JP2000054193A - Formation of ceramic film on aluminum substrate surface - Google Patents

Formation of ceramic film on aluminum substrate surface

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JP2000054193A
JP2000054193A JP22670098A JP22670098A JP2000054193A JP 2000054193 A JP2000054193 A JP 2000054193A JP 22670098 A JP22670098 A JP 22670098A JP 22670098 A JP22670098 A JP 22670098A JP 2000054193 A JP2000054193 A JP 2000054193A
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JP
Japan
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contg
spark discharge
aluminum substrate
ceramic film
nitrogen
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Japanese (ja)
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Takashi Yamamoto
崇 山本
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Dipsol Chemicals Co Ltd
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Dipsol Chemicals Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a ceramic film contg. no alkali metals and having excellent characteristics by executing a spark discharge with an aluminum substrate as an anode in an electrolytic bath contg. colloidal silica and a nitrogen-contg. compd. and substantially contg. no alkali metal ions. SOLUTION: Energizing is executed with an aluminum substrate as an anode in an electrolytic bath contg. about 1 to 200 g/l colloidal silica and about 5 to 500 g/l nitrogen-contg. compd., and in which the concn. of alkali metal ions is controlled to <=100 ppm, preferably to zero, and spark discharge is executed between it and a cathode. As for the colloidal silica, preferably, the silica particle size is controlled to about <=100 nm, particularly to about 1 to 10 nm. Moreover, as the nitrogen-contg. compd., an amine compd. or aliphatic amine in which the atomic number of nitrogen in the molecules is controlled to about 1 to 5, and the carbon number is controlled to 0 to about 10 is preferable. The spark discharge is executed by using an insoluble cathode of stainless or the like at a bath temp. of about 10 to 70 deg.C, a current density of about 0.2 to 10 A/dm2 and under a voltage of about 350 to 600 V, and the ceramic film is formed to about 2 to 200 μm thickness.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム基体
表面に陽極火花放電によってセラミックス皮膜を形成す
る方法に関するものである。
The present invention relates to a method for forming a ceramic film on an aluminum substrate surface by anodic spark discharge.

【従来の技術】アルミニウム基体上にセラミックスを形
成する方法には、焼結法、気相法、化成法が知られてい
る。これらのうち、焼結法は、形成しようとするセラミ
ックスの原料粉体を基材にスプレーする法や該粉体原料
を分散させた溶液中に基体を浸漬する方法等により基体
表面に所望のセラミックスを施し、次いで高温の炉で溶
融焼き付ける方法である。これに対して、気相法には、
CVDとよばれる化学反応気相法と、PVDとよばれる
物理的蒸発法がある。前者は、形成しようとするセラミ
ックスの原料を加熱等により気化させた後、気相中で反
応させて基体にセラミックス皮膜を形成しようとするも
のであり、一方、後者は、形成しようとするセラミック
スを気化させ、物理的に基体表面に付着させてセラミッ
クス皮膜を形成させるものである。
2. Description of the Related Art As a method for forming ceramics on an aluminum substrate, a sintering method, a vapor phase method, and a chemical conversion method are known. Of these, the sintering method is a method of spraying a ceramic raw material powder to be formed on a base material or a method of immersing the base material in a solution in which the powder raw material is dispersed. And then melt-baking in a high-temperature furnace. In contrast, the gas phase method
There are a chemical reaction gas phase method called CVD and a physical evaporation method called PVD. In the former, a ceramic material to be formed is vaporized by heating or the like, and then reacted in a gas phase to form a ceramic film on a substrate. This is to vaporize and physically adhere to the substrate surface to form a ceramic film.

