KR101222921B1 - 보호막 제조방법 - Google Patents

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KR101222921B1
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사캐 이나요시
푸미아키 이시구레
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울박, 인크
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    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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    • C25D11/02—Anodisation
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Abstract

내식성이 높은 보호막을 형성한다. 애노드 산화 피막(12)에 70℃ 이상 90℃ 이하(제 1 온도)의 온수(46)를 접촉시켜 표면에 불연속인 면을 형성한 후, 제 1 온도보다도 높은 제 2 온도의 열수 또는 제 2 온도의 수증기를 접촉시킨다. 열수 또는 수증기는 애노드 산화 피막(12)의 표면으로부터 내부로 침투하기 때문에, 애노드 산화 피막(12)의 표면 부분의 공극은 열수나 수증기와의 접촉으로 형성된 수화물에 의해 막힌다. 따라서, 애노드 산화 피막(12)의 표면에 치밀층으로 이루어지는 보호막을 확실하게 형성할 수 있다.

Description

보호막 제조방법 {Method for forming protective film}
본 발명은 알루미늄재의 보호막 제조 방법에 관한 것으로, 특히 알루미늄의 애노드 산화 피막에 치밀한 층(보호막)을 형성하는 방법에 관한 것이다.
알루미늄이나 알루미늄 합금은 스테인레스강 등에 비해 경량이고 열전도성이 우수할 뿐만 아니라, 크롬 등의 중금속 오염의 영향이 없기 때문에, 진공 처리 장치의 진공조의 내벽 부재로서 널리 이용되고 있다.
종래부터, 알루미늄이나 알루미늄 합금의 내식 처리는 알루마이트 처리라 불리는 애노드 산화 처리가 널리 이용되고 있다.
그러나, 진공 처리 장치라도 특히 반응성의 가스나, 그 플라즈마나 래디컬을 이용하는 장치(CVD 장치, 에칭 장치 등)에서는 높은 내식성이 요구되어, 종래의 애노드 산화 처리로는 불충분하였다.
애노드 산화 처리는 황산, 옥살산 등의 수용액을 전해액으로 하고, 처리 대상물을 양극으로 하여, 전해액에 침적한다. 같은 전해액에 침적한 음극과 상기 양극 사이에서 전기 분해를 일으켜, 처리 대상물의 표면에 알루미늄의 산화물,또는 수산화물로 이루어지는 애노드 산화 피막을 성장시킨다.
이와 같이 하여 형성된 애노드 산화 피막은 두께 수㎛에서 수십㎛이며, 일반적으로 피막 중에는 수십nm의 무수한 세공이 표면으로부터 깊이 방향으로 형성된 다공질 구조로 되어 있다. 세공 바닥(세공의 저벽)의 산화 피막의 두께는 수십nm으로, 이 얇은 산화 피막이 애노드 산화 피막 전체의 내식성을 결정한다.
애노드 산화 피막의 내식성을 향상시키기 위해서는 구멍을 메우는 봉공(封孔) 처리가 필요하다. 봉공 처리로는 애노드 산화 피막이 형성된 처리 대상물을 비등수에 침적하는 방법이나, 증기가마 중에서 100℃ 이상의 고온 증기에 노출시키는 방법이 알려져 있다.
이 방법에 따르면, 애노드 산화 피막의 다공질 구조 상에 치밀한 층이 형성되는 것으로 알려져 있다. 이 층은 일반적으로 보에마이트층이라 불리며, 치밀한 보에마이트층이 내식성을 향상시킨다고 일컬어지고 있다. 그러나, 이 방법으로 봉공 처리를 수행하여도, 높은 내식성을 보이는 보에마이트층이 재현성 있게 형성되지 않아, 내식성이 불충분한 경우가 있었다.
특허 문헌 1: 특허 제 3803353호 공보
본 발명자들이, 애노드 산화 피막을 100℃ 이상의 비등수에 접촉시키는 봉공 처리를 수행한 결과, 완전히 동일 조건에서 애노드 산화 처리와 봉공 처리를 수행하여도 전혀 치밀층이 형성되지 않거나, 1㎛ 이상의 두꺼운 막이 생기는 것이 있어, 치밀층의 막두께에 편차가 생김을 알 수 있었다.
