KR101266302B1 - Method for forming ceramic coating layer on aluminum substrate - Google Patents

Method for forming ceramic coating layer on aluminum substrate Download PDF

Info

Publication number
KR101266302B1
KR101266302B1 KR1020100047896A KR20100047896A KR101266302B1 KR 101266302 B1 KR101266302 B1 KR 101266302B1 KR 1020100047896 A KR1020100047896 A KR 1020100047896A KR 20100047896 A KR20100047896 A KR 20100047896A KR 101266302 B1 KR101266302 B1 KR 101266302B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrolyte
ceramic coating
aluminum substrate
coating film
power supply
Prior art date
Application number
KR1020100047896A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20110128443A (en
Inventor
김동섭
성기훈
서동문
Original Assignee
주식회사 아스플로
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아스플로 filed Critical 주식회사 아스플로
Priority to KR1020100047896A priority Critical patent/KR101266302B1/en
Publication of KR20110128443A publication Critical patent/KR20110128443A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101266302B1 publication Critical patent/KR101266302B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/06Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
    • C25D11/08Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used containing inorganic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/10Agitating of electrolytes; Moving of racks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/12Process control or regulation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

본 발명은, 전해액이 담긴 전해조를 마련하고, 상기 전해조 내에 알루미늄 기재가 장착된 전극을 배치하는 단계와, 상기 전극에 교류전원을 공급하기 위한 교류전원 공급수단을 배치하는 단계와, 상기 전해액에 전압과 전류를 공급하기 위한 전원 공급수단을 배치하는 단계와, 상기 교류전원 공급수단을 통해 상기 전극에 교류전원을 인가하고, 상기 전원 공급수단을 통해 상기 전해액에 전압과 전류를 공급하여 상기 알루미늄 기재에 세라믹 코팅막을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 전해액은 탈이온수, Na2SiO3 및 Na2WO4·2H2O를 포함하고, KOH, KF 및 NaOH 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질을 더 포함하는 알루미늄 기재에 내열성 세라믹 코팅막을 형성하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 다른 금속에 비해 낮은 융점을 갖는 알루미늄 기재에 습식 표면처리를 통해 높은 내열성과 내스크래치성을 갖는 세라믹 코팅막을 용이하게 형성할 수 있다.The present invention provides an electrolytic cell containing an electrolytic solution, disposing an electrode equipped with an aluminum substrate in the electrolytic cell, arranging an AC power supply means for supplying AC power to the electrode, and providing a voltage to the electrolytic solution. Arranging a power supply means for supplying an overcurrent, applying an AC power to the electrode through the AC power supply means, and supplying a voltage and a current to the electrolyte through the power supply means to the aluminum substrate. And forming a ceramic coating film, wherein the electrolyte includes deionized water, Na 2 SiO 3, and Na 2 WO 4 · 2H 2 O, and further includes at least one material selected from KOH, KF, and NaOH. A method of forming a heat resistant ceramic coating film on a substrate. According to the present invention, a ceramic coating film having high heat resistance and scratch resistance can be easily formed on an aluminum substrate having a lower melting point than other metals by wet surface treatment.

Description

알루미늄 기재에 내열성 세라믹 코팅막을 형성하는 방법{Method for forming ceramic coating layer on aluminum substrate}Method for forming a heat resistant ceramic coating layer on an aluminum substrate {Method for forming ceramic coating layer on aluminum substrate}

본 발명은 내열성 세라믹 코팅막 형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다른 금속에 비해 낮은 융점을 갖는 알루미늄 기재에 습식 표면처리를 통해 높은 내열성과 내스크래치성을 갖는 세라믹 코팅막을 형성하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for forming a heat resistant ceramic coating film, and more particularly, to a method of forming a ceramic coating film having high heat resistance and scratch resistance on a wetted aluminum surface having a lower melting point than other metals.

금속은 세라믹에 비하여 융점이 낮고, 내부식성, 내플라즈마성, 내스크래치성 등의 특성이 나쁜 것으로 알려져 있다. 따라서, 금속 또는 금속 합금 표면에 세라믹을 코팅하려는 연구가 있어 왔다. 그러나, 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 알루미늄 기재는 표면이 매끄러워 세라믹을 코팅하기가 매우 어려운 것을 알려져 있다. Metals are known to have a lower melting point than ceramics and are poor in corrosion resistance, plasma resistance, scratch resistance, and the like. Thus, there have been studies to coat ceramics on metal or metal alloy surfaces. However, it is known that aluminum substrates, such as aluminum or aluminum alloys, have a smooth surface and are very difficult to coat the ceramic.

금속재료의 표면에 세라믹을 코팅하는 시도는 여러 가지 방법으로 전세계의 연구자들에 의하여 시도되어 왔는데, 그중에 현재 가장 널리 알려진 방법으로는 플라즈마 스프레이 코팅 방법이 있다. 플라즈마 스프레이 코팅은 세라믹 분말을 플라즈마를 형성하는 가스와 함께 피코팅물의 표면에 분사하여 코팅층을 형성하는 것이다. 이때 플라즈마 가스의 온도는 20,000℃에 이르는 고온이 되어 순간적으로 세라믹 분말을 녹인다. 이렇게 녹은 입자들이 피코팅물에 부착되면, 응고 과정을 거쳐 코팅층이 형성된다. Attempts to coat ceramics on metal surfaces have been attempted by researchers around the world in a number of ways, the most widely known of which is plasma spray coating. Plasma spray coating is to spray a ceramic powder together with a gas to form a plasma to the surface of the coating to form a coating layer. At this time, the temperature of the plasma gas is a high temperature of 20,000 ° C to melt the ceramic powder instantaneously. When the molten particles adhere to the coated object, a coating layer is formed through a solidification process.

그러나, 이러한 고온 과정에서 피코팅물도 고온에 노출되며, 냉각 후에 코팅층과 피코팅물의 계면에 큰 잔류 응력이 존재하게 되며, 코팅을 위한 고가의 장비와 고가의 원료 분말을 사용해야 한다는 단점이 있다. 특히, 피가공물이 금속재료인 경우에는 고온에 금속이 노출되면 산화되는 문제점이 있으므로 진공에서 플라즈마 스프레이 코팅을 행해야 하고, 이로 인하여 더욱더 고가의 장비가 요구되는 문제가 있다. 따라서, 많은 연구자들이 여러 가지 방법으로 세라믹을 금속재료의 표면에 코팅하고자 다양한 시도를 하고 있으나, 치밀하면서도 균열과 결함이 없는 세라믹 코팅을 행하기는 쉽지가 않다.However, in this high temperature process, the coated material is also exposed to high temperature, and after cooling, a large residual stress exists at the interface between the coating layer and the coated material, and there is a disadvantage in that expensive equipment and expensive raw material powder for coating are used. In particular, when the workpiece is a metal material, there is a problem of oxidizing when the metal is exposed to high temperature, so that plasma spray coating must be performed in a vacuum, thereby requiring more expensive equipment. Therefore, many researchers have made various attempts to coat ceramics on the surface of metal materials in various ways, but it is not easy to perform ceramic coatings that are dense and free from cracks and defects.

