JP2006152320A - Al2O3から成る不動態皮膜の形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の課題は、アルミニウム材の表面にAl2O3から成る不動態皮膜を形成する際に、電源等の設備や特別の廃液処理を不要にし得るAl2O3から成る不動態皮膜の形成方法を提供する。
【解決手段】アルミニウム材の表面に酸化アルミニウムから成る不動態皮膜を形成する際に、該アルミニウム材を、水の電気分解によって得られたアルカリ性電解水中に浸漬することを特徴とする。
【選択図】 なし
【解決手段】アルミニウム材の表面に酸化アルミニウムから成る不動態皮膜を形成する際に、該アルミニウム材を、水の電気分解によって得られたアルカリ性電解水中に浸漬することを特徴とする。
【選択図】 なし
Description
本発明はAl2O3から成る不動態皮膜の形成方法に関し、更に詳細にはアルミニウム材の表面に酸化アルミニウムから成る不動態皮膜を形成するAl2O3から成る不動態皮膜の形成方法に関する。
半導体装置等に用いられるアルミニウム材の表面に形成する保護膜としての酸化アルミニウムから成る不動態皮膜は、従来、陽極酸化によって形成されている(例えば下記特許文献1参照)。
かかる陽極酸化は、アルミニウム材を酒石酸アンモニウム等の化成液に浸漬し、所定温度に保持しつつ、所定の電圧及び電流密度の直流電流を所定時間流すことによって施すことができる。
この様に、陽極酸化によってアルミニウム材の表面に形成されたAl2O3から成る不動態皮膜は、ポーラス状であるため、更に加熱処理が施される。
特開2001−284361号公報([0016]〜[0022])
かかる陽極酸化は、アルミニウム材を酒石酸アンモニウム等の化成液に浸漬し、所定温度に保持しつつ、所定の電圧及び電流密度の直流電流を所定時間流すことによって施すことができる。
この様に、陽極酸化によってアルミニウム材の表面に形成されたAl2O3から成る不動態皮膜は、ポーラス状であるため、更に加熱処理が施される。
陽極酸化によってアルミニウム材の表面に形成されたAl2O3から成る不動態皮膜に加熱処理を施すことによって、高い絶縁耐圧を呈する不動態皮膜をアルミニウム材の表面に形成できる。
しかしながら、陽極酸化によってアルミニウム材の表面にAl2O3から成る不動態皮膜を形成する方法は、直流電流電源等の設備を必要とし、化成液の廃棄処理も特別の処理を必要とする。
そこで、本発明の課題は、アルミニウム材の表面にAl2O3から成る不動態皮膜を形成する際に、電源等の設備や特別の廃液処理を不要にし得るAl2O3から成る不動態皮膜の形成方法を提供することにある。
しかしながら、陽極酸化によってアルミニウム材の表面にAl2O3から成る不動態皮膜を形成する方法は、直流電流電源等の設備を必要とし、化成液の廃棄処理も特別の処理を必要とする。
そこで、本発明の課題は、アルミニウム材の表面にAl2O3から成る不動態皮膜を形成する際に、電源等の設備や特別の廃液処理を不要にし得るAl2O3から成る不動態皮膜の形成方法を提供することにある。
本発明者等は前記課題を解決すべく検討した結果、水を電気分解して得たアルカリ性電解水にアルミニウム材を浸漬することによって、アルミニウム材の表面にAl2O3から成る不動態皮膜を容易に形成できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、アルミニウム材の表面に酸化アルミニウムから成る不動態皮膜を形成する際に、該アルミニウム材を、水の電気分解によって得られたアルカリ性電解水中に浸漬することを特徴とするAl2O3から成る不動態皮膜の形成方法にある。
かかる本発明において、アルカリ性電解水として、pHが11〜12.5であって、標準電極としてAg/AgClを用いて測定した酸化還元電位が−800〜−1100mVのアルカリ性電解水を好適に用いることができる。
また、アルミニウム材をアルカリ性電解水に浸漬した後、水の電気分解によって得られた酸性電解水に浸漬することによって、アルカリ性電解水中でのAl2O3から成る不動態皮膜を形成する不動態皮膜の形成反応を直ちに停止できる。