비등수 대신 100℃ 이상의 수증기로 봉공 처리를 수행하여도, 마찬가지로 편차가 생겼다.
보다 봉공성을 높이기 위하여 봉공 시간을 통상 30분에서 2시간으로 연장하여도, 치밀층의 막두께의 편차 문제는 해소되지 않았다. 또한, 봉공 처리 전의 오염의 영향을 고려하여, 봉공 처리 전에 충분히 처리 대상물을 세정하고 나서 봉공 처리를 수행하여도, 치밀층의 막두께의 편차는 개선되지 않았다.
또한, 애노드 산화 피막의 막구조의 영향을 고려하여, 애노드 산화 피막 성막 중에 인가 전압을 변화시켜, 피막 구조를 바꾸어 봉공 처리를 수행하였으나, 치밀층의 막두께의 편차는 개선되지 않았다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 알루미늄의 애노드 산화 피막이 표면에 형성된 처리 대상물의, 상기 애노드 산화 피막을 치밀화하여 보호막을 제조하는 보호막 제조 방법으로서, 상기 애노드 산화 피막의 치밀화는 70℃ 이상 90℃ 이하의 제 1 온도의 온수를 상기 애노드 산화 피막에 접촉시킨 후, 상기 제 1 온도보다도 높은 제 2 온도의 열수 또는 상기 제 2 온도의 수증기를 상기 애노드 산화 피막에 접촉시키는 보호막 제조 방법이다.
본 발명은 보호막 제조 방법에 있어서, 상기 제 2 온도는 100℃ 이상인 보호막 제조 방법이다.
본 발명은 보호막 제조 방법에 있어서, 상기 온수는 순수인 보호막 제조 방법이다.
본 발명은 보호막 제조 방법에 있어서, 상기 온수는 알칼리성인 보호막 제조 방법이다.
애노드 산화 피막의 치밀층(보호막)을 두껍게 하고, 또한 그 막두께가 균일해지기 때문에 내식성이 향상한다.
도 1은 애노드 산화 피막을 형성하는 공정을 설명하는 단면도이다.
도 2는 제 1 열처리 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 제 2 열처리 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 참고예 1(60℃)의 파단면의 SEM 사진이다.
도 5는 참고예 3(80℃)의 파단면의 SEM 사진이다.
도 6은 참고예 4(90℃)의 파단면의 SEM 사진이다.
도 7은 실시예 1의 파단면의 SEM 사진이다.
도 8은 비교예 1의 파단면의 SEM 사진이다.
도 9는 비교예 2의 파단면의 SEM 사진이다.
도 1의 부호 2는 양극 산화 장치를 나타내고 있다. 피막을 형성하기 위하여, 양극 산화 장치(2)의 전해조(21)의 내부에 전해액(26)으로서 넣어 둔다.
전원(25)의 플러스 단자에 접속된 장착 기구(23)에 처리 대상물(11)을 밀착시켜 장착한다. 그 처리 대상물(11)을 장착 기구(23)에 장착한 상태에서 전해액(26)에 침적함과 동시에, 전원(25)의 마이너스 단자에 접속된 음극판(22)을 전해액(26)에 침적한다.
전해액(26)을 소정의 산화 온도로 유지하면서 전원(25)을 동작시켜, 처리 대상물(11)과 음극판(22) 사이에 소정의 산화 전압을 인가하고, 소정의 전류 밀도의 직류 전압을 소정의 산화 시간 동안 처리 대상물(11)에 흘려보낸다.
처리 대상물(11)의 적어도 표면 부분에는 알루미늄 재료가 노출되어 있고, 알루미늄 재료는, 예를 들면 알루미늄과 알루미늄 합금 중 어느 한 쪽 또는 양쪽으로 이루어진다. 전류 밀도는 처리 대상물(11)에 흘려보낸 전류를, 처리 대상물(11)의 알루미늄 재료가 노출되는 부분의 면적으로 나눈 값이다.