【0002】又、化成法としての代表的な方法には、陽
極酸化法がある。この方法は、中性から酸性の溶液中
で、アルミニウム基体を陽極として電解酸化させ、基体
のアルミニウムが酸化アルミニウムとなる反応を利用す
るものである。これらの方法とは別に、陽極火花放電を
利用することにより基体表面にセラミックス皮膜を形成
させる方法が知られている。例えば、特公昭58−17
278号、同59−28636号、同59−28637
号、同59−28638号、同59−45722号、及
び同60−12438号公報等には、シリケートあるい
は各種の金属酸素酸塩のアルカリ性水溶液からなる電解
槽を構成し、陽極付近に吸引されるケイ酸イオン及び金
属酸素酸イオンと、陽極金属との間に陽極火花放電を生
じさせ、これによってセラミックス層を基体上に形成す
る方法が開示されている。
A typical chemical conversion method is an anodic oxidation method. This method utilizes a reaction in which aluminum is electrolytically oxidized in a neutral to acidic solution using an aluminum substrate as an anode, and the aluminum of the substrate becomes aluminum oxide. Apart from these methods, there is known a method of forming a ceramic film on the surface of a substrate by utilizing anodic spark discharge. For example, Japanese Patent Publication No. 58-17
Nos. 278, 59-28636, 59-28637
JP-A-59-28638, JP-A-59-45722, and JP-A-60-12438, etc., constitute an electrolytic cell composed of an alkaline aqueous solution of silicate or various metal oxyacid salts, and are sucked near the anode. A method is disclosed in which an anodic spark discharge is generated between silicate ions and metal oxyacid ions and an anodic metal, thereby forming a ceramic layer on a substrate.

【0003】特に近年、この陽極火花放電による方法で
得られる皮膜は、超高真空でのガス放出特性、耐食性及
び可撓性にすぐれ、さらに遠赤外線放射性にすぐれる等
の特徴が見いだされて注目を集めるようになっている。
しかしながら、陽極火花放電による方法で得られるセラ
ミックス皮膜はナトリウムやカリウム等のアルカリ金属
を含有するため、半導体製造装置等ではこれらの金属を
コンタミとして極端に嫌うため、陽極火花放電によるセ
ラミックス皮膜は用途が限定され、限られた箇所にしか
使用されてこなかった。上記公告公報にはコロイダルシ
リカを用いた陽極火花放電による皮膜形成方法が記載さ
れている。コロイダルシリカは、ケイ酸ナトリウム等に
比較してアルカリ金属量が微量であるから、これを用い
れば上記問題を解決できると考えられるが、この方法に
よると、下地層を形成するための処理工程が増加し、操
作が煩雑となるうえ、しかも下地層はアルカリ金属を含
有するとの問題が生じてしまう。
[0003] In recent years, in particular, a film obtained by this method using anodic spark discharge has been found to have features such as excellent gas emission characteristics under ultra-high vacuum, excellent corrosion resistance and flexibility, and further excellent excellent far-infrared radiation. To collect.
However, since ceramic films obtained by the method using anodic spark discharge contain alkali metals such as sodium and potassium, semiconductor manufacturing equipment and the like extremely dislike these metals as contaminants. It was limited and used only in limited places. The above publication discloses a method for forming a film by anodic spark discharge using colloidal silica. Since colloidal silica has a small amount of alkali metal compared to sodium silicate or the like, it is considered that its use can solve the above problem. However, according to this method, a treatment step for forming an underlayer is required. In addition, the operation becomes complicated, and moreover, a problem arises that the underlayer contains an alkali metal.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、アルカリ金
属を実質的に含有しないすぐれた特性のセラミックス皮
膜を、陽極火花放電によってアルミニウム基体表面に形
成できる方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for forming a ceramic film having excellent properties substantially free of an alkali metal on an aluminum substrate surface by anodic spark discharge.

【課題を解決するための手段】本発明は、セラミックス
源としてのコロイダルシリカをジエタノールアミンなど
の含窒素化合物とともに用いて火花放電すると、上記課
題を効率的に解決できるとの知見に基づいてなされたの
である。すなわち、本発明は、電解浴中でアルミニウム
基体を陽極として通電し、火花放電によりアルミニウム
基体表面にセラミックス皮膜を形成させる方法であっ
て、コロイダルシリカと含窒素化合物を含有する電解浴
中で火花放電することを特徴とする、アルミニウム基体
表面にセラミックス皮膜を形成させる方法を提供する。
The present invention has been made based on the finding that the above problem can be efficiently solved by spark discharge using colloidal silica as a ceramic source together with a nitrogen-containing compound such as diethanolamine. is there. That is, the present invention is a method for forming a ceramic film on the surface of an aluminum substrate by spark discharge by applying a current to an aluminum substrate as an anode in an electrolytic bath, wherein the spark discharge occurs in an electrolytic bath containing colloidal silica and a nitrogen-containing compound. The present invention provides a method for forming a ceramic film on the surface of an aluminum substrate, characterized by comprising the steps of:

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】電解浴は、コロイダルシリカと含
窒素化合物を含有する。コロイダルシリカは、無定形な
シリカ粒子が水中に分散してコロイド状となっているも
のであり、代表的なコロイダルシリカとしては、日産化
学工業(株)の商品名「スノーテックス」、日本化学工
業(株)の商品名「シリカドール」、触媒化成工業
(株)の商品名「カタロイド」などがあげられる。尚、
コロイダルシリカとしては、シリカの粒子径、pH、濃
度等について種々のものを使用できるが、シリカ粒子径
として100nm以下のもの、好ましくは1〜10nm
以下のものが好ましい。含窒素化合物としては、分子内
に1〜5個(好ましくは1〜3)の窒素原子を持ち、か
つ炭素数が0〜10(好ましくは0〜7)のアミン化合
物又は脂肪族アミンがあげられる。具体的には、アンモ
ニア、ヒドラジン、メチルアミン、エチルアミン、ジメ
チルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、ジエ
チレントリアミン、ジエチルアミン、モノエタノールア
ミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジ
エチレンテトラミン、イミノビスプロピルアミン、ヘキ
サメチレンジアミン、テトラエチレンペンタミン等の一
種又は二種以上の混合物をあげることができ、好ましく
は、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、モノエ
タノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノール
アミンが良い。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An electrolytic bath contains colloidal silica and a nitrogen-containing compound. Colloidal silica is formed by dispersing amorphous silica particles in water to form a colloid. Typical colloidal silicas include "Snowtex" (trade name of Nissan Chemical Industry Co., Ltd.) and Nippon Chemical Industrial Co., Ltd. (Trade name) "Silica Doll" of Catalysis Chemical Industry Co., Ltd. still,
As the colloidal silica, various types can be used with respect to the particle diameter, pH, concentration, etc. of the silica.
The following are preferred. Examples of the nitrogen-containing compound include amine compounds or aliphatic amines having 1 to 5 (preferably 1 to 3) nitrogen atoms in the molecule and having 0 to 10 (preferably 0 to 7) carbon atoms. . Specifically, ammonia, hydrazine, methylamine, ethylamine, dimethylamine, diethylamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, diethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, diethylenetetramine, iminobispropylamine, hexamethylenediamine, tetraethylenepentane Examples thereof include one or a mixture of two or more of amines, preferably ammonia, methylamine, ethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine.

【0006】電解液の濃度は、コロイダルシリカを、1
〜200g/L(無水ケイ酸に換算して)とするのが好
ましく、より好ましくは、無水ケイ酸に換算して、10
〜100g/Lである。濃度が高くなると、ゲル状の析
出がおこるようになりセラミックス皮膜とならず、一
方、濃度が低くなると、析出速度が遅くなり、実用的で
ない。含窒素化合物の濃度は、5〜500g/Lである
のが好ましく、より好ましくは、10〜200g/Lで
ある。濃度が高くなると、火花放電に要する時間が延び
たり、析出速度がおそくなる。又、濃度が低くなると、
セラミックス皮膜の外観がまだらになり、実用的でな
い。電解液のpHは特に限定されないが、好ましくは、
8〜12が良い。本発明で用いる電解浴は、上述したよ
うにコロイダルシリカと含窒素化合物を含有することが
必須であり、残部は水とすることができるが、炭酸アン
モニウム塩、ノニオン系界面活性剤、アルデヒドなどの
任意添加物を含有することもできる。尚、このような任
意添加物としては、アルカリ金属を実質的に含有しない
ものが好ましい。又、電解浴中のアルカリ金属イオンの
濃度が100ppm以下であるのが好ましく、特にアル
カリ金属イオンを全く含まないのが好ましい。
[0006] The concentration of the electrolytic solution is selected from colloidal silica, 1
To 200 g / L (in terms of silicic anhydride), more preferably 10 g in terms of silicic anhydride.
100100 g / L. When the concentration is high, gel-like precipitation occurs and the ceramic film is not formed. On the other hand, when the concentration is low, the deposition rate is low, which is not practical. The concentration of the nitrogen-containing compound is preferably from 5 to 500 g / L, and more preferably from 10 to 200 g / L. When the concentration is high, the time required for spark discharge is extended or the deposition rate is slow. Also, when the concentration decreases,
The appearance of the ceramic film is mottled, making it impractical. The pH of the electrolyte is not particularly limited, but preferably,
8-12 is good. It is essential that the electrolytic bath used in the present invention contains colloidal silica and a nitrogen-containing compound as described above, and the balance can be water, but ammonium carbonate, nonionic surfactant, aldehyde, etc. Optional additives may be included. In addition, as such optional additives, those that do not substantially contain an alkali metal are preferable. Further, the concentration of the alkali metal ion in the electrolytic bath is preferably 100 ppm or less, and particularly preferably, it does not contain any alkali metal ion.