この酸性電解水としては、pHが1.5〜3であって、標準電極としてAg/AgClを用いて測定した酸化還元電位が+600〜+1200mVの酸性電解水を好適に用いることができる。
かかるアルカリ性電解水や酸性電解水を得るための水の電気分解では、電解質としてナトリウム塩が添加された水を好適に用いることができる。
すなわち、本発明は、アルミニウム材の表面に酸化アルミニウムから成る不動態皮膜を形成する際に、該アルミニウム材を、水の電気分解によって得られたアルカリ性電解水中に浸漬することを特徴とするAl2O3から成る不動態皮膜の形成方法にある。
かかる本発明において、アルカリ性電解水として、pHが11〜12.5であって、標準電極としてAg/AgClを用いて測定した酸化還元電位が−800〜−1100mVのアルカリ性電解水を好適に用いることができる。
また、アルミニウム材をアルカリ性電解水に浸漬した後、水の電気分解によって得られた酸性電解水に浸漬することによって、アルカリ性電解水中でのAl2O3から成る不動態皮膜を形成する不動態皮膜の形成反応を直ちに停止できる。
この酸性電解水としては、pHが1.5〜3であって、標準電極としてAg/AgClを用いて測定した酸化還元電位が+600〜+1200mVの酸性電解水を好適に用いることができる。
かかるアルカリ性電解水や酸性電解水を得るための水の電気分解では、電解質としてナトリウム塩が添加された水を好適に用いることができる。
本発明によれば、アルカリ性電解水中にアルミニウム材を浸漬することによって、Al2O3から成る不動態皮膜を容易に形成でき、電源等の設備を必要としない。
更に、アルミニウム材を浸漬する浸漬液としては、実質的に水と同一のアルカリ性電解水を用いるため、特別の処理を施すことなく廃棄できる。
この様に、本発明によれば、電源等の設備の準備や特別の廃液処理を施すことを要せず、アルミニウム材の表面にAl2O3から成る不動態皮膜を容易に且つ安価に形成できる。
更に、アルミニウム材を浸漬する浸漬液としては、実質的に水と同一のアルカリ性電解水を用いるため、特別の処理を施すことなく廃棄できる。
この様に、本発明によれば、電源等の設備の準備や特別の廃液処理を施すことを要せず、アルミニウム材の表面にAl2O3から成る不動態皮膜を容易に且つ安価に形成できる。
本発明においては、アルミニウム材を水の電気分解によって得られたアルカリ性電解水に浸漬することが肝要である。
このアルミニウム材としては、アルミニウム又はその合金から成り、且つ表面にAl2O3から成る不動態皮膜を形成し得るアルミニウム材である。
かかるアルミニウム材を浸漬するアルカリ性電解水としては、図1に示す電解装置によって得ることができる。
図1に示す電解装置では、電解槽10が隔膜12によって、一端部が直流電源18に接続された白金等で形成された陽極14aの他端部が挿入された陽極室14と、一端部が直流電源18に接続された白金等で形成された陰極16aの他端部が挿入された陰極室16とに区画されている。
この隔膜12は、電気分解の際に、陽極室14及び陰極室16で生成したイオンが透過できるものの、水が透過できない隔膜或いはイオン交換膜を用いることができる。
このアルミニウム材としては、アルミニウム又はその合金から成り、且つ表面にAl2O3から成る不動態皮膜を形成し得るアルミニウム材である。
かかるアルミニウム材を浸漬するアルカリ性電解水としては、図1に示す電解装置によって得ることができる。
図1に示す電解装置では、電解槽10が隔膜12によって、一端部が直流電源18に接続された白金等で形成された陽極14aの他端部が挿入された陽極室14と、一端部が直流電源18に接続された白金等で形成された陰極16aの他端部が挿入された陰極室16とに区画されている。
この隔膜12は、電気分解の際に、陽極室14及び陰極室16で生成したイオンが透過できるものの、水が透過できない隔膜或いはイオン交換膜を用いることができる。
図1に示す電解装置の電解槽10に電解質を添加した水を注水し、直流電源18から陽極14a及び陰極16aに直流電流を流して電解槽10内の水に電気分解を施す。
この電気分解の際に、電解質としてはNaCl、Na2SO4、Na2CO3等のナトリウム塩を用いることができ、特にNaClを好適に用いることができる。