처리 대상물(11)에 전류가 흐르면, 표면 부분으로부터 알루미늄이 이온이 되어 녹아 나온다. 이 알루미늄 이온은 물의 전기 분해에 의해 발생한 산소나, 수산기와 결합하여 처리 대상물(11)의 표면에 산화 알루미늄(Al2O3)과 수산화알루미늄(AlH3O3) 중 어느 한 쪽 또는 양쪽이 생성되어, 알루미늄의 애노드 산화 피막이 형성된다.
전해액(26)은 옥살산이나 황산 등의 산을 포함하고, 이와 같은 전해액(26) 중에서는 애노드 산화 피막은 다공질 구조가 된다.
애노드 산화 피막(12)이 형성된 처리 대상물(11)을 전해액(26)으로부터 꺼내어, 장착 기구(23)로부터 떼어 내어 순수로 세정한다.
도 2의 부호 4는 제 1 봉공 처리 장치를 나타내고 있다. 제 1 봉공 처리 장치(4)의 제 1 가열 처리조(41)에 제 1 온도(70℃ 이상 90℃ 이하)의 온수(46)를 배치해 둔다. 온수(46)의 온도를 제 1 온도로 유지하면서, 애노드 산화 피막(12)이 형성된 처리 대상물(11)을 그 온수(46)에 소정의 제 1 처리 시간(5분 이상 60분 이하) 동안 침적한다.
애노드 산화 피막(12)은 제 1 온도의 온수(46)와 접촉하면, 표면에 불연속인 면이 형성되고, 애노드 산화 피막(12) 내의 공극이 노출된 상태가 된다(제 1 열처리 공정).
제 1 열처리 공정 후, 제 1 온도보다도 높은 제 2 온도의 열수 또는 제 2 온도의 수증기를 애노드 산화 피막(12)에 소정의 제 2 처리 시간(5분 이상 60분 이하) 동안 접촉시킨다.
상술한 바와 같이, 제 1 열처리 공정에 의해 애노드 산화 피막(12) 내의 공극이 노출되어 있기 때문에, 열수 또는 수증기는 애노드 산화 피막(12)의 표면에 접촉할 뿐 아니라 공극에도 침투한다.
애노드 산화 피막(12)의 구성 재료(산화알루미늄이나 수산화알루미늄)는 열수 또는 수증기와 접촉하면 물을 흡수하여, 보에마이트(Al2O3·H2O)나 바이어라이트(Al2O3·3H2O) 등의 수화물이 되고, 체적이 팽창하여 애노드 산화 피막(12)의 공극이 봉공되어, 애노드 산화 피막(12)의 표면 부분에 치밀한 보호막이 형성된다(제 2 열처리 공정).
또한, 제 2 열처리 공정에 열수를 이용하는 경우에는, 예를 들면 처리 대상물(11)을 제 1 열처리 공정과 같은 조(槽)의 온수(46)에 담근 채로 이 온수(46)를 승온시켜, 온수(46)가 제 2 온도의 열수가 된 후, 그 열수에 처리 대상물(11)이 침적된 상태를 제 2 처리 시간 동안 유지한다.
또는 처리 대상물(11)을 온수(46)로부터 꺼내어, 제 1 열처리 공정과는 다른 조(槽)에 배치한 제 2 온도의 열수에 담그고, 열수를 제 2 온도로 유지한 채로, 이 열수에 처리 대상물(11)이 침적된 상태를 제 2 처리 시간 동안 유지한다.
제 2 열처리 공정에 수증기를 이용하는 경우에는 처리 대상물(11)을 온수(46)로부터 꺼낸 후, 도 3에 나타낸 바와 같은 증기 봉공 장치(제 2 봉공 처리 장치(5))의 가마(처리조(51)) 내에 처리 대상물(11)을 배치한다.