대한민국 등록특허공보 제10-0801913호에서 일본의 하라다 요시오 등은 내플라즈마 부식성이 우수한 용사 피막 피복 부재와 그 제조방법에 대하여 기술하고 있다. 이에 의하면, 할로겐화합물을 포함한 부식환경에서 손상이 적게 하기 위하여, Al2O3, Y2O3 등으로 이루어지는 용사 피막의 표면의 최표층부를 피막 표면 높이 방향의 조도 곡선의 중심부보다 상부에 위치하는 바늘 형상 볼록부만이 전자빔 조사에 수반하는 용융-응고에 의해, 사다리꼴 형상 볼록부로 변화한 전자빔 조사층으로 하여, 파티클 등의 부착, 퇴적 특성이 우수하고, 그 재비산을 유효하게 방지할 수 있고, 내플라즈마 특성이 우수한 부재를 만들 수 있다고 한다. 그러나, 50∼2000㎛ 정도의 플라즈마 용사층 위에 이의 단점을 극복하기 위하여 다시 전자빔에 의한 코팅층을 형성함으로써, 장비의 비용이 더욱 상승하며, 공정이 더욱 복잡해지는 단점이 있다. In Japanese Patent Laid-Open No. 10-0801913, Yoshio Harada of Japan describes a thermal spray coating member having excellent plasma corrosion resistance and a method of manufacturing the same. With this structure, in order to reduce damage in corrosive environment, including the halogen compound, Al 2 O 3, Y 2 O 3 and so on which is located an outermost surface layer portion of the surface of the thermal sprayed coating formed by the upper than the center of the roughness profile of the film surface in the height direction Only the needle-shaped convex portion becomes an electron beam irradiation layer changed into a trapezoidal convex portion by melt-solidification accompanying electron beam irradiation, and is excellent in adhesion and deposition characteristics of particles and the like, and effectively prevents re-spreading. In addition, it is said that a member having excellent plasma resistance can be made. However, by forming the coating layer by the electron beam again to overcome the disadvantages on the plasma spray layer of about 50 ~ 2000㎛, the cost of the equipment is further increased, there is a disadvantage that the process is more complicated.

일본의 고바야시 요시오 등은 대한민국 등록특허공보 제10-0618630호에서 반도체 제조장치 및 그 제조를 위한 처리에 사용하기에 적합한 Y2O3 또는 YAG로 구성된 세라믹 표면을 갖는 내플라즈마 부재에 대한 발명에 대하여 기술하고 있다. 이 발명에 의하면, 알루미나 기재에 열분사 방법으로 Y2O3 또는 YAG를 표면조도 5㎛ 이상 15㎛ 이하로 하여 코팅한다. 이때의 알루미나 기재의 표층은 20% 이상 60% 이하의 기공율을 갖고, 깊이 10㎛ 이상 100㎛ 이하의 다공질로 함으로써, 향상된 밀착력을 갖는 내플라즈마 부재가 제공될 수 있다고 한다. 그라나, 이 방법에서는 기재에 화학 에칭을 행하는 공정과 열분사 공정이 포함되는데, 화학 에칭의 경우 180℃∼240℃의 산성 에칭액에서 1.0MPa∼3.3MPa에서 3시간 이상 10시간 이하의 시간 동안 처리해야 하는 어려움이 있으며, 에칭 처리 후에는 1500℃∼1800℃의 온도에서 4시간∼8시간 동안 어닐링 처리를 해야하는 번거로움이 있다. 또한 플라즈마 분사 등의 열분사를 행함으로써, 코팅층의 두께에 따라 열응력이 발생하여 크랙(crack)이 생길 위험성이 있을 수 있다.Yoshio Kobayashi of Japan et al. In Korea Patent Publication No. 10-0618630 discloses a invention for a plasma member having a ceramic surface composed of Y 2 O 3 or YAG suitable for use in a semiconductor manufacturing apparatus and a process for manufacturing the same. It is describing. According to this invention, Y 2 O 3 or YAG is coated on the alumina substrate with a surface roughness of 5 µm or more and 15 µm or less. The surface layer of the alumina substrate at this time has a porosity of 20% or more and 60% or less, and it is said that a plasma member having improved adhesion can be provided by making the porous material having a depth of 10 μm or more and 100 μm or less. However, this method includes a process of performing chemical etching on the substrate and a thermal spraying process. In the case of chemical etching, the acid etching solution at 180 ° C. to 240 ° C. must be treated at 1.0 MPa to 3.3 MPa for 3 hours to 10 hours. There is a difficulty in that, and after the etching treatment, there is a need to perform annealing treatment for 4 hours to 8 hours at a temperature of 1500 ° C to 1800 ° C. In addition, by performing thermal spraying such as plasma spraying, there may be a risk of cracking due to thermal stress generated according to the thickness of the coating layer.

일본 공개특허공보 제2007-0095716호에서는 에어로졸 기판상에 형성되는 막의 밀착력과 신뢰성이 우수한 세라믹 복합제, 반도체 제조장치용 서셉터 및 파워모듈 기판에 대한 기술이 기재되어있다. 이 발명에 의하면 복수의 금속으로 된 복합체의 표면에 에어로졸 법으로 형성된 막을 형성하거나, 금속과 세라믹스로된 복합체의 표면에 에어로졸 법으로 형성된 막을 구비하는 것을 특징으로 한다. 일본 공개특허공보 제2007-0095716호에 의하면, 복합체의 열전도율은 100W/mK 이상인 것이 좋고, 에어로졸 법으로 형성된 막의 열전도율은 1W/mK 이하인 것이 좋다고 한다. 그러나, 이러한 방법으로 알루미늄 금속에 세라믹을 직접 후막 코팅할 경우, 열팽창계수의 차이로 인하여, 크랙 발생의 위험이 있다. 특히, 반도체 공정 중의 온도에서 사용시 크랙이 발생하면, 이로 인하여 부식성 가스의 침식으로 인해 이물질 파티클이 발생하고, 따라서 반도체 생산시 불량 위험이 있으며, 반도체 장비의 내구성 저하 우려가 있다.
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2007-0095716 discloses a technique for a ceramic composite, a susceptor for a semiconductor manufacturing apparatus, and a power module substrate having excellent adhesion and reliability of a film formed on an aerosol substrate. According to this invention, the film | membrane formed by the aerosol method is formed in the surface of the composite which consists of a some metal, or the film | membrane formed by the aerosol method is provided on the surface of the composite which consists of metal and ceramics. According to Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2007-0095716, the thermal conductivity of the composite is preferably 100 W / mK or more, and the thermal conductivity of the film formed by the aerosol method is preferably 1 W / mK or less. However, when the ceramic directly coated on the aluminum metal in this way, there is a risk of cracking due to the difference in the coefficient of thermal expansion. In particular, when the crack occurs when used at a temperature during the semiconductor process, foreign matter particles are generated due to the erosion of the corrosive gas, thus there is a risk of failure in semiconductor production, there is a concern that the durability of the semiconductor equipment.