ここで、電解質としてNaClを用いた場合には、陽極14aでは、H2O→1/2O2+2H+、2Cl-→Cl2+2e、Cl2(aq)+H2O⇔HCl+HClOの反応が進行し、陽極室14内の水は酸性を呈する酸性電解水となる。一方、陰極16aでは、2H2O+4e→H2+2OH-の反応が進行し、陰極室16内の水はアルカリ性を呈するアルカリ性電解水となる。
かかる電気分解によって得られた電解水のうち、陰極室16からアルカリ性電解水を採取する。
この電気分解の際に、電解質としてはNaCl、Na2SO4、Na2CO3等のナトリウム塩を用いることができ、特にNaClを好適に用いることができる。
ここで、電解質としてNaClを用いた場合には、陽極14aでは、H2O→1/2O2+2H+、2Cl-→Cl2+2e、Cl2(aq)+H2O⇔HCl+HClOの反応が進行し、陽極室14内の水は酸性を呈する酸性電解水となる。一方、陰極16aでは、2H2O+4e→H2+2OH-の反応が進行し、陰極室16内の水はアルカリ性を呈するアルカリ性電解水となる。
かかる電気分解によって得られた電解水のうち、陰極室16からアルカリ性電解水を採取する。
採取したアルカリ性電解水としては、水素や酸素を発生することなく安定に存在し得る電位状態のアルカリ性電解水が好ましい。かかるアルカリ性電解水としては、pHが11〜12.5であって、標準電極としてAg/AgClを用いて測定した酸化還元電位が−800〜−1100mVのものである。
得られたアルカリ性電解水には、表面に付着している油脂等を除去する前処理を施したアルミニウム材を室温下で浸漬する。その浸漬時間は、アルミニウム材の表面がAl2O3から成る不動態皮膜によって覆われる時間であって、30分程度で充分である。
また、アルカリ性電解水に浸漬してAl2O3から成る不動態皮膜が形成されたアルミニウム材に塩水浸漬試験を施しても、アルミニウム材の外観は全く変化しない。このため、形成されたAl2O3から成る不動態皮膜は緻密なものと推察される。
更に、アルカリ性電解水は、経時変化して通常の水となるため、所定時間保持した後、通常の水として廃棄できる。このため、アルミニウム材にAl2O3から成る不動態皮膜を形成したアルカリ性電解水を、所定時間保持した後、内部に生成した固形分等を簡単な濾過によって除去してから普通の水として廃棄できる。
得られたアルカリ性電解水には、表面に付着している油脂等を除去する前処理を施したアルミニウム材を室温下で浸漬する。その浸漬時間は、アルミニウム材の表面がAl2O3から成る不動態皮膜によって覆われる時間であって、30分程度で充分である。
また、アルカリ性電解水に浸漬してAl2O3から成る不動態皮膜が形成されたアルミニウム材に塩水浸漬試験を施しても、アルミニウム材の外観は全く変化しない。このため、形成されたAl2O3から成る不動態皮膜は緻密なものと推察される。
更に、アルカリ性電解水は、経時変化して通常の水となるため、所定時間保持した後、通常の水として廃棄できる。このため、アルミニウム材にAl2O3から成る不動態皮膜を形成したアルカリ性電解水を、所定時間保持した後、内部に生成した固形分等を簡単な濾過によって除去してから普通の水として廃棄できる。
この様に、水の電気分解によって得たアルカリ性電解水にアルミニウム材を浸漬することによって、電源等の設備を要することなくアルミニウム材の表面にAl2O3から成る不動態皮膜を容易に形成でき、そのアルカリ性電解水も経時によって普通の水に変化するため、その廃棄処理も容易に行うことができる。
このため、アルミニウム材の表面にAl2O3から成る不動態皮膜を容易に且つ安価に形成できる。
尚、図1に示す電解装置で得たアルカリ性電解水は、上述した様に、経時変化するため、室温下においては、電気分解によって得てから1日以内に使用することが好ましい。
このため、アルミニウム材の表面にAl2O3から成る不動態皮膜を容易に且つ安価に形成できる。
尚、図1に示す電解装置で得たアルカリ性電解水は、上述した様に、経時変化するため、室温下においては、電気分解によって得てから1日以内に使用することが好ましい。