수증기 발생 장치(55)에 의해 이 처리조(51) 내에 제 2 온도의 수증기를 충만시키고, 이 수증기의 온도를 제 2 온도로 유지한 채로, 처리 대상물(11)을 이 수증기에 노출시킨 상태를 제 2 처리 시간 동안유지한다. 제 2 열처리 공정에서 수증기를 이용하는 경우, 처리조(51)의 내부 압력은 상압(1기압)이어도 좋고, 상압을 넘어도 무방하다.
실시예
폭 30㎜, 길이 45㎜, 두께 2㎜의 알루미늄 합금판(A5052P, JIS H4000을 참조)을 기판으로 하고, 애노드 산화 피막 형성의 전처리로서, 이 기판을 40℃의 10% 수산화나트륨 수용액에 1분간 침적하여 탈지한 후, 수세하고, 실온에서 35%의 황산 수용액에 침적하여 흑색 부착물의 제거를 수행하였다.
전처리 후의 기판을 처리 대상물로 하여, 순수(純水) 1리터에 대하여 30g의 옥살산을 용해한 전해액을 이용하고, 산화 온도를 15℃ 이상 25℃ 이하, 산화 전압을 60V 이상 100V 이하로 하며, 전류 밀도와 산화 시간과 애노드 산화 피막(12)의 막두께는 하기 표 1에 나타내는 조건으로 애노드 산화 피막(12)을 형성하였다.
제 1 열처리 조건
애노드 산화 피막 제 1 열처리
전류 밀도 산화 시간 막두께 온수 제 1 온도 제 1 처리 시간
참고예 1 5A/dm2 30분 28㎛ 순수 60℃ 30분
참고예 2 5A/dm2 30분 28㎛ 순수 70℃ 30분
참고예 3 5A/dm2 30분 28㎛ 순수 80℃ 30분
참고예 4 5A/dm2 30분 28㎛ 순수 90℃ 30분
애노드 산화 피막(12)이 형성된 처리 대상물(11)을 이용하고, 상기 표 1에 나타내는 조건으로 제 1 열처리 공정을 수행하여, 참고예 1~4의 시료를 5개씩 작성하였다.
각 시료의 파단면을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 결과, 제 1 온도가 60℃에서는 애노드 산화 피막(12)(포어층) 상에는 아무것도 형성되지 않아, 제 1 열처리를 수행하기 전과 후에 표면 상태가 변하지 않았다.
이에 대하여, 제 1 온도가 70℃, 80℃, 90℃에서는, 애노드 산화 피막(12)의 표면부터 1㎛의 깊이까지의 사이에 불연속인 면이 나타나고, 애노드 산화 피막(12) 중의 공극이 노출되었다. 제 1 온도가 60℃, 80℃, 90℃일 때의 SEM 사진을 도 4~6에 각각 기재한다.
다음으로, 상기 전처리 후의 기판을 이용하여, 하기 표 2에 나타내는 조건으로 애노드 산화 피막(12)을 형성한 후, 순수에 침적하여 세정하고 나서, 하기 표 2에 나타내는 조건으로 제 1, 제 2 열처리를 수행하여 실시예 1~5, 비교예 1~3의 시료를 여러 장씩 작성하였다.
봉공 처리 조건
애노드 산화 제 1 열처리 제 2 열처리
전류 밀도 산화 시간 막두께 온수 제 1 온도 제 1 처리시간 열수 제 2 온도 제 2 처리시간
실시예 1 5A/dm2 30분 28㎛ 순수 80℃ 15분 비등수(별조) 100℃ 30분
실시예 2 5A/dm2 30분 28㎛ 순수 80℃ 15분 가압 증기 130℃ 30분
실시예 3 5A/dm2 30분 28㎛ 순수 80℃ 15분 비등수(동조) 100℃ 30분
실시예 4 5A/dm2 30분 28㎛ 03%암모니아수 80℃ 15분 비등수(별조) 100℃ 15분
실시예 5 5A/dm2
10A/dm2 		15분
15분		 35㎛ 순수 80℃ 15분 비등수(별조) 100℃ 30분
비교예 1 5A/dm2 30분 28㎛ 없음 비등수 100℃ 30분
비교예 2 5A/dm2 30분 28㎛ 증기 80℃ 30분 가압 증기 130℃ 30분
비교예 3 5A/dm2
10A/dm2 		15분 35㎛ 없음 비등수 100℃ 30분
※상기 표 중 '없음'은 제 1 열처리를 수행하지 않은 경우를 나타낸다.