본 발명이 해결하려는 과제는 다른 금속에 비해 낮은 융점을 갖는 알루미늄 기재에 습식 표면처리를 통해 높은 내열성과 내스크래치성을 갖는 세라믹 코팅막을 형성하는 방법을 제공함에 있다.
An object of the present invention is to provide a method of forming a ceramic coating film having a high heat resistance and scratch resistance through a wet surface treatment on an aluminum substrate having a lower melting point than other metals.

본 발명은, 전해액이 담긴 전해조를 마련하고, 상기 전해조 내에 알루미늄 기재가 장착된 전극을 배치하는 단계와, 상기 전극에 교류전원을 공급하기 위한 교류전원 공급수단을 배치하는 단계와, 상기 전해액에 전압과 전류를 공급하기 위한 전원 공급수단을 배치하는 단계와, 상기 교류전원 공급수단을 통해 상기 전극에 교류전원을 인가하고, 상기 전원 공급수단을 통해 상기 전해액에 전압과 전류를 공급하여 상기 알루미늄 기재에 세라믹 코팅막을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 전해액은 탈이온수, Na2SiO3 및 Na2WO4·2H2O를 포함하고, KOH, KF 및 NaOH 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질을 더 포함하는 알루미늄 기재에 내열성 세라믹 코팅막을 형성하는 방법을 제공한다. The present invention provides an electrolytic cell containing an electrolytic solution, disposing an electrode equipped with an aluminum substrate in the electrolytic cell, arranging an AC power supply means for supplying AC power to the electrode, and providing a voltage to the electrolytic solution. Arranging a power supply means for supplying an overcurrent, applying an AC power to the electrode through the AC power supply means, and supplying a voltage and a current to the electrolyte through the power supply means to the aluminum substrate. And forming a ceramic coating film, wherein the electrolyte includes deionized water, Na 2 SiO 3, and Na 2 WO 4 · 2H 2 O, and further includes at least one material selected from KOH, KF, and NaOH. A method of forming a heat resistant ceramic coating film on a substrate is provided.

상기 알루미늄 기재에 내열성 세라믹 코팅막을 형성하는 방법은, 상기 교류전원 공급수단을 통해 상기 전극에 10∼200Hz의 교류 전원을 인가하고, 상기 전원 공급수단을 통해 상기 전해액에 150∼550V의 전압과 10∼1000A의 전류를 인가하는 것이 바람직하다. In the method of forming a heat-resistant ceramic coating film on the aluminum substrate, AC power of 10 to 200 Hz is applied to the electrode through the AC power supply means, and a voltage of 150 to 550 V and 10 to 150 V to the electrolyte through the power supply means. It is preferable to apply a current of 1000 A.

상기 전해조에 마그네틱바가 배치되고, 상기 마그네틱바를 이용하여 상기 전해액을 일정하게 교반시키는 것이 바람직하다. It is preferable that a magnetic bar is disposed in the electrolytic cell, and the electrolytic solution is constantly stirred using the magnetic bar.

상기 전해조에 가열판이 배치되고, 상기 가열판에 의해 상기 전해액의 온도가 10∼50℃ 범위의 온도로 일정하게 유지되는 것이 바람직하다. It is preferable that a heating plate is arranged in the electrolytic cell, and the heating plate keeps the temperature of the electrolyte solution constant at a temperature in the range of 10 to 50 ° C.

상기 Na2SiO3는 상기 전해액에 대하여 0.001∼0.05몰 함유되고, 상기 Na2WO4·2H2O는 상기 전해액에 대하여 0.001∼0.05몰 함유되며, 상기 KOH, KF 및 NaOH 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질은 상기 전해액에 대하여 0.001∼0.05몰 함유되는 것이 바람직하다. The Na 2 SiO 3 is contained from 0.001 to 0.05 mole with respect to the electrolyte, the Na 2 WO 4 · 2H 2 O is contained from 0.001 to 0.05 mole with respect to the electrolyte, at least one or more selected from the KOH, KF and NaOH It is preferable that a substance contains 0.001-0.05 mol with respect to the said electrolyte solution.

상기 전해액은 K3PO4를 더 포함할 수 있으며, 상기 K3PO4는 전해액에 대하여 0.001∼0.05몰 함유되는 것이 바람직하다.
The electrolytic solution may further include K 3 PO 4, the K 3 PO 4 is preferably contained in 0.001 to 0.05 mole of a liquid electrolyte.

알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 알루미늄 기재는 표면이 매끄러워 세라믹을 코팅하기가 매우 어려우나, 본 발명에 의할 경우 알루미늄 기재 표면에 높은 내열성과 스크래치 저항성을 갖는 세라믹 코팅막을 용이하게 형성할 수 있다. Aluminum substrates such as aluminum or aluminum alloys are very difficult to coat ceramics due to the smooth surface, but according to the present invention, it is possible to easily form a ceramic coating film having high heat resistance and scratch resistance on the aluminum substrate surface.

또한, 본 발명에 의하면, 기존의 아노다이징법이 황산 등의 전처리를 필요로 하는데 반하여 아무런 전처리 없이 바로 알루미늄 기재 표면에 내열성 및 내스크래치성이 우수한 세라믹 코팅막을 형성시킬 수 있어 친환경적으로 제조할 수가 있다. 또한, 기존 아노다이징법에 비하여 작동 전압이 10배 이상으로 높아 형성되는 세라믹 코팅막이 훨씬 강하고 내부식성, 내부착성 등이 뛰어난 장점이 있다. In addition, according to the present invention, while the conventional anodizing method requires a pretreatment such as sulfuric acid, it is possible to form a ceramic coating film excellent in heat resistance and scratch resistance directly on the surface of the aluminum substrate without any pretreatment, thereby making it environmentally friendly. In addition, compared to the conventional anodizing method, the ceramic coating film formed with a high operating voltage of 10 times or more is much stronger, and has excellent advantages such as corrosion resistance and adhesion.