アルカリ性電解水に所定時間浸漬したアルミニウム材は、アルカリ性電解水から取り出して純水で洗浄することによって、不動態皮膜形成工程を終了する。
この際に、図1に示す電解装置の陽極室14から採取した酸性電解水に、アルカリ性電解水から取り出したアルミニウム材を浸漬することによって、アルミニウム材の表面に付着しているアルカリ性電解水を中和でき、Al2O3から成る不動態皮膜の形成反応を直ちに停止できる。この後、純水でアルミニウム材の表面に付着している酸性電解水を洗浄してもよい。
かかる酸性電解水としては、pHが1.5〜3であって、標準電極としてAg/AgClを用いて測定した酸化還元電位が+600〜+1200mVの酸性電解水を好適に用いることができる。
この際に、図1に示す電解装置の陽極室14から採取した酸性電解水に、アルカリ性電解水から取り出したアルミニウム材を浸漬することによって、アルミニウム材の表面に付着しているアルカリ性電解水を中和でき、Al2O3から成る不動態皮膜の形成反応を直ちに停止できる。この後、純水でアルミニウム材の表面に付着している酸性電解水を洗浄してもよい。
かかる酸性電解水としては、pHが1.5〜3であって、標準電極としてAg/AgClを用いて測定した酸化還元電位が+600〜+1200mVの酸性電解水を好適に用いることができる。
ところで、図1に示す電解装置の陽極室14から採取した酸性電解水にアルミニウム材を浸漬しても、アルミニウム材の表面にAl2O3から成る不動態皮膜を実質的に形成することなく保持できる。
このため、アルミニウム材の切削等の加工を施す際に、加工面にAl2O3から成る不動態皮膜が形成されることを可及的に防止すべく、冷却液及び/又は洗浄液として酸性電解水を用いてもよく、加工及び洗浄を施したアルミニウム材を浸漬しておいてもよい。
このため、アルミニウム材の切削等の加工を施す際に、加工面にAl2O3から成る不動態皮膜が形成されることを可及的に防止すべく、冷却液及び/又は洗浄液として酸性電解水を用いてもよく、加工及び洗浄を施したアルミニウム材を浸漬しておいてもよい。
(1)電解水の作成
図1に示す電解装置の電解槽10に注水した、NaCl0.10wt%が溶解されている水に対し、電圧100V、電流0.6Aの電解条件下で15分間電解を施して、陰極室16からアルカリ性電解水(ER)を採取すると共に、陽極室14から酸性電解水(EO)を採取した。採取した電解水の各々の特性を下記表1に示す。
(2)試料の作成
Al−Mg合金から成る直径20mm、長さ10mmの丸棒に、切削加工を施した後、アセトンによって表面を洗浄して試料とした。
(3)浸漬
作成した試料の各々に、下記表2に示す条件下で浸漬した後、純水で洗浄を施して自然乾燥した。
(4)外観評価及び塩水浸漬試験
I.アルカリ性電解水(ER)に浸漬したNo.1,3,5,7,8の水準では、その丸棒
の切削面は、参照例のNo.0の水準に比較して、金属光沢を喪失してAl2O3から成る不動態皮膜の白色光沢を呈しており、その面の粗さもNo.0の水準よりも平滑面となっていた。
また、No.0,1,3,5,7,8の水準の各試料を60分間浸漬する塩水浸漬試験を施した。この塩水浸漬試験では、塩水濃度5.0wt%で且つ温度60℃の塩水中に、試料を60分間浸漬し、試料外観に腐食生成物のよる変色の有無を調べるものである。その結果、No.0の水準では、腐食生成物のよる変色が認められたが、No.1,3,5,7,8の水準では、腐食生成物のよる変色が認められなかった。
II.酸性電解水(EO)のみに浸漬したNo.2,4,6の水準では、その丸棒の切削面は
、参照例のNo.0の水準に比較して、金属光沢を保持しており、その面の粗さ程度もNo.0の水準と同程度であった。
図1に示す電解装置の電解槽10に注水した、NaCl0.10wt%が溶解されている水に対し、電圧100V、電流0.6Aの電解条件下で15分間電解を施して、陰極室16からアルカリ性電解水(ER)を採取すると共に、陽極室14から酸性電解水(EO)を採取した。採取した電解水の各々の特性を下記表1に示す。
Al−Mg合金から成る直径20mm、長さ10mmの丸棒に、切削加工を施した後、アセトンによって表面を洗浄して試料とした。
(3)浸漬
作成した試料の各々に、下記表2に示す条件下で浸漬した後、純水で洗浄を施して自然乾燥した。