또한, 제 2 열처리 공정의 열수(비등수, 증기 포함)는 모두 순수를 이용하였다. 실시예 1~4, 비교예 1, 2에 대해서는 애노드 산화 피막(12)의 성막 조건을 상기 참조예 1~4와 같게 하였다. 실시예 5와 비교예 3에 대해서는 참고예 1~4와 같은 전해액을 이용하였으나, 처음 15분간은 전류 밀도를 5A/dm2, 산화 전압을 60V 이상 70V 이하, 산화 온도를 15℃ 이상 17℃ 이하로 하고, 다음 15분간은 전류 밀도를 10A/dm2, 산화 전압을 70V 이상 130V 이하, 산화 온도를 17℃ 이상 30℃ 이하로 하여, 총 30분간 애노드 산화 피막(12)의 성막을 수행하였다.
<SEM 사진>
상기 실시예 1의 시료 10장과, 비교예 1의 시료 6장과, 비교예 2의 시료 6장에 대하여, 파단면의 SEM 사진을 촬영하였다. 실시예 1의 SEM 사진을 도 7에, 비교예 1의 SEM 사진을 도 8에, 비교예 2의 SEM 사진을 도 9에 각각 나타낸다.
도 7을 보면, 실시예 1은 10장의 시료 모두에 막두께 1㎛ 정도의 치밀층이 확인되었다. 이에 비하여, 도 8, 9를 보면, 시료에 따라서는 치밀층이 형성된 것도 있지만, 비교예 1의 시료 1, 2와, 비교에 2의 시료 1, 2, 6과 같이 치밀층의 형성 여부가 불명확한 것도 있었다.
이상으로부터, 애노드 산화 피막(12)을 열수 또는 수증기에 노출시키기 전에, 수증기가 아닌 온수(46)에 접촉시킴으로써, 확실하게 치밀층이 형성됨을 알 수 있었다.
실시예 1, 비교예 1의 각 시료에 대하여, 하기 내식성 시험을 더 수행하였다.
<내식성 시험>
각 시료를 실온에서 35% 염산 수용액에 침적하고 나서, 시료로부터 눈으로 확인할 수 있을 정도로 대량의 거품이 나오기 시작하기까지의 시간을 측정하였다. 그 측정 결과를 SEM 사진에서 측정한 치밀층의 막두께와 함께 하기 표 3에 기재하였다.
치밀층의 두께, 내식성 시험( 실시예 1, 비교예 1)
치밀층의 두께(㎛) 거품이 대량으로 나올 때가지의 시간(분)
실시예 1
시료 1 1.3 350
시료 2 1.3 370
시료 3 1.2 320
시료 4 1.3 400
시료 5 1.4 350
시료 6 1.3 370
시료 7 1.0 350
시료 8 1.0 450
시료 9 1.0 330
시료 10 1.0 380
비교예 1
시료 1 0.1 240
시료 2 0.1 200
시료 3 0.9 350
시료 4 0.7 310
시료 5 0.2 200
시료 6 0.3 270
상기 표 3에서 알 수 있듯이, 치밀층의 막두께가 증가할수록, 거품이 나오기 시작할 때까지의 시간이 길어지는 경향이 있다.
치밀층의 막두께가 1㎛ 정도이면, 거품이 대량으로 발생할 때까지의 시간은 350분에서 400분인 것에 비하여, 치밀층이 형성되어 있지 않은 시료는 200분 전후였다. 치밀층이 형성되어 있으면 내식성이 높다는 것을 알 수 있다.
실시예 1과 비교예 1을 비교하면, 실시예 1의 각 시료는 비교예 1에 비하여 치밀층이 두껍고, 또한 시료마다의 두께의 편차도 작다. 이상으로부터, 본 발명에 의해 형성되는 보호막(치밀층)은 두꺼우며, 또한 막두께의 편차가 적은 것을 알 수 있다.