【0007】本発明において陽極火花放電によりセラミ
ックス皮膜を形成する対象となる基体は、アルミニウム
基体であるが、これにはアルミニウム自体やアルミニウ
ム合金で形成されたものやアルミニウムダイカストを用
いることができる。アルミニウム基体は平板や線材など
の2次元形状でも、立体的な3次元形状でもよい。本発
明において、アルミニウム基体は、予め、常法により脱
脂、アルカリエッチング、酸活性化、洗浄したものを用
いるのがよい。この際、アルカリ金属を電解浴に持ち込
まないように、十分洗浄するのがよい。陽極火花放電を
行う時、つまり電解時の浴温としては、10〜70℃で
あるのが好ましく、より好ましくは20〜50℃であ
る。陰極としては、ステンレス、鉄、ニッケル等の不溶
性電極を用い、陽極に前記アルミニウム基体を用いて火
花放電を行う。陽極と陰極の面積比率は大きい方がよい
が、好ましくは陽極1に対して陰極10〜90程度がよ
い。
In the present invention, the substrate on which the ceramic film is formed by the anodic spark discharge is an aluminum substrate. For this, aluminum itself, an aluminum alloy or aluminum die casting can be used. The aluminum base may have a two-dimensional shape such as a flat plate or a wire, or a three-dimensional three-dimensional shape. In the present invention, it is preferable to use an aluminum substrate which has been previously degreased, alkali-etched, acid-activated and washed by a conventional method. At this time, it is preferable to sufficiently wash the alkaline bath so as not to bring the alkali metal into the electrolytic bath. When performing anode spark discharge, that is, the bath temperature during electrolysis is preferably from 10 to 70C, more preferably from 20 to 50C. A spark discharge is performed using an insoluble electrode such as stainless steel, iron, or nickel as the cathode, and using the aluminum substrate as the anode. The area ratio between the anode and the cathode is preferably as large as possible.

【0008】電解時の電流密度は0.2〜10A/dm2
であるのが好ましく、より好ましくは0.5〜3A/dm
2 である。電流密度が低いと、平滑な析出とならず、高
すぎると下地の皮膜が破壊されたり、析出した皮膜が粗
になる傾向がある。又、電解時の電圧は200V以上あ
れば皮膜は形成されるが、実用的な皮膜を得るためには
350〜600Vとするのがよい。電解時間は必要とす
る膜厚を得る任意の時間とすることができるが、通常膜
厚が2〜200μmとなるようにするのがよい。さらに
皮膜の機能性、電解時間の実用性を考慮した最も好まし
い範囲は5〜40μmである。電解に用いる電流の波形
は、3相全波、ノコギリ波、パルス波等任意のものでよ
いが、より均一な皮膜を得ようとするには、ノコギリ
波、パルス波(短形波形)が良い。通常、電解液の撹拌
はなくてもよいが、好ましくは行なった方が良い。
The current density during electrolysis is 0.2 to 10 A / dm 2
And more preferably 0.5 to 3 A / dm.
2 If the current density is low, smooth deposition does not occur. If the current density is too high, the underlying film tends to be destroyed or the deposited film tends to be rough. If the voltage at the time of electrolysis is 200 V or more, a film is formed. However, in order to obtain a practical film, the voltage is preferably 350 to 600 V. The electrolysis time can be any time for obtaining the required film thickness, but it is usually preferable that the film thickness be 2 to 200 μm. The most preferable range in consideration of the functionality of the film and the practicality of the electrolysis time is 5 to 40 μm. The waveform of the current used for the electrolysis may be an arbitrary one such as a three-phase full wave, a sawtooth wave, and a pulse wave. In order to obtain a more uniform film, a sawtooth wave and a pulse wave (short waveform) are preferable. . Usually, the stirring of the electrolytic solution is not required, but it is preferable to perform the stirring.