I.アルカリ性電解水(ER)に浸漬したNo.1,3,5,7,8の水準では、その丸棒
の切削面は、参照例のNo.0の水準に比較して、金属光沢を喪失してAl2O3から成る不動態皮膜の白色光沢を呈しており、その面の粗さもNo.0の水準よりも平滑面となっていた。
また、No.0,1,3,5,7,8の水準の各試料を60分間浸漬する塩水浸漬試験を施した。この塩水浸漬試験では、塩水濃度5.0wt%で且つ温度60℃の塩水中に、試料を60分間浸漬し、試料外観に腐食生成物のよる変色の有無を調べるものである。その結果、No.0の水準では、腐食生成物のよる変色が認められたが、No.1,3,5,7,8の水準では、腐食生成物のよる変色が認められなかった。
II.酸性電解水(EO)のみに浸漬したNo.2,4,6の水準では、その丸棒の切削面は
、参照例のNo.0の水準に比較して、金属光沢を保持しており、その面の粗さ程度もNo.0の水準と同程度であった。
No.0,3の水準の試料について、オージェ電子分光法(以下、オージェ分析と称することがある)によって試料表面を分析し、その結果を図2(a)(b)に示す。図2(a)はNo.0の水準についてのものであり、図2(b)はNo.3の水準についてのものである。
更に、No.0,3の水準の試料について、スパッタによって表面を6.41nm/分の速度で削りつつオージェ分析を施し、試料の厚み方向の元素分布を分析した。その結果を図3(a)(b)に示す。図3(a)はNo.0の水準についてのものであり、図3(b)はNo.3の水準についてのものである。
図2及び図3、特に図3(b)から明かな様に、ERに30分浸漬したNo.3の水準では、電解水に浸漬しなかったNo.0の水準に比較して、試料内部側に酸素原子が存在している。このことは、No.3の水準では、試料の表面よりも内部側にAl2O3から成る不動態層が形成されていることを示す。
更に、No.0,3の水準の試料について、スパッタによって表面を6.41nm/分の速度で削りつつオージェ分析を施し、試料の厚み方向の元素分布を分析した。その結果を図3(a)(b)に示す。図3(a)はNo.0の水準についてのものであり、図3(b)はNo.3の水準についてのものである。
図2及び図3、特に図3(b)から明かな様に、ERに30分浸漬したNo.3の水準では、電解水に浸漬しなかったNo.0の水準に比較して、試料内部側に酸素原子が存在している。このことは、No.3の水準では、試料の表面よりも内部側にAl2O3から成る不動態層が形成されていることを示す。
また、ERに5分浸漬した後、EOに5分浸漬したNo.7の水準の試料について、その表面のオージェ分析結果を図4(a)に示し、試料の厚み方向のオージェ分析結果を図4(b)に示す。かかるオージェ分析結果によれば、No.7の水準の表面状態は、図2(a)及び図3(a)に示す電解水に浸漬しなかったNo.0の水準の表面状態に近似している。
更に、EOに5分浸漬した後、ERに5分浸漬したNo.8の水準の試料について、その表面のオージェ分析結果を図5(a)に示し、試料の厚み方向のオージェ分析結果を図5(b)に示す。かかるオージェ分析結果によれば、No.8の水準の表面状態は、図2(a)及び図3(a)に示す電解水に浸漬しなかったNo.0の水準の表面状態と、図2(b)及び図3(b)に示すERに30分浸漬したNo.3の水準の表面状態との中間状態にあり、実質的に試料の表面がAl2O3から成る不動態皮膜によって覆われていることを示す。
ここで、EOに30分浸漬したNo.4の水準の試料について、その表面のオージェ分析結果を図6(a)に示し、試料の厚み方向のオージェ分析結果を図6(b)に示す。かかるオージェ分析結果によれば、No.4の水準の表面状態は、図2(a)及び図3(a)に示す電解水に浸漬しなかったNo.0の水準の表面状態に近似しており、試料表面に酸化膜等が実質的に形成されていないことを示す。
更に、EOに5分浸漬した後、ERに5分浸漬したNo.8の水準の試料について、その表面のオージェ分析結果を図5(a)に示し、試料の厚み方向のオージェ分析結果を図5(b)に示す。かかるオージェ分析結果によれば、No.8の水準の表面状態は、図2(a)及び図3(a)に示す電解水に浸漬しなかったNo.0の水準の表面状態と、図2(b)及び図3(b)に示すERに30分浸漬したNo.3の水準の表面状態との中間状態にあり、実質的に試料の表面がAl2O3から成る不動態皮膜によって覆われていることを示す。