또한, 실시예 3에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 보호막의 막두께를 측정한 결과, 막두께와 그 편차는 실시예 1과 같은 정도였다. 이상으로부터, 제 1 열처리시의 온수(46)를 그대로 가열하여 제 2 열처리를 수행하여도, 별도의 조(槽)에서 수행한 경우와 효과에 차이가 없음을 확인하였다.
실시예 2, 4, 5, 비교예 3의 시료에 대하여, 실시예 1과 마찬가지로 치밀층의 막두께를 측정하였다. 그 측정 결과를 하기 표 4~7에 기재한다.
치밀층의 두께( 실시예 2)
치밀층의 두께(㎛)
시료 1 1.4
시료 2 1.6
시료 3 1.0
시료 4 1.8
시료 5 1.4
시료 6 1.6
시료 7 1.5
치밀층의 두께( 실시예 4)
치밀층의 두께(㎛)
시료 1 1.8
시료 2 2.0
시료 3 1.7
시료 4 1.7
시료 5 1.9
치밀층의 두께( 실시예 5)
치밀층의 두께(㎛)
시료 1 1.2
시료 2 1.5
시료 3 1.5
시료 4 1.6
시료 5 1.7
치밀층의 두께( 비교예 3)
치밀층의 두께(㎛)
시료 1 0.9
시료 2 0.1
시료 3 0.2
시료 4 0.8
시료 5 0.1
표 4와 상기 표 2의 결과에는 큰 차이가 없어, 제 2 열처리에서 애노드 산화 피막(12)에 접촉시키는 것이 열수인지 수증기인지에 관계없이, 제 2 온도이면 치밀층이 두껍고, 그 막두께의 편차도 작은 것을 알 수 있다.
실시예 4에서 이용한 약알칼리성 수용액(암모니아수)은 봉공 처리를 촉진하기 위하여 일반적으로 알려져 있는 것이다. 표 5를 보면, 실시예 4는 순수(중성)를 이용한 다른 실시예에 비하여 치밀층이 두껍기 때문에, 본 발명에 있어서, 온수(46)를 알칼리성으로 하는 것은 치밀층의 형성에 악영향을 미치지 않고, 오히려 치밀층의 형성을 촉진함을 알 수 있다.
실시예 5, 비교에 3은 상기 표 2에 기재한 바와 같이, 애노드 산화 피막(12)을 형성할 때, 전반부를 저전류 밀도로 하고, 후반부를 고전류 밀도로 함으로써, 애노드 산화 피막(12) 형성의 후반부에, 애노드 산화 피막의 포어(공) 사이즈를 크게 하고, 포어를 제외한 애노드 산화 피막(12) 부분의 막두께도 두꺼워지도록 하여, 애노드 산화 피막의 구조를 막두께 방향으로 변화시켰다.
그러나, 표 6, 7과 상기 표 2를 비교하면, 애노드 산화 피막의 구조를 변화시켜도, 제 1, 제 2 열처리 후의 치밀층의 막두께에 큰 차이가 없다. 따라서, 본 발명은 애노드 산화 피막 형성시의 조건이나, 애노드 산화 피막의 구조에 상관없이, 치밀층을 형성 가능하다는 것을 알 수 있다.
또한, 전해액을 옥살산 수용액에서 황산 수용액으로 바꾸어 애노드 산화 피막(12)을 형성한 결과, 옥살산 수용액을 이용한 경우와 마찬가지로 다공질의 애노드 산화 피막(12)이 얻어졌다. 이 애노드 산화 피막(12)을 이용하여, 상기 실시예 1~5와 같은 조건으로 제 1, 제 2 열처리 공정을 수행한 결과, 옥살산 수용액을 이용한 경우와 마찬가지로 치밀한 보호막이 형성되었다. 이상으로부터, 본원 발명은 전해액의 종류를 바꾸어도 치밀한 보호막을 형성 가능하다는 것을 알 수 있다.
