210暴露于化学剥除溶液之后，交替的峰214和谷212得到保持。纹理化金属部件230包括特征在于具有介于约3μm至约7μm之间的幅值范围(X1)的峰214的顶部(Pt)和谷212的底部(Vb)。因此，纹理化金属部件230的外表面204的特征在于大致均匀的糙面表面光洁度。在一些示例中，外表面204具有在20°处x<2、在60°处x<5、并且在85°处x<10的光泽度值。因此，当可见光入射在外表面204处时，外表面204以基本上所有入射角度漫反射可见光。在一些方面，纹理化金属部件230的表面光洁度与经喷砂阳极化铝部件的表面光洁度相当。
根据一些实施方案，纹理化金属部件230具有被定量为外表面204的“均方根高度”(Sq值)的表面光洁度。Sq值表示相对于纹理化金属部件230的峰214的顶部(Pt)和谷212的底部(Vb)的高度的标准偏差。在一些示例中，Sq值表示外表面202的粗糙度的竖直标度。根据一些示例，外表面204为1μm>Sq>0.3μm。在一些示例中，Sq值介于约0.7μm至0.8μm之间。
根据一些实施方案，纹理化金属部件230具有被定量为外表面204的“均方根梯度”(Sdq值)的表面光洁度。Sdq值为与表面的反射率和光泽度反相关的表面纹理参数。换句话讲，Sdq值越高，光泽表面光洁度越低。在一些示例中，Sdq值为约0.4μm。在一些示例中，外表面204为0.1μm>Sdq>0.5μm。
根据一些实施方案，纹理化金属部件230具有被定量为外表面204的“自相关长度”(Sal值)的表面光洁度。Sal值为表示峰214和谷212的侧向标度的表面纹理参数。在一些示例中，Sal值为8μm。应当指出的是，纹理化金属部件230的表面光洁度的Sq、Sal、和Sdq值紧密对应于拉绒铝的表面光洁度(例如，利用氧化锆喷砂等)，如将结合图4至图7更详细地描述。
图2E示出了根据一些实施方案的在应用涂覆工艺之后的经涂覆金属部件的剖视图。根据一些实施方案，经涂覆金属部件240包括覆盖金属基底202的交替的峰214和谷212的涂层242。涂层242可以以物理气相沉积(PVD)施涂以向纹理化金属部件230赋予颜色(例如，黑色、金色等)。涂层242可提高表面硬度以用于改善耐磨性。另外，涂层242可包括透光氧化物或疏油性涂层以避免指纹沾污。
图3示出了根据一些实施方案用于形成纹理化金属部件的方法的流程图。在一些示例中，纹理化金属部件(例如，纹理化金属部件230)对应于本文所述便携式电子设备102、104、106或108中任一者的金属表面。如图3所示，方法300在步骤302处开始，其中金属基底202(例如钛或其合金等)经受处理步骤。在一些示例中，处理步骤包括对金属基底202的外表面204喷砂以形成糙面表面光洁度和/或抛光外表面204以形成高光泽表面光洁度。应当指出的是，糙面表面光洁度在光泽度方面仍然相对较高，并且远非消费电子工业中所期望的便携式电子设备的最佳糙面表面光洁度。
在步骤304处，通过应用电化学氧化工艺(例如，微弧氧化等)在金属基底202的表面上方形成金属氧化物层206。结合执行电化学氧化工艺，金属基底202的外表面294被粗糙化以形成具有交替的峰214和谷212的纹理化表面。根据一些示例，电化学氧化工艺包括对金属氧化物层206应用高电压阳极化工艺，其导致等离子体放电事件。等离子体放电事件导致金属氧化物层206的部分熔融，从而得到晶体结构。金属氧化物层206可具有约400HV至1000HV的维氏硬度值。
随后，在步骤306处，金属氧化物层206被去除并与金属基底202的表面分开。具体地讲，在依赖于金属基底202的金属耐化学蚀刻的自限制性去除工艺期间，金属氧化物层206被暴露于化学剥除溶液(例如磷酸等)。化学剥除溶液完全侵蚀掉金属氧化物层206，但不影响(即侵蚀)金属基底202的交替的峰214和谷212。通过去除金属氧化物层206，金属基底202的交替的峰214和谷212被暴露。换句话讲，交替的峰214和谷212对应于金属基底202的外表面204。
然后，在步骤308处，涂层242可任选地设置在交替的峰214和谷212上方。涂层242可赋予金属基底202非透明颜色。另外，涂层242可提高金属基底202的硬度。
图4A至图4B示出了根据一些实施方案的示例性金属部件的顶视图。图4A示出了包括钛基底402的经喷砂金属部件400。图4A所示的钛基底402通过以氧化锆喷砂介质对钛基底402的外表面喷砂而被处理。根据一些示例，氧化锆喷砂介质的直径介于约45μm至90μm之间。以～0.1MPa至～0.2MPa(载气压力)施用氧化锆喷砂介质。因此，氧化锆喷砂介质导致削痕404在整个钛基底402的外表面中形成，从而赋予钛基底402大致均匀的表面粗糙度。然而，削痕404是浅的并且几乎不穿透外表面。因此，所得到的钛基底402的表面为相对高光泽光洁度，具有在20°处为～11、在60°处为～60、及在85°处为～65的光泽度值。此外，经喷砂金属部件400具有～0.2μm的(Sq)值和～9μm的(Sal)值。换句话讲，所得到的钛基底402的表面光洁度绝不类似于具有在20°处为～0.2、在60°处为～4、及在85°处为～9的典型光泽度值的经喷砂铝部件的典型表面光洁度。因此，对金属部件(例如，钛等)喷砂并不得到实现糙面漫射外观的表面光洁度。