【0009】[0009]

【発明の効果】本発明によれば、得られた皮膜表面の苛
性アルカリ濃度は、エネルギー分散型X線元素分析測定
で検出できないほど少なく、さらに硬度、絶縁破壊電
圧、平滑性等が従来の皮膜とほぼ同等のものを得ること
ができた。本発明の方法によれば、従来のセラミックス
皮膜にない特長を有する皮膜をアルミニウム基体上に形
成できる。従って、本発明により、例えば、アルミニウ
ムの線材にセラミックス皮膜を施せば、高真空で用いる
ことのできるセラミックス被覆電線が得られ、アルミニ
ウムの薄板上に皮膜を形成すると、アルミニウムの高熱
伝導性を生かした、電子回路用フレキシブル基板が得ら
れる。さらに、従来、アルカリ金属を含有するので使用
が困難だった半導体製造装置にも使用できるようなる。
次に本発明を実施例により説明する。
According to the present invention, the caustic alkali concentration on the surface of the obtained film is so low that it cannot be detected by the energy dispersive X-ray elemental analysis, and the hardness, dielectric breakdown voltage, smoothness, etc. of the conventional film are low. I was able to get almost the same. According to the method of the present invention, it is possible to form a film having features not found in a conventional ceramic film on an aluminum substrate. Therefore, according to the present invention, for example, if a ceramic film is applied to an aluminum wire, a ceramic-coated electric wire that can be used in a high vacuum is obtained, and when a film is formed on a thin aluminum plate, the high thermal conductivity of aluminum is utilized. Thus, a flexible substrate for an electronic circuit is obtained. Further, the present invention can be used for a semiconductor manufacturing apparatus which has conventionally been difficult to use because it contains an alkali metal.
Next, the present invention will be described with reference to examples.

【0010】[0010]

【実施例】実施例1 アルミニウム板を、脱脂、アルカリエッチング、酸活性
化、洗浄した後、陽極として用い、ステンレス板を陰極
とし、コロイダルシリカ(スノーテックスXS)50g
/L(無水ケイ酸換算、以下同じ)、28%アンモニア
水20g/L及び残部が水である水溶液からなる電解浴
で、スターラーで撹拌し25℃で1A/dm2 、ノコギ
リ波で10分間火花放電し、8μmのセラミックス皮膜
を形成させた。その時の電解電圧は250〜400Vで
あった。セラミックス皮膜の特性を次の方法で測定し
た。膜 厚 渦電流方式厚み計、パーマスコープE110B型(Fisc
her 製)で測定した。アルカリ金属濃度 エネルギー分散型X線元素分析装置(HORIBA 製 EMAX-2
770 型) で定性定量分析を行った。
EXAMPLE 1 An aluminum plate was degreased, alkali-etched, acid-activated and washed, and then used as an anode. A stainless steel plate was used as a cathode, and 50 g of colloidal silica (Snowtex XS).
/ L (in terms of silicic anhydride, the same applies hereinafter), an electrolytic bath consisting of an aqueous solution containing 28% ammonia water at 20 g / L and the balance being water, stirring with a stirrer, 1 A / dm 2 at 25 ° C., and a sawtooth wave for 10 minutes. Discharge was performed to form an 8 μm ceramic film. The electrolysis voltage at that time was 250 to 400V. The properties of the ceramic film were measured by the following methods. Thickness eddy current thickness gauge, permascope E110B type (FISC
her). Alkali metal concentration energy dispersive X-ray element analyzer (HORIBA EMAX-2
770).

【0011】絶縁破壊電圧 JISC2110の固体電気絶縁材料の絶縁耐力の試験
方法のワニス塗膜試験方法により、破壊電圧計B−51
10AF型((株)フェイス製)で測定した。平滑性 目視及び走査型電子顕微鏡により表面状態を観察して下
記の基準で判定した。 ○…よい △…ややよい ×…悪い
[0011] The varnish coating test method Test methods dielectric strength of a solid electrically insulating material breakdown voltage JISC2110, breakdown voltmeter B-51
It was measured with a model 10AF (manufactured by Face Co., Ltd.). Smoothness The surface condition was observed visually and by a scanning electron microscope, and judged according to the following criteria. ○… Good △… Slightly good ×… Poor