또한, 본 발명에 의하면, 상온 부근에서 세라믹 코팅막을 형성할 수 있어 플라즈마 용사와 같은 방식에서 일어나는 열팽창계수의 미스매치(mismatch)에 의한 스트레스가 없고 부착력이 뛰어나며, 기존의 아노다이징법에 비하여 훨씬 높은 전압에서 세라믹 코팅막이 형성되기 때문에 경도와 내화학적 저항성이 뛰어나다.
In addition, according to the present invention, it is possible to form a ceramic coating film in the vicinity of room temperature, there is no stress due to mismatch of the coefficient of thermal expansion occurring in the same manner as plasma spraying, excellent adhesion, much higher voltage than the conventional anodizing method Since the ceramic coating film is formed at, it is excellent in hardness and chemical resistance.

도 1은 습식 표면처리를 위한 아크 플라즈마 아노다이징 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a는 습식 표면처리 전의 알루미늄 기재와 습식 표면처리 후의 알루미늄 기재의 모습을 보여주는 사진이다.
도 2b는 습식 표면처리를 하지 않은 알루미늄 기재와 습식 표면처리하여 세라믹 코팅막을 형성한 알루미늄 기재에 대하여 800℃에서 가열한 후에 비교 관찰한 사진을 보여준다.
도 3은 습식 표면처리되어 세라믹 코팅막이 형성된 알루미늄 기재의 단면을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 4는 습식 표면처리되어 세라믹 코팅막이 형성된 알루미늄 기재의 단면을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 5는 습식 표면처리하여 세라믹 코팅막을 형성한 알루미늄 기재에 대하여 800℃에서 가열한 후의 단면을 보여주는 주사전자현미경 사진이다.
도 6은 습식 표면처리하여 세라믹 코팅막을 형성한 알루미늄 기재에 대하여 800℃에서 가열한 후의 표면을 보여주는 주사전자현미경 사진이다.
1 schematically illustrates an arc plasma anodizing apparatus for wet surface treatment.
Figure 2a is a photograph showing the appearance of the aluminum substrate before the wet surface treatment and the aluminum substrate after the wet surface treatment.
FIG. 2B shows a photograph of the aluminum substrate not subjected to the wet surface treatment and the aluminum substrate formed by the wet surface treatment to form a ceramic coating film after heating at 800 ° C.
3 is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing a cross section of an aluminum substrate on which a wet surface treatment is performed to form a ceramic coating layer.
4 is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing a cross section of an aluminum substrate on which a wet surface treatment is performed to form a ceramic coating layer.
FIG. 5 is a scanning electron micrograph showing a cross section after heating at 800 ° C. for an aluminum substrate having a wet surface treatment to form a ceramic coating film.
FIG. 6 is a scanning electron micrograph showing the surface after heating at 800 ° C. on an aluminum substrate having a wet surface treatment to form a ceramic coating film.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments are provided to those skilled in the art to fully understand the present invention, and may be modified in various forms, and the scope of the present invention is limited to the embodiments described below. It doesn't happen. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 알루미늄 기재는 표면이 매끄러워 세라믹을 코팅하기가 매우 어려운 것을 알려져 있다. 본 발명은 다른 금속에 비해 낮은 융점(melting point)을 갖는 알루미늄 기재에 습식 표면처리를 통해 표면에 세라믹 코팅막을 형성하여 높은 내열성과 스크래치 저항성을 갖게 하는 방법을 제시한다. 이하에서, 알루미늄 기재는 금속인 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 의미하는 것으로 사용한다. It is known that aluminum substrates, such as aluminum or aluminum alloys, have a smooth surface and are very difficult to coat the ceramic. The present invention proposes a method of forming a ceramic coating film on a surface by wet surface treatment on an aluminum substrate having a lower melting point than other metals to provide high heat resistance and scratch resistance. Hereinafter, the aluminum base is used to mean aluminum or aluminum alloy which is a metal.

본 발명에서는 습식 표면처리를 위해 아크 플라즈마 아노다이징(Arc Plasma Anodizing; APA)법을 이용한다. 본 발명의 아크 플라즈마 아노다이징(Arc Plasma Anodizing; APA)법은 기존의 아노다이징법이 황산 등의 전처리를 필요로 하는데 반하여 아무런 전처리 없이 바로 표면에 강한 세라믹 코팅막을 형성시킬 수 있어 친환경적이다. 또한, 작동 전압이 10배 이상으로 높아 생성되는 세라믹 코팅막이 훨씬 강하고 내부식성, 내부착성 등이 뛰어난 장점이 있다. 또한, 기존의 아노다이징으로는 표면처리가 불가능하다고 알려져 있는 다이캐스팅용 알루미늄합금계도 표면처리가 가능한 장점을 갖고 있다.In the present invention, an arc plasma anodizing (APA) method is used for the wet surface treatment. The arc plasma anodizing (APA) method of the present invention is environmentally friendly because the conventional anodizing method requires a pretreatment such as sulfuric acid, so that a strong ceramic coating film can be formed directly on the surface without any pretreatment. In addition, the ceramic coating film generated by the operation voltage is more than 10 times is much stronger, and has excellent advantages such as corrosion resistance and adhesion. In addition, the aluminum alloy system for die casting, which is known to be impossible to surface-treat by conventional anodizing, has the advantage of being surface-treated.

이하에서, 습식 표면처리를 이용하여 알루미늄 기재 표면에 세라믹 코팅막을 형성하는 방법을 설명한다. 도 1은 습식 표면처리를 위한 아크 플라즈마 아노다이징 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. Hereinafter, a method of forming a ceramic coating film on the surface of an aluminum substrate by using a wet surface treatment will be described. 1 schematically illustrates an arc plasma anodizing apparatus for wet surface treatment.