相反，图4B示出了包括使用电化学氧化工艺处理的纹理化钛基底412的纹理化金属部件410，该电化学氧化工艺得到纹理化外表面。图4B示出了通过使用高电压阳极化工艺形成上覆金属氧化物层(例如，金属氧化物层206)来形成纹理化钛基底412，所述上覆金属氧化物层导致交替的峰414和谷416在整个纹理化钛基底412的外表面中无规地形成。然后，通过暴露交替的峰414和谷416的化学剥除工艺去除金属氧化物层。所得到的纹理化钛基底412的表面为相对低光泽光洁度，具有在20°处为～0.2、在60°处为～1.7、及在85°处为～9的光泽度值。此外，纹理化钛基底412的表面光洁度以可见光的所有入射角度提供漫射、低光泽反射。此外，纹理化金属部件410具有～0.7μm的(Sq)值和～8μm的(Sal)值和～0.4μm的(Sdq)值。
图5A至图5B示出了根据一些实施方案的金属部件的顶视图和对应的轮廓图的示例性电子显微图像。图5A示出了使用喷砂工艺处理的经喷砂钛基底，喷砂工艺包括利用氧化锆喷砂介质(～45μm至90μm球体)对钛基底的外表面喷砂。如图5A所示，经喷砂钛基底的表面形貌表现出不存在大于或等于约1.5μm的峰和谷。此外，表面形貌的对应2D轮廓示出小于1.5μm的幅值。经喷砂钛基底具有～0.2μm的(Sq)值和～9μm的(Sal)值。
图5B示出了使用电化学氧化工艺处理的纹理化钛基底。如图5B所示，纹理化钛基底的表面形貌呈现大于1.5μm的峰和谷。此外，表面形貌的对应2D轮廓示出大于2μm的幅值。纹理化钛基底具有～0.8μm的(Sq)值和～8μm的(Sal)值。
图6A至图6D示出了根据一些实施方案的金属部件的顶视图和对应的放大顶视图的示例性电子显微图像。图6A示出了经抛光钛部件。根据一些示例，经抛光钛部件具有～0.007μm的(Sq)值和～0μm的(Sdq)值。所得到的经抛光钛部件的表面为高光泽光洁度，具有在20°处为～1200以及在60°处为～552的光泽度值。
图6B示出了经喷砂钛部件。根据一些示例，通过以氧化锆喷砂介质(～45μm至90μm球体)对钛部件的外表面喷砂来形成经喷砂钛部件。根据一些示例，经喷砂钛部件具有～0.215μm的(Sq)值和～0.08μm的(Sdq)值。所得到的经喷砂钛部件的表面为相对高光泽光洁度，具有在20°处为～23以及在60°处为～93的光泽度值。
图6C示出了经涂覆钛部件。根据一些示例，通过对钛部件喷砂、并且随后对经喷砂钛部件的外表面涂覆以物理气相沉积(PVD)涂层来处理经涂覆钛部件。根据一些示例，PVD涂层赋予钛部件颜色。根据一些示例，经涂覆钛部件具有～0.22μm的(Sq)值和～6.1μm的(Sal)值。所得到的经涂覆钛部件的表面为相对高光泽光洁度，具有在20°处为～7.1以及在60°处为～50的光泽度值。
图6D示出了纹理化钛部件。根据一些示例，通过经由电化学氧化工艺在钛部件上方形成金属氧化物层、并且随后去除金属氧化物层来处理纹理化钛部件。根据一些示例，纹理化钛部件具有～0.76μm的(Sq)值和～8μm的(Sal)值。所得到的纹理化钛部件的表面为相对糙面、低光泽光洁度，具有在20°处为～1.7以及在60°处为～9.1的光泽度值。
相比之下，阳极化铝具有～0.70μm的(Sq)值、～17μm的(Sal)值、和～0.15μm的(Sdq)值。另外，阳极化铝具有在20°处为～4.3及在60°处为～9.2的光泽度值。
图7A至图7C示出了根据一些实施方案的金属部件的金属氧化物层的顶视图的示例性电子显微图像。具体地，图7A至图7C示出了作为处理时间量的函数的金属氧化物层的顶视图。在一些示例中，处理时间可以是指电化学氧化工艺。处理金属部件(例如，钛等)的时间量可控制覆盖金属基底的金属氧化物层(例如，金属氧化物层206)的表面的纹理。一般来讲，外表面的粗糙度在工艺的前几分钟(例如，2分钟至10分钟等)期间快速増加，然后随着金属氧化物层的厚度增加而更缓慢地増加。通常，～5μm至20μm厚度的金属氧化物层将产生1μm至3μm规模的界面粗糙度。
图7A示出了被暴露于电化学氧化工艺约2分钟的金属部件的金属氧化物层的示例性顶视图。金属氧化物层具有～0.33μm的(Sq)值。
图7B示出了被暴露于电化学氧化工艺约4分钟的金属部件的金属氧化物层的示例性顶视图。金属氧化物层具有～0.63μm的(Sq)值。