【0012】実施例2 実施例1の電解浴の水溶液を、スノーテックスXSから
スノーテックスN 100g/L、28%アンモニア水
からモノエタノールアミン40g/Lとした以外は実施
例1と同様にして火花放電した。 実施例3 実施例1の電解浴の水溶液を、スノーテックスXSから
カタロイドS−20L80g/L、28%アンモニア水
からメチルアミン20g/Lとした以外は実施例1と同
様にして火花放電した。
Example 2 Sparks were prepared in the same manner as in Example 1 except that the aqueous solution of the electrolytic bath of Example 1 was changed from Snowtex XS to 100 g / L of Snowtex N and from 28% ammonia water to 40 g / L of monoethanolamine. Discharged. Example 3 Spark discharge was carried out in the same manner as in Example 1 except that the aqueous solution of the electrolytic bath of Example 1 was changed from Snowtex XS to cataloid S-20L 80 g / L and from 28% aqueous ammonia to methylamine 20 g / L.

【0013】実施例4 実施例1の電解浴の水溶液を、コロイダルシリカ(シリ
カドール20B)10g/L、28%アンモニア水を5
g/L、火花放電時間を60分間に変更した以外は実施
例1と同様にして火花放電した。 実施例5 実施例1の電解浴のスノーテックスXSからスノーテッ
クスN 20g/Lにし、浴温を50℃とした以外は実
施例1と同様にして火花放電した。
Example 4 The aqueous solution of the electrolytic bath of Example 1 was prepared by adding 10 g / L of colloidal silica (Silica Doll 20B) and 5% of 28% aqueous ammonia.
Spark discharge was performed in the same manner as in Example 1 except that g / L and the spark discharge time were changed to 60 minutes. Example 5 Spark discharge was carried out in the same manner as in Example 1 except that the electrolytic bath of Example 1 was changed from Snowtex XS to Snowtex N 20 g / L and the bath temperature was set to 50 ° C.

【0014】実施例6 実施例1の火花放電時間を20分間に変更した以外は、
実施例1と同様にして火花放電した。 比較例1 ケイ酸塩K2 O・nSiO2 50g/Lを含有する水
溶液により、25℃、1A/dm2 、10分間、実施例
1と同様に前処理したアルミニウム板を陽極として、ス
テンレス板を陰極として火花放電した。
Example 6 Except that the spark discharge time of Example 1 was changed to 20 minutes.
Spark discharge was performed in the same manner as in Example 1. Comparative Example 1 A stainless steel plate was prepared by using an aluminum plate pretreated in the same manner as in Example 1 as an anode at 25 ° C., 1 A / dm 2 for 10 minutes with an aqueous solution containing 50 g / L of silicate K 2 O.nSiO 2. Spark discharge occurred as a cathode.

【0015】比較例2 実施例1の電解浴のアンモニアからK2 O・nSiO2
10g/Lに変更し、25℃、1A/dm2 、10分
間、実施例1と同様に前処理したアルミニウム板を陽極
として、ステンレス板を陰極として火花放電を行った。
実施例1と同様の方法により、実施例2〜6及び比較例
1〜2において得られたセラミックス皮膜の特性を測定
した。電解浴の条件を表−1に、又皮膜の特性を表−2
に示す。
Comparative Example 2 From the ammonia in the electrolytic bath of Example 1, K 2 O.nSiO 2 was used.
The discharge was changed to 10 g / L, and spark discharge was performed at 25 ° C., 1 A / dm 2 for 10 minutes using the aluminum plate pretreated as in Example 1 as an anode and a stainless steel plate as a cathode.
The properties of the ceramic films obtained in Examples 2 to 6 and Comparative Examples 1 and 2 were measured in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the conditions of the electrolytic bath and Table 2 shows the properties of the coating.
Shown in

【0016】[0016]