세라믹 코팅막 형성을 위한 습식 표면처리는 아크 플라즈마 아노다이징법을 이용한다. 습식 표면처리를 위한 아크 플라즈마 아노다이징 장치는, 전해조(electrochemical bath)(100)와, 양전압이 인가되고 알루미늄 기재(115)가 장착되는 전극(110)과, 전해조(100) 내에 담겨지는 전해액(120)과, 전극(110)에 교류 전원을 인가하기 위한 교류전원 공급수단(130)과, 전해액(120)에 전압을 공급하기 위한 전원 공급수단(power supply)(140)과, 전해조(100) 하부에 설치되고 전해액(120)을 일정하게 교반시키기 위한 마그네틱바(magnetic bar)(150)를 포함한다. 또한, 전해조(100) 내의 온도을 일정하게 유지하기 위한 가열판(Hot Plate)(160)과 같은 온도 조절 장치가 설치되어 있을 수도 있다. The wet surface treatment for forming the ceramic coating film uses an arc plasma anodizing method. An arc plasma anodizing apparatus for wet surface treatment includes an electrochemical bath 100, an electrode 110 on which a positive voltage is applied and on which an aluminum substrate 115 is mounted, and an electrolyte solution 120 contained in the electrolytic bath 100. ), An AC power supply unit 130 for applying AC power to the electrode 110, a power supply unit 140 for supplying a voltage to the electrolyte 120, and a lower portion of the electrolytic cell 100. It is installed in the magnetic bar (magnetic bar) (150) for constantly stirring the electrolyte (120). In addition, a temperature control device such as a hot plate 160 for maintaining a constant temperature in the electrolytic cell 100 may be provided.

전극(110)에는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 알루미늄 기재(115)가 장착되고, 전해액(120) 속에 잠길 수 있도록 설치된다. 상기 전해액은 탈이온수(DI water), Na2SiO3, KOH 및 Na2WO4·2H2O의 혼합액을 사용할 수 있다. Na2SiO3는 표면 처리시 경도와 스크래치 저항성을 높여주며, 전해액에 대하여 0.001∼0.05몰 정도 함유되는 것이 바람직하다. KOH는 표면처리시 내식성을 높여주며, 전해액에 대하여 0.001∼0.05몰 정도 함유되는 것이 바람직하다. 상기 KOH 대신에 KF 또는 NaOH를 사용할 수도 있다. 즉, 상기 전해액은 KOH, KF 및 NaOH 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질을 포함할 수 있는데, 이 경우 KOH, KF 및 NaOH 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 물질은 상기 전해액에 대하여 0.001∼0.05몰 함유되는 것이 바람직하다. Na2WO4·2H2O는 표면처리시 높은 열에 견딜 수 있고 단단한 피막(세라믹 코팅막)을 형성하며 내플라즈마성을 부여하는 역할을 하며, 전해액에 대하여 0.001∼0.05몰 정도 함유되는 것이 바람직하다. 상기 전해액에 K3PO4가 더 포함될 수 있으며, 상기 K3PO4는 전해액에 대하여 0.001∼0.05몰 정도 함유되는 것이 바람직하다. The electrode 110 is equipped with an aluminum substrate 115 made of aluminum or an aluminum alloy, and installed to be immersed in the electrolyte 120. The electrolyte may be a mixture of deionized water (DI water), Na 2 SiO 3 , KOH and Na 2 WO 4 · 2H 2 O. Na 2 SiO 3 increases the hardness and scratch resistance at the time of surface treatment, it is preferable to contain about 0.001 to 0.05 mol with respect to the electrolyte. KOH improves the corrosion resistance during the surface treatment, it is preferable to contain about 0.001 to 0.05 mol with respect to the electrolyte. KF or NaOH may be used instead of KOH. That is, the electrolyte may include at least one material selected from KOH, KF, and NaOH. In this case, at least one material selected from KOH, KF, and NaOH may be contained in an amount of 0.001 to 0.05 mole based on the electrolyte. Do. Na 2 WO 4 · 2H 2 O is able to withstand high heat during surface treatment, forms a hard coating (ceramic coating film), imparts plasma resistance, and is preferably contained in an amount of about 0.001 to 0.05 mol with respect to the electrolyte. And the electrolytic solution is K 3 PO 4 may further include the K 3 PO 4 is preferable to be included in an amount about 0.001 to 0.05 mole of a liquid electrolyte.

상기 전해액은 가열판을 통해 10∼70℃의 온도로 일정하게 유지되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 적용한 아크 플라즈마 아노다이징(APA)법에 의한 알루미늄 기재(115)의 세라믹 코팅막 처리는 세라믹 코팅막의 형성이 물을 기본으로 하는 전해액 내에서 이루어지기 때문에 상온 부근에서 코팅이 이루어질 수 있다. 이에 따라 플라즈마 용사와 같은 방식에서 일어나는 열팽창계수의 미스매치(mismatch)에 의한 스트레스가 없어 부착력이 뛰어나며, 기존의 아노다이징 처리기술에 비하여 훨씬 높은 전압에서 세라믹 코팅막이 형성되기 때문에 경도와 내화학적 저항성이 뛰어난 장점을 갖추고 있다. The electrolyte is preferably maintained at a temperature of 10 ~ 70 ℃ constant through the heating plate. The ceramic coating film treatment of the aluminum substrate 115 by the arc plasma anodizing (APA) method applied in the present invention may be performed at room temperature because the ceramic coating film is formed in an electrolyte based on water. As a result, there is no stress due to mismatch of thermal expansion coefficient which occurs in the same way as plasma spraying, and it has excellent adhesion. It has advantages.

알루미늄 기재(115)를 이소프로필알콜과 같은 물질로 탈지(grease removing)한 후, 건조한다. 알루미늄 기재(115)의 표면에 유지(grease) 성분 또는 불순물들이 잔류할 경우, 균일한 두께의 세라믹 코팅막이 형성될 수 없고 알루미늄 기재(115)와 세라믹 코팅막 간의 접착력을 떨어뜨리는 원인이 되므로 이를 제거하기 위한 탈지 공정을 수행한다.The aluminum substrate 115 is degreased with a material such as isopropyl alcohol, and then dried. When grease or impurities remain on the surface of the aluminum substrate 115, a ceramic coating film having a uniform thickness may not be formed, which may cause a decrease in adhesion between the aluminum substrate 115 and the ceramic coating film. To perform a degreasing process.