图7C示出了被暴露于电化学氧化工艺约7分钟的金属部件的金属氧化物层的示例性顶视图。金属氧化物层具有～0.66μm的(Sq)值。
可单独地或以任何组合使用所述实施方案的各个方面、实施方案、具体实施或特征。可由软件、硬件或硬件与软件的组合来实施所述实施方案的各个方面。所述实施方案还可被实施为计算机可读介质上的用于控制生产操作的计算机可读代码，或者被实施为计算机可读介质上的用于控制生产线的计算机可读代码。计算机可读介质为可存储数据的任何数据存储设备，其后该数据可由计算机系统读取。计算机可读介质的示例包括只读存储器、随机存取存储器、CD-ROM、HDD、DVD、磁带和光学数据存储设备。计算机可读介质也可分布在网络耦接的计算机系统中，使得计算机可读代码以分布的方式被存储和执行。
为了说明的目的，前述描述使用具体命名以提供对所述实施方案的彻底理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，不需要具体细节即可实践所述实施方案。因此，具体实施方案的前述描述被呈现用于例示和描述的目的。前述描述不旨在为穷举性的或将所述的实施方案限制为所公开的精确形式。对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的是，鉴于上面的教导内容，许多修改和变型是可能的。

Claims (20)

1.一种用于便携式电子设备的外壳，所述外壳包括：
钛基底，所述钛基底包括纹理化表面，所述纹理化表面具有由谷分开的峰，其中所述纹理化表面具有大于0.3微米的Sq(均方根高度)。
2.根据权利要求1所述的外壳，其中所述峰的顶部与所述谷的底部分开3微米或更大的分隔距离。
3.根据权利要求1所述的外壳，其中所述纹理化表面具有由光泽计在20度处测量时小于1光泽度单位的光泽度值。
4.根据权利要求3所述的外壳，其中所述纹理化表面具有由所述光泽计在60度处测量时小于2光泽度单位的光泽度值。
5.根据权利要求4所述的外壳，其中所述纹理化表面具有由所述光泽计在85度处测量时小于10光泽度单位的光泽度值。
6.根据权利要求1所述的外壳，还包括：
涂层，所述涂层覆盖所述纹理化表面，其中所述涂层包括染料颗粒。
7.根据权利要求1所述的外壳，其中所述纹理化表面具有介于0.2微米至0.5微米之间的Sdq(均方根梯度)。
8.一种用于便携式电子设备的外壳，所述外壳包括：
钛基底，所述钛基底包括纹理化表面，所述纹理化表面具有由谷分开的峰，其中所述峰的顶部与所述谷的底部分开3微米或更大，使得所述纹理化表面具有由光泽计在20度处测量时小于2光泽度单位的光泽度值。
9.根据权利要求8所述的外壳，其中，使用所述光泽计，所述纹理化表面具有相对于所述纹理化表面在60度处测量时小于5光泽度单位的光泽度值、以及相对于所述纹理化表面在85度处测量时小于10光泽度单位的光泽度值。
10.根据权利要求8所述的外壳，还包括：
物理气相沉积(PVD)涂层，所述物理气相沉积涂层覆盖所述钛基底。
11.根据权利要求8所述的外壳，其中所述纹理化表面具有大于0.3微米的Sq。
12.根据权利要求8所述的外壳，其中所述纹理化表面具有介于0.2微米至0.5微米之间的Sdq(均方根梯度)。
13.根据权利要求8所述的外壳，其中所述钛基底具有350HV或更高的维氏硬度。
14.一种用于形成用于便携式电子设备的外壳的方法，所述外壳包括金属基底，所述方法包括：
通过将所述金属基底暴露于电化学氧化工艺而形成覆盖所述金属基底的表面的金属氧化物层，其中所述金属基底的所述表面被所述电化学氧化工艺粗糙化，以形成具有交替的峰和谷的纹理化表面；以及
通过施用剥除溶液去除所述金属氧化物层，从而显露所述金属基底的所述纹理化表面。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，在形成所述金属氧化物层之前，所述方法还包括：
对所述金属基底的所述表面进行纹理化或抛光。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述剥除溶液包括磷酸或硫酸。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述金属基底包括钛、铪、锆、钽或铌中的至少一种。
18.根据权利要求14所述的方法，其中所述金属基底的所述纹理化表面不会通过去除所述金属氧化物层而改变。
19.根据权利要求14所述的方法，其中所述金属氧化物层的厚度介于5微米至20微米之间。
20.根据权利要求14所述的方法，其中所述金属氧化物层包括从所述金属氧化物层的外表面朝所述金属基底延伸的半球形结构。
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