KR20240005679A - 경금속 기재를 보호하는 방법 - Google Patents
경금속 기재를 보호하는 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240005679A KR20240005679A KR1020237032816A KR20237032816A KR20240005679A KR 20240005679 A KR20240005679 A KR 20240005679A KR 1020237032816 A KR1020237032816 A KR 1020237032816A KR 20237032816 A KR20237032816 A KR 20237032816A KR 20240005679 A KR20240005679 A KR 20240005679A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- peo
- substrate
- bath
- nitrogen
- voltage
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 116
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 title description 12
- 238000007745 plasma electrolytic oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 139
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 105
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 35
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 32
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- -1 nitrogen-containing organic compound Chemical class 0.000 claims abstract description 29
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 28
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 61
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 44
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims description 22
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims description 15
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 15
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 14
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 claims description 11
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 9
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000007743 anodising Methods 0.000 claims description 8
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- 238000007788 roughening Methods 0.000 claims description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims 2
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims 2
- 125000000467 secondary amino group Chemical class [H]N([*:1])[*:2] 0.000 claims 2
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 claims 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 68
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 59
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 25
- 238000013400 design of experiment Methods 0.000 description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 12
- 235000011083 sodium citrates Nutrition 0.000 description 11
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical group [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 8
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 8
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 231100000481 chemical toxicant Toxicity 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000000879 optical micrograph Methods 0.000 description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 3
- 229910001094 6061 aluminium alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical group [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000026 X-ray photoelectron spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 235000019262 disodium citrate Nutrition 0.000 description 2
- 239000002526 disodium citrate Substances 0.000 description 2
- CEYULKASIQJZGP-UHFFFAOYSA-L disodium;2-(carboxymethyl)-2-hydroxybutanedioate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(C(=O)O)CC([O-])=O CEYULKASIQJZGP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N Disodium Chemical compound [Na][Na] QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910019440 Mg(OH) Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNKTZDSRQHMHLZ-UHFFFAOYSA-N [Si].[Si].[Si].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti] Chemical compound [Si].[Si].[Si].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti] GNKTZDSRQHMHLZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MQRWBMAEBQOWAF-UHFFFAOYSA-N acetic acid;nickel Chemical compound [Ni].CC(O)=O.CC(O)=O MQRWBMAEBQOWAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002490 anilino group Chemical group [H]N(*)C1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical group Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000001978 electrochemical passivation Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940078494 nickel acetate Drugs 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019794 sodium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/026—Anodisation with spark discharge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/06—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/06—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
- C25D11/10—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used containing organic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/16—Pretreatment, e.g. desmutting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/26—Anodisation of refractory metals or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/30—Anodisation of magnesium or alloys based thereon
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/05—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
기재를 위해 구성된 제어된 전도성 플라즈마 전해 산화 (PEO) 조에 기재를 배치하고, 여기서 PEO 조는 질소 함유 유기 화합물을 포함하는 것이고, 일정 기간 동안 전압을 인가하여, 기재 상에 약 1 내지 약 100 마이크로미터 두께의 실질적으로 연속적인 질화물 또는 질소 화합물 함유 PEO 층을 제조하는 방법이 개시된다. 기재는 바람직하게는 마그네슘, 티타늄, 또는 알루미늄이다. PEO 공정은 바람직하게는 알칼리성 조건 및 약 160 볼트 미만의 전압에서 수행된다.
Description
애노다이징는 경금속 기재, 예컨대 마그네슘 및 그의 합금, 알루미늄 및 그의 합금 및 티타늄 및 그의 합금을 보호하기 위한 방법으로서 널리 사용되는 전해 부동태화 공정이다. 애노다이징는 전형적으로 애노드와 부동태화 또는 안정적 캐소드 사이에, 예컨대 스테인레스강 상의 티타늄에 DC, 펄스화 DC, 또는 AC 전류를 사용하는 산성 조를 사용한다. 알루미늄 및 티타늄을 애노다이징하면, 환경적 장벽을 제공하기 위해 실링되어야 하는, 규칙적으로 배열된 기공들이 생성된다.