상기와 같이 구성된 전해액(120) 속에 알루미늄 기재(115)를 담근 후, 알루미늄 기재(115)가 장착된 전극(110)에 10∼200Hz 정도의 교류 전원을 인가하면서 전해액(120)에 150∼550V의 전압과 10∼1000A의 전류를 인가한다. 이때 마그네틱바(150)를 작동시켜 전해액(120)을 일정하게 교반시킨다. 교류 전원에 의한 플라즈마 아크 발생에 의해 전해액(120) 내에서 발생된 기포는 알루미늄 기재(115)과 산화 반응하여 알루미늄 기재(115)의 표면에는 세라믹 코팅막이 형성된다. 기존 표면처리는 열에 취약함과 동시에 스크래치 저항성이 낮다는 단점을 가지고 있다. 기존 아노다이징법은 15∼30V 이내의 전압을 가하는데 반하여 본 발명에서는 150∼550V에 이르는 높은 전압을 가하여 세라믹 코팅막을 형성시킨다. 전해액(120)은 탈이온수(DI water)에 경도와 스크래치 저항성을 높여주는 Na2SiO3, 내식성을 높여주는 KOH, 높은 열에 견딜 수 있으며 단단한 피막을 형성하고 내플라즈마성을 부여하는 Na2WO4·2H2O를 포함한다. After immersing the aluminum substrate 115 in the electrolyte solution 120 configured as described above, while applying an alternating current of about 10 to 200 Hz to the electrode 110 on which the aluminum substrate 115 is mounted, 150 to 550 V may be applied to the electrolyte solution 120. Apply a voltage and a current of 10 to 1000 A. At this time, by operating the magnetic bar 150, the electrolyte 120 is constantly stirred. Bubbles generated in the electrolyte 120 by plasma arc generation by an AC power supply are oxidized with the aluminum substrate 115 to form a ceramic coating film on the surface of the aluminum substrate 115. Conventional surface treatment has the disadvantage of being vulnerable to heat and scratch resistance. While the conventional anodizing method applies a voltage within 15-30V, in the present invention, a high voltage of 150-550V is applied to form a ceramic coating film. The electrolyte solution 120 is Na 2 SiO 3 which improves hardness and scratch resistance in DI water, KOH which improves corrosion resistance, and Na 2 WO 4 which can withstand high heat and forms a hard film and imparts plasma resistance. Contains 2H 2 O.

2시간 정도의 표면처리를 통해 세라믹 코팅막의 두께는 100㎛ 이상이 되며, 표면은 거친(rough) 층이 형성되었지만 내부에는 단단한 조밀(dence)한 세라믹 코팅막이 형성되어 높은 경도를 가진다. 표면처리를 하지 않은 알루미늄 시편과 본 발명에 따라 100㎛ 이상의 세라믹 코팅막을 형성한 시편에 대하여 알루미늄의 융점인 660℃ 이상인 약 800℃에서 가열하여 표면 및 상태를 관찰해 보았을 때, 표면처리를 하지 않은 알루미늄 시편의 경우 형태를 알아볼 수 없게 변형이 되었으나, 표면처리하여 세라믹 코팅막이 형성된 시편은 알루미늄 기재가 원형 그대로의 상태를 유지하였으며, 거친(rough) 피막층만 군데군데 벗겨졌고 내부의 조밀(dence)한 층은 아무런 영향을 받지 않고 원래의 형태를 유지하고 있었다.
The thickness of the ceramic coating film is 100 μm or more through the surface treatment for about 2 hours, and a rough layer is formed on the surface, but a hard dense ceramic coating film is formed inside, and thus has a high hardness. When the surface and state were observed by heating the aluminum specimen without surface treatment and the specimen having the ceramic coating film of 100 μm or more according to the present invention at about 800 ° C., which is 660 ° C. or higher, In the case of aluminum specimens, the shape was unrecognizable, but the surface-treated specimens with ceramic coatings maintained their original shape, and only the rough coating layer was peeled off and the dense inside. The layer remained unaffected and kept in its original form.

이하에서, 알루미늄 기재에 내열성 세라믹 코팅막을 형성하는 방법의 실시예를 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, an embodiment of a method of forming a heat resistant ceramic coating film on an aluminum substrate will be described in more detail, and the present invention is not limited to the following examples.

<실시예><Examples>

알루미늄 합금을 알루미늄 기재로 하고, 이소프로필알콜로 탈지(grease removing)한 후, 진공건조기 안에 넣어 약 60℃의 온도로 3시간 동안 충분히 건조하였다. The aluminum alloy was made of aluminum, greased with isopropyl alcohol, and then placed in a vacuum dryer and sufficiently dried at a temperature of about 60 ° C. for 3 hours.

이렇게 하여 준비한 시편을 아크 플라즈마 아노다이징(Arc Plasma Anodizing; APA) 장치를 이용하여 240분 동안 습식 표면처리하여 알루미늄 기재에 세라믹 코팅막을 형성하였다. The specimen thus prepared was subjected to a wet surface treatment for 240 minutes using an arc plasma anodizing (APA) device to form a ceramic coating film on the aluminum substrate.

구체적으로는, 아크 플라즈마 아노다이징을 수행하기 위한 전해액으로 탈이온수(DI water) 1600㎖ , 경도와 스크래치 저항성을 높여주는 Na2SiO3 0.015몰, 내식성을 높여주는 KOH 0.01몰 및 높은 열에 견딜 수 있으며 단단한 피막을 형성하고 내플라즈마성을 부여하는 Na2WO4·2H2O 0.015몰의 혼합액을 사용하였다. 알루미늄 기재가 장착된 전극에 교류 전원 60Hz를 인가하였으며, 전해액에 400V의 전압과 600A의 전류를 인가하였으며, 30℃의 온도에서 4시간 동안 마그네틱바를 이용하여 교반하면서 습식 표면처리를 실시하여 100∼350㎛ 정도 두께의 세라믹 코팅막을 형성하였다. Specifically, as an electrolyte for performing arc plasma anodizing, 1600 ml of DI water, 0.015 mol of Na 2 SiO 3 to improve hardness and scratch resistance, 0.01 mol of KOH to increase corrosion resistance, and high heat resistance and rigidity A mixed solution of 0.015 mol of Na 2 WO 4 .2H 2 O, which forms a film and imparts plasma resistance, was used. AC power supply 60Hz was applied to the electrode equipped with aluminum base material, 400V voltage and 600A current were applied to the electrolyte solution, and wet surface treatment was carried out by stirring using a magnetic bar at a temperature of 30 ° C. for 100 to 350 hours. A ceramic coating film having a thickness of about μm was formed.

도 2a는 습식 표면처리 전의 알루미늄 기재와 습식 표면처리 후의 알루미늄 기재의 모습을 보여주는 사진이다. 습식 표면처리 전의 알루미늄 기재는 도 2a에서 좌측에 나타나 있고, 습식 표면처리되어 세라믹 코팅막이 형성된 알루미늄 기재는 도 2a에서 우측에 나타나 있다. 도 3은 습식 표면처리되어 세라믹 코팅막이 형성된 알루미늄 기재의 단면을 보여주는 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope; SEM) 사진이고, 도 4는 습식 표면처리되어 세라믹 코팅막이 형성된 알루미늄 기재의 단면을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.Figure 2a is a photograph showing the appearance of the aluminum substrate before the wet surface treatment and the aluminum substrate after the wet surface treatment. The aluminum substrate before the wet surface treatment is shown on the left side in FIG. 2A, and the aluminum substrate having the wet surface treatment and the ceramic coating film is shown on the right side in FIG. 2A. FIG. 3 is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing a cross section of an aluminum substrate having a wet surface treated with a ceramic coating film, and FIG. 4 is a scanning electron microscope showing a cross section of an aluminum substrate having a wet coated surface with a ceramic coated film. (SEM) picture.