ここで、EOに30分浸漬したNo.4の水準の試料について、その表面のオージェ分析結果を図6(a)に示し、試料の厚み方向のオージェ分析結果を図6(b)に示す。かかるオージェ分析結果によれば、No.4の水準の表面状態は、図2(a)及び図3(a)に示す電解水に浸漬しなかったNo.0の水準の表面状態に近似しており、試料表面に酸化膜等が実質的に形成されていないことを示す。
No.0〜8の各水準について、ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)の広域スペクトル測定によって試料表面組成の相対定量分析を行い、その結果を図7に示す。
図7のNo.0,1,3,5の水準についての結果から明かな様に、アルカリ性電解水(ER)への浸漬時間が5分(No.1)及び30分(No.3)では、アルミニウムの量が減少するものの、浸漬時間が60分(No.5)では、アルミニウムの量が増加する。この現象は、浸漬時間が短時間では、試料のアルミニウムがイオン化して溶出するものの、浸漬時間が長くなると、試料表面近傍のアルミニウムイオンがER中の溶存酸素と結合したAl2O3が試料表面に付着したことによるものと推測される。
また、EOに浸漬するNo.2,4,6,7の水準では、アルミニウムの量の減少速度は、ERのみに浸漬するNo.1,3,5に比較して小さく、EO中では、試料表面に酸化皮膜は形成され難いことを示している。一方、EOに5分間浸漬した後、ERに5分間浸漬したNo.8の水準では、ERに5分浸漬したNo1の水準よりもアルミニウムの量の減少速度は大きくなる。この現象は、試料の表面に形成された酸化皮膜がEOに浸漬したことにより除去された後、ERに浸漬されたことによるものと推察される。
図7のNo.0,1,3,5の水準についての結果から明かな様に、アルカリ性電解水(ER)への浸漬時間が5分(No.1)及び30分(No.3)では、アルミニウムの量が減少するものの、浸漬時間が60分(No.5)では、アルミニウムの量が増加する。この現象は、浸漬時間が短時間では、試料のアルミニウムがイオン化して溶出するものの、浸漬時間が長くなると、試料表面近傍のアルミニウムイオンがER中の溶存酸素と結合したAl2O3が試料表面に付着したことによるものと推測される。
また、EOに浸漬するNo.2,4,6,7の水準では、アルミニウムの量の減少速度は、ERのみに浸漬するNo.1,3,5に比較して小さく、EO中では、試料表面に酸化皮膜は形成され難いことを示している。一方、EOに5分間浸漬した後、ERに5分間浸漬したNo.8の水準では、ERに5分浸漬したNo1の水準よりもアルミニウムの量の減少速度は大きくなる。この現象は、試料の表面に形成された酸化皮膜がEOに浸漬したことにより除去された後、ERに浸漬されたことによるものと推察される。
次に、ESCAの狭域スペクトル測定によってAl元素(Al2p)について測定したスペクトルを図8に示す。図8(a)には、電解水に浸漬しないNo.0の水準のスペクトルに対し、ERへの浸漬時間が5分(No.1)、30分(No.3)、60分(No.5)の各水準のスペクトルを示した。図8(a)から明かな様に、ERへの浸漬時間が30分以上では、Al元素(Al2p)の72eV近傍のピークがなくなり、試料の表面はAl2O3によって覆われていることを示す。
また、図8(b)には、電解水に浸漬しないNo.0の水準のスペクトルに対し、EOへの浸漬時間が5分(No.2)、30分(No4)、60分(No.6)の各水準のスペクトルを示す。図8(b)から明かな様に、EOに浸漬しても試料の表面状態はNo.0の水準と略同一状態が保持されている。
また、図8(b)には、電解水に浸漬しないNo.0の水準のスペクトルに対し、EOへの浸漬時間が5分(No.2)、30分(No4)、60分(No.6)の各水準のスペクトルを示す。図8(b)から明かな様に、EOに浸漬しても試料の表面状態はNo.0の水準と略同一状態が保持されている。