【表1】 表−1(電解浴の条件) 浴組成と濃度 浴温 処理時間 実施例1 スノーテックスXS 50g/l アンモニア 20g/l 25℃ 10分 2 スノーテックスN 100g/l モノエタノ 40g/l 25℃ 10分 ールアミン 3 カタロイドS-20L 80g/l メチルアミン 20g/l 25℃ 10分 4 シリカドール20B 10g/l アンモニア 20g/l 25℃ 60分 5 スノーテックスN 20g/l アンモニア 10g/l 50℃ 10分 6 スノーテックスXS 50g/l アンモニア 20g/l 25℃ 20分 比較例1 K2O ・ nSiO2 50g/l −−−−−−−−− 25℃ 10分 2 スノーテックスXS 53g/l K2O ・ nSiO2 10g/l 25℃ 10分 表中、コロイダルシリカの量は、無水ケイ酸換算した値である。Table 1 (Electrolytic bath conditions) Bath composition and concentration Bath temperature Treatment time Example 1 Snowtex XS 50g / l Ammonia 20g / l 25 ° C 10 minutes 2 Snowtex N 100g / l Monoethano 40g / l 25 ° C 10 minutes Luamine 3 Cataloid S-20L 80g / l Methyl Amine 20g / l 25 ° C 10min 4 Silica Doll 20B 10g / l Ammonia 20g / l 25 ° C 60min 5 Snowtex N 20g / l Ammonia 10g / l 50 ° C 10min 6 Snowtex XS 50g / l Ammonia 20g / l 25 ℃ 20 minutes Comparative Example 1 K 2 O ・ nSiO 2 50g / l −−−−−−−−−− 25 ° C 10 minutes 2 Snowtex XS 53g / l K 2 O ・ nSiO 2 10g / l 25 ° C 10 minutes And the amount of colloidal silica is a value calculated as silicic anhydride.

【0017】[0017]

【表2】 表−2(得られた皮膜の特性) アルカリ 絶縁破壊 膜厚 (μm) 金属濃度 (%) 電圧 (V) 平滑性 実施例1 8 検出されず 280 ○ 2 6 検出されず 290 ○ 3 6 検出されず 260 ○ 4 7 検出されず 270 ○ 5 4 検出されず 240 ○ 6 15 検出されず 280 ○ 比較例1 8 9%* 240 △ 2 12 1% 250 △ * カリウム金属として計算。Table 2 (Characteristics of the obtained film) Alkali Breakdown film thickness (μm) Metal concentration (%) Voltage (V) Smoothness Example 18 Not detected 280 ○ 26 Not detected 290 ○ 36 Not detected 260 ○ 47 Not detected 270 ○ 5 4 Not detected 240 ○ 6 15 Not detected 280 ○ Comparative Example 1 89% * 240 △ 212 1% 250 △ * Calculated as potassium metal.

【0018】表−2の結果から明らかなように、本発明
の方法(実施例1〜6)によれば、得られた皮膜にアル
カリ金属の含有は認められず、絶縁破壊電圧は比較例1
及び2と同等であるが、これらよりも平滑性に優れるこ
とがわかる。尚、アルカリ金属濃度についての“検出さ
れず”は、エネルギー分散型X線元素分析装置(HORIBA
製 EMAX-2770 型) を用いた分析の検出限界(1pp
m)から、セラミック皮膜におけるアルカリ金属の含有
量は1ppm以下であると考えられる。
As is evident from the results in Table 2, according to the method of the present invention (Examples 1 to 6), no alkali metal was contained in the obtained coating, and the dielectric breakdown voltage was lower than that of Comparative Example 1.
And 2, but more excellent in smoothness than these. In addition, “not detected” for the alkali metal concentration is determined by an energy dispersive X-ray elemental analyzer (HORIBA
Limit (1 pp)
From m), it is considered that the content of the alkali metal in the ceramic film is 1 ppm or less.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電解浴中でアルミニウム基体を陽極とし
て通電し、火花放電によりアルミニウム基体表面にセラ
ミックス皮膜を形成させる方法であって、コロイダルシ
リカと含窒素化合物を含有する電解浴中で火花放電する
ことを特徴とする、アルミニウム基体表面にセラミック
ス皮膜を形成させる方法。
1. A method for forming a ceramic film on a surface of an aluminum substrate by means of spark discharge by applying a current to an aluminum substrate as an anode in an electrolytic bath and performing spark discharge in an electrolytic bath containing colloidal silica and a nitrogen-containing compound. A method for forming a ceramic film on a surface of an aluminum substrate, characterized by comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008266701A (en) * 2007-04-18 2008-11-06 Ulvac Japan Ltd Method for producing cooling member for vacuum, cooling member for vacuum and equipment for vacuum

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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