2시간 정도의 표면처리를 통해 세라믹 코팅막의 두께는 100㎛ 이상이 되며, 표면은 거친(rough) 층이 형성되었지만 내부에는 단단한 조밀(dence)한 세라믹 코팅막이 형성되어 높은 경도를 가지게 되었다. The thickness of the ceramic coating film was 100 μm or more through the surface treatment for about 2 hours, and the surface was formed with a rough layer, but a hard dense ceramic coating film was formed inside to have a high hardness.

표면처리를 하지 않은 알루미늄 시편과 본 발명에 따라 100㎛ 이상의 세라믹 코팅막을 형성한 시편에 대하여 알루미늄의 융점인 660℃ 이상인 약 800℃에서 가열하여 표면 및 상태를 관찰해 보았을 때, 표면처리를 하지 않은 알루미늄 시편의 경우 형태를 알아볼 수 없게 변형이 되었으나, 표면처리하여 세라믹 코팅막이 형성된 시편은 알루미늄 기재가 원형 그대로의 상태를 유지하였으며, 거친(rough) 피막층만 군데군데 벗겨졌고 내부의 조밀(dence)한 층은 아무런 영향을 받지 않고 원래의 형태를 유지하고 있었다. When the surface and state were observed by heating the aluminum specimen without surface treatment and the specimen having the ceramic coating film of 100 μm or more according to the present invention at about 800 ° C., which is 660 ° C. or higher, In the case of aluminum specimens, the shape was unrecognizable, but the surface-treated specimens with ceramic coatings maintained their original shape, and only the rough coating layer was peeled off and the dense inside. The layer remained unaffected and kept in its original form.

도 2b에서 좌측에 있는 것은 습식 표면처리를 하지 않은 알루미늄 기재를 800℃에서 가열한 후에 관찰한 사진이고, 도 2b에서 우측에 있는 것은 습식 표면처리하여 세라믹 코팅막을 형성한 알루미늄 기재에 대하여 800℃에서 가열한 후에 관찰한 사진이다. 도 5는 습식 표면처리하여 세라믹 코팅막을 형성한 알루미늄 기재에 대하여 800℃에서 가열한 후의 단면을 보여주는 주사전자현미경 사진이다. 도 6은 습식 표면처리하여 세라믹 코팅막을 형성한 알루미늄 기재에 대하여 800℃에서 가열한 후의 표면을 보여주는 주사전자현미경 사진이다. In FIG. 2B, the left side is a photograph observed after heating an aluminum substrate having no wet surface treatment at 800 ° C., and the right side in FIG. 2B is a wet surface treatment at 800 ° C. with respect to an aluminum substrate having a ceramic coating film formed thereon. It is a photograph observed after heating. FIG. 5 is a scanning electron micrograph showing a cross section after heating at 800 ° C. for an aluminum substrate having a wet surface treatment to form a ceramic coating film. FIG. 6 is a scanning electron micrograph showing the surface after heating at 800 ° C. on an aluminum substrate having a wet surface treatment to form a ceramic coating film.

표면처리되지 않은 알루미늄 시편은 800℃에서 용융되어 많은 변형이 일어났으나, 표면처리하여 세라믹 코팅막이 형성된 시편은 알루미늄 기재가 세라믹 코팅막에 의해 보호되어 용융 변형되지 않고 원형 그대로의 상태를 유지하는 것을 볼 수 있으며, 거친(rough) 피막층만 일부 벗겨졌고 내부의 조밀(dence)한 층은 원래의 형태를 유지하고 있는 것을 볼 수 있다. The untreated aluminum specimen was melted at 800 ° C., and many deformations occurred. However, the surface-treated specimen with the ceramic coating film showed that the aluminum substrate was protected by the ceramic coating film to maintain the original shape without melting and deformation. It can be seen that only a rough coating layer is partially peeled off and the dense layer inside retains its original shape.

열에 변형이 가기 쉬운 알루미늄 기재에 습식 표면처리를 통하여 세라믹 코팅막을 형성함으로써 열과 스크래치 저항성과 동시에 내식성, 내플라즈마성 까지 보완할 수 있다.
By forming a ceramic coating film on the aluminum substrate, which is susceptible to heat through wet surface treatment, heat and scratch resistance as well as corrosion resistance and plasma resistance can be compensated for.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, This is possible.

100: 전해조 110: 전극
115: 알루미늄 기재 120: 전해액
130: 교류전원 공급수단 140: 전원 공급수단
150: 마그네틱바 160: 가열판
100: electrolytic cell 110: electrode
115: aluminum substrate 120: electrolyte solution
130: AC power supply means 140: power supply means
150: magnetic bar 160: heating plate

Claims (6)