更に、図8(c)には、電解水に浸漬しないNo.0、EOに5分間浸漬したNo.1、及びERに5分間浸漬した後、EOに5分間浸漬したNo.7の各水準のスペクトルを示す。図8(c)から明かな様に、いずれも試料の表面状態はNo.0の水準と略同一状態が保持されている。
これに対し、図8(d)には、電解水に浸漬しないNo.0、EOに5分間浸漬したNo.2、及びEOに5分間浸漬した後、ERに5分間浸漬したNo.8の各水準のスペクトルを示す。図8(d)から明かな様に、No.2の水準の試料は、No.0の試料の表面状態と略同一状態を保持しているが、No.8の水準では、Al元素(Al2p)の72eV近傍のピークがなくなり、試料の表面はAl2O3によって覆われていることを示す。このことは、試料をEOに浸漬することによって、ERに浸漬した際に、そのAl2O3から成る不動態皮膜を形成し易くなっていることを示す。
これに対し、図8(d)には、電解水に浸漬しないNo.0、EOに5分間浸漬したNo.2、及びEOに5分間浸漬した後、ERに5分間浸漬したNo.8の各水準のスペクトルを示す。図8(d)から明かな様に、No.2の水準の試料は、No.0の試料の表面状態と略同一状態を保持しているが、No.8の水準では、Al元素(Al2p)の72eV近傍のピークがなくなり、試料の表面はAl2O3によって覆われていることを示す。このことは、試料をEOに浸漬することによって、ERに浸漬した際に、そのAl2O3から成る不動態皮膜を形成し易くなっていることを示す。
10 電解槽
12 隔膜
14a 陽極
14 陽極室
16a 陰極
16 陰極室
18 直流電源
12 隔膜
14a 陽極
14 陽極室
16a 陰極
16 陰極室
18 直流電源
Claims (5)
- アルミニウム材の表面に酸化アルミニウムから成る不動態皮膜を形成する際に、該アルミニウム材を、水の電気分解によって得られたアルカリ性電解水中に浸漬することを特徴とするAl2O3から成る不動態皮膜の形成方法。
- アルカリ性電解水として、pHが11〜12.5であって、標準電極としてAg/AgClを用いて測定した酸化還元電位が−800〜−1100mVのアルカリ性電解水を用いる請求項1記載のAl2O3から成る不動態皮膜の形成方法。
- アルミニウム材をアルカリ性電解水に浸漬した後、水の電気分解によって得られた酸性電解水に浸漬する請求項1又は請求項2記載のAl2O3から成る不動態皮膜の形成方法。
- 酸性電解水として、pHが1.5〜3であって、標準電極としてAg/AgClを用いて測定した酸化還元電位が+600〜+1200mVの酸性電解水を用いる請求項3記載のAl2O3から成る不動態皮膜の形成方法。
- 水の電気分解の際に、電解質としてナトリウム塩が添加された水を用いる請求項1〜4のいずれか一項記載のAl2O3から成る不動態皮膜の形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004340042A JP2006152320A (ja) | 2004-11-25 | 2004-11-25 | Al2O3から成る不動態皮膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2004340042A JP2006152320A (ja) | 2004-11-25 | 2004-11-25 | Al2O3から成る不動態皮膜の形成方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016149536A (ja) * | 2015-02-12 | 2016-08-18 | 煙台首鋼磁性材料株式有限公司 | Nd−Fe−B系永久磁石表面のアルミニウムめっき方法 |
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2004
- 2004-11-25 JP JP2004340042A patent/JP2006152320A/ja active Pending
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