이상은 제 1 열처리 공정에서 처리 대상물(11)을 온수(46)에 침적하는 경우에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라, 처리 대상물(11)과 온수(46)가 접촉하는 것이라면, 온수(46)를 처리 대상물(11)의 표면에 직접 흘려도 좋고, 온수(46)를 처리 대상물(11) 표면에 분사하여도 무방하다.
또한, 제 2 열처리 공정에서도, 열수가 처리 대상물(11)과 접촉하는 것이라면, 열수를 처리 대상물(11)의 표면에 직접 흘려도 좋고, 온수(46)를 처리 대상물(11) 표면에 분사하여도 무방하다.
제 2 온도는 제 1 온도 이상이면 되지만, 산화알루미늄과 수산화알루미늄을 충분히 수화시키기 위해서는 100℃ 이상이 바람직하다.
전해액은 다공질의 애노드 산화 피막(12)이 형성되는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 다공질의 애노드 산화 피막(12)이 형성되는 전해액으로는 옥살산과, 황산과, 사과산, 말론산으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 한 종류 이상의 산을 물에 용해시킨 수용액이 있다.
제 1 열처리에 이용하는 온수(46)는 순수나 암모니아수에 한정되지 않는다. 예를 들면, 순수에, 암모니아, 트리에탄올아민, 하이드라진으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 한 종류의 알칼리를 첨가한 알칼리성 수용액을 이용할 수 있다.
또한, 제 2 열처리에 이용하는 열수와 수증기도 순수에 한정되지 않는다. 예를 들면, 순수에, 암모니아, 트리에탄올아민, 하이드라진으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 한 종류의 알칼리를 첨가한 알칼리성 수용액을 이용할 수 있다.
또한, 상기 온수(46), 열수, 수증기에 첨가하는 알칼리는 특히 한정되지 않지만, 제 1, 제 2 열처리 공정 후의 세정 공정을 간결하게 하기 위해서는 휘발성인 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 봉공 처리에서 형성되는 치밀층의 두께는 0.5㎛ 이상 2㎛ 이하이다.
처리 대상물은 표면에 애노드 산화 피막이 형성되는 것이면, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 전부가 알루미늄 재료로 구성된 것을 이용해도 되고, 알루미늄 재료 이외의 재료로 구성된 심재의 표면에 알루미늄 재료의 박막이 형성된 것을 이용할 수도 있다.
또한, 알루미늄 재료는 알루미늄을 주성분으로 하는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 이 경우, 주성분으로는 알루미늄을 50원자% 이상 함유하는 것이면 좋고, 알루미늄의 형태는 알루미늄 단일체라도, 합금이라도 무방하다.
알루미늄 재료로 구성된 부재의 내식성을 높이기 위한 표면 처리에 이용된다. CVD 장치나, 에칭 장치 등의 진공조의 내벽을 구성하는 내벽 부재나, 안테나 부재 등, 진공조의 내부에 노출되어, 반응 가스나 반응 가스의 플라즈마나 래디컬과 접촉할 위험이 있는 부재에 특히 적합하다.
11 처리 대상물
12 애노드 산화 피막
46 온수

Claims (4)

  1. 알루미늄의 애노드 산화 피막이 표면에 형성된 처리 대상물의, 상기 애노드 산화 피막을 치밀화하여 보호막을 제조하는 보호막 제조 방법으로서,
    상기 애노드 산화 피막의 치밀화는 80℃ 인 제 1 온도의 온수를 15분간 상기 애노드 산화 피막에 접촉시킨 후, 상기 애노드 산화 피막 내의 공극을 노출시킨 다음,
    상기 제 1 온도보다도 높은 제 2 온도의 열수 또는 상기 제 2 온도의 수증기를 상기 애노드 산화 피막에 접촉시켜, 체적이 팽창된 수화물을 생성하여 상기 공극을 봉공하는 보호막 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 온도는 100℃ 이상인 보호막 제조 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 온수는 순수인 보호막 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 온수는 알칼리성이며, 암모니아를 0.8% 함유하는 보호막 제조 방법.
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