전해액이 담긴 전해조를 마련하고, 상기 전해조 내에 알루미늄 기재가 장착된 전극을 배치하는 단계;
상기 전극에 교류전원을 공급하기 위한 교류전원 공급수단을 배치하는 단계;
상기 전해액에 전압과 전류를 공급하기 위한 전원 공급수단을 배치하는 단계;
상기 교류전원 공급수단을 통해 상기 전극에 교류전원을 인가하고, 상기 전원 공급수단을 통해 상기 전해액에 전압과 전류를 공급하여 상기 알루미늄 기재에 세라믹 코팅막을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 전해액은 탈이온수, Na2SiO3 및 Na2WO4·2H2O를 포함하고, KF를 더 포함하며,
상기 교류전원 공급수단을 통해 상기 전극에 10∼200Hz의 교류 전원을 인가하고,
상기 전원 공급수단을 통해 상기 전해액에 150∼550V의 전압과 10∼1000A의 전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 기재에 내열성 세라믹 코팅막을 형성하는 방법.
Preparing an electrolytic cell containing an electrolytic solution, and disposing an electrode on which an aluminum substrate is mounted in the electrolytic cell;
Arranging AC power supply means for supplying AC power to the electrode;
Disposing a power supply means for supplying voltage and current to the electrolyte;
Applying an AC power to the electrode through the AC power supply means, and supplying a voltage and a current to the electrolyte through the power supply means to form a ceramic coating film on the aluminum substrate,
The electrolyte solution includes deionized water, Na 2 SiO 3 and Na 2 WO 4 · 2H 2 O, further comprises KF,
Applying AC power of 10 ~ 200Hz to the electrode through the AC power supply means,
And applying a voltage of 150 to 550 V and a current of 10 to 1000 A to the electrolyte through the power supply means.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 전해조에 마그네틱바가 배치되고, 상기 마그네틱바를 이용하여 상기 전해액을 교반시키는 것을 특징으로 하는 알루미늄 기재에 내열성 세라믹 코팅막을 형성하는 방법.
The method of claim 1, wherein a magnetic bar is disposed in the electrolytic cell, and the electrolytic solution is agitated using the magnetic bar.
제1항에 있어서, 상기 전해조에 가열판이 배치되고, 상기 가열판에 의해 상기 전해액의 온도가 10∼50℃ 범위의 온도로 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 기재에 내열성 세라믹 코팅막을 형성하는 방법.
The method of claim 1, wherein a heating plate is disposed in the electrolytic cell, and the temperature of the electrolyte is maintained constant by the heating plate at a temperature in the range of 10 to 50 ° C.
제1항에 있어서, 상기 Na2SiO3는 상기 전해액에 대하여 0.001∼0.05몰 함유되고, 상기 Na2WO4·2H2O는 상기 전해액에 대하여 0.001∼0.05몰 함유되며, 상기 KF는 상기 전해액에 대하여 0.001∼0.05몰 함유되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 기재에 내열성 세라믹 코팅막을 형성하는 방법.
The method according to claim 1, wherein the Na 2 SiO 3 is contained in 0.001 to 0.05 mole with respect to the electrolyte, the Na 2 WO 4 · 2H 2 O is contained in 0.001 to 0.05 mole with respect to the electrolyte, the KF is contained in the electrolyte A method for forming a heat-resistant ceramic coating film on an aluminum substrate, characterized by containing 0.001 to 0.05 molar relative to.
제1항에 있어서, 상기 전해액은 K3PO4를 더 포함하며, 상기 K3PO4는 전해액에 대하여 0.001∼0.05몰 함유되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 기재에 내열성 세라믹 코팅막을 형성하는 방법.The method of claim 1, wherein the electrolyte is a method of forming the K 3 PO 4, further comprising a said K 3 PO 4 are heat-resistant ceramic coating on an aluminum substrate, characterized in that contained 0.001 to 0.05 mole of a liquid electrolyte.
KR1020100047896A 2010-05-24 2010-05-24 Method for forming ceramic coating layer on aluminum substrate KR101266302B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100047896A KR101266302B1 (en) 2010-05-24 2010-05-24 Method for forming ceramic coating layer on aluminum substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100047896A KR101266302B1 (en) 2010-05-24 2010-05-24 Method for forming ceramic coating layer on aluminum substrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110128443A KR20110128443A (en) 2011-11-30
KR101266302B1 true KR101266302B1 (en) 2013-05-22

Family

ID=45396623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100047896A KR101266302B1 (en) 2010-05-24 2010-05-24 Method for forming ceramic coating layer on aluminum substrate

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101266302B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200019050A (en) * 2018-08-13 2020-02-21 한국생산기술연구원 A method of manufacturing a ceramic coated induction heating kitchen vessel with improved corrosion resistance
KR20200019049A (en) * 2018-08-13 2020-02-21 한국생산기술연구원 A method of manufacturing a ceramic coated induction heating kitchen vessel with improved corrosion resistance

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100485831B1 (en) * 2005-01-21 2005-04-27 정영계 A aluminum material and method of ceramic coating manufacturing

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100485831B1 (en) * 2005-01-21 2005-04-27 정영계 A aluminum material and method of ceramic coating manufacturing

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200019050A (en) * 2018-08-13 2020-02-21 한국생산기술연구원 A method of manufacturing a ceramic coated induction heating kitchen vessel with improved corrosion resistance
KR20200019049A (en) * 2018-08-13 2020-02-21 한국생산기술연구원 A method of manufacturing a ceramic coated induction heating kitchen vessel with improved corrosion resistance
KR102089003B1 (en) 2018-08-13 2020-03-16 한국생산기술연구원 A method of manufacturing a ceramic coated induction heating kitchen vessel with improved corrosion resistance
KR102122423B1 (en) 2018-08-13 2020-06-12 한국생산기술연구원 A method of manufacturing a ceramic coated induction heating kitchen vessel with improved corrosion resistance

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110128443A (en) 2011-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108884546B (en) Coated semiconductor processing component with resistance to chlorine and fluorine plasma erosion and composite oxide coating thereof
TWI714045B (en) High purity metallic top coat for semiconductor manufacturing components
TWI639732B (en) Anodization architecture for electro-plate adhesion
JP4643478B2 (en) Manufacturing method of ceramic covering member for semiconductor processing equipment
US20050037193A1 (en) Clean, dense yttrium oxide coating protecting semiconductor processing apparatus
US8992696B2 (en) Method of bonding a metal to a substrate
KR20040108772A (en) Halogen-resistant, anodized aluminum for use in semiconductor processing apparatus
KR100995774B1 (en) Manufacturing method of machine parts coated with ceramic for semiconductor manufacturing
TWI421373B (en) Tungsten coating method for metal base material
CN108385148B (en) Semiconductor reactor and method for forming coating of metal base material for semiconductor reactor
CN112195491A (en) SiC-Al based on micro-arc oxidation2O3Method for producing a coating
NO335744B1 (en) Electrode characterized by a highly adhesive catalytic layer on the surface
KR101266302B1 (en) Method for forming ceramic coating layer on aluminum substrate
JP5629898B2 (en) Method for forming cermet film excellent in plasma erosion resistance and cermet film coated member
JP5597840B2 (en) Fluoride film-coated cermet composite film-coated member and method for producing the same
KR20110016048A (en) Method for treating the surface of metals
US4950563A (en) Phosphoric acid fuel cells with improved corrosion resistance
JP5194267B2 (en) Method for forming cermet film having dense surface layer and cermet film coated member
CN112713072B (en) Internal parts of plasma processing chamber and method for manufacturing the same
JP2013147690A (en) Fluoride cermet composite film-coated member and method for production thereof
KR20060031136A (en) Coating layer by thermal spray for vacuum plasma chamber and fabrication method thereof
TWI247826B (en) Pre-treatment for plating on casting aluminum alloy
JP2005179766A (en) Corrosion resistant and insulative material, and manufacturing method therefor
KR20060015818A (en) The method of coating a semiconductor equipment by plasma electroytic oxidation
CN118326314A (en) Method for preparing thermal spraying coating and yttrium-based thermal spraying coating prepared by using same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160609

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170310

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180611

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190225

Year of fee payment: 7