기공을 실링하는 공정은 장식 코팅을 제조하기 위한 염색 단계를 포함할 수 있으며 종종 아세트산니켈 용액 또는 끓는 물을 사용한다. 끓는 물은 산화물을 수화시키고 팽창시켜 기공을 실링한다. 일반적으로 보호 피막은 두꺼운 코팅이며, 예를 들어 알루미늄 상의 경질 애노다이징이다.
대안적으로, 금속 실은 US 10,519,562 B2에 설명된 것과 같이 기공에 전해적으로 또는 자가촉매적으로 증착될 수 있다.
아닐린 및 다른 전도성 중합체는 산성 조에서 애노드 증착될 수 있으며 알루미늄 기공을 실링하는 방법은 US 5,980,723 및 전도성 중합체와 금속 산화물 나노 입자의 조합을 사용하는 WO 2009098326A1에 개시되어 있다. 이러한 실은 뛰어난 내식성을 제공한다.
마이크로 아크 산화 (Micro Arc Oxidation: MAO) 또는 플라즈마 전해 산화 (Plasma Electrolytic Oxidation: PEO)는 상업적 응용분야에서 400 V를 훨씬 초과하는 고전위를 사용하여 경금속 및 그의 합금, 특히 마그네슘 상의 자연 발생적인 부동태화 층을 전기화학적으로 개질하는 전기화학적 표면 처리이다. 상기 공정은 고전위 알칼리성 조를 사용하여 기재로부터 안쪽으로 및 바깥쪽으로 성장하는 산화물 층의 속성을 개질하는 방전을 일으켜 접착성 경질 연속 장벽 층을 제조한다.
MAO/PEO는 흔히 에너지 집약적이며 종종 코팅을 제조하기 위해 독성 화학물질, 예컨대 크로뮴산 및 플루오라이드를 요구한다.
질소 함유 유기 화합물을 알칼리성 저전압 PEO 조에 도입시키는 것은 공지되어 있지 않으며, 아크에 의해 개질되어 규산염, 산화물, 질화물, 및 중합체를 결합시키는 코팅을 생성하는 PEO 표면 상의 중합체 중합도 공지되어 있지 않다.
낮은 에너지를 사용하는 순한 화학물질로부터 증착된 얇은 피막을 사용하여 경금속 기재를 직접 보호하는 공정이 필요하다.
요약
본원에 예시된 측면에 따르면, 마그네슘, 알루미늄 및 티타늄 기재 상에 코팅을 제조하는 방법이 제공된다. 상기 측면의 한 가지 특징은, 기재에 따라 달라지며, 질소 함유 유기 분자를 포함하는 조성의, 제어된 전도성 플라즈마 전해 산화 (PEO) 조에 기재를 배치하는 것이다. 일정 기간 동안 전압을 인가하여, 기재 상에 약 1 내지 100 마이크로미터 두께의 실질적으로 연속적인 질화물 또는 질소 화합물 함유 PEO 층을 제조한다. 한 실시양태에서 기재를 전처리한다.
한 실시양태에서 PEO 조는 알칼리성이다. 한 실시양태에서 알칼리성 PEO 조는 하나 이상의 수산화물을 포함한다. 추가의 실시양태에서, PEO 조는 하나 이상의 금속 염, 전도성 중합체의 단량체 또는 다른 질소 함유 유기 화합물, 계면활성제, 및 산화제, 또는 그의 조합을 추가로 포함할 수 있다.
한 실시양태에서, 질소 함유 유기 화합물은, 중합 시 질소 함유 전도성 중합체를 형성하는 단량체이다.
한 실시양태에서 PEO 조는 계면활성제를 포함한다. 한 실시양태에서 계면활성제는 SDS이다.
한 실시양태에서, 전압을 인가하는 기간은 최대 약 1000초이다.
한 실시양태에서, PEO 처리 동안 마이크로 아크 발생 전압을 약 10 A/dm2 미만의 전류 밀도에서 약 160 V 미만으로 제한하도록 PEO 조의 전도성을 제어한다.
한 실시양태에서 기재 상에 흡착된 조의 고분자량 유기 염 성분이 PEO 공정의 전도성을 제어한다.
또 다른 측면에서, 본원에 정의된 방법에 따라 제조된 PEO-처리된 기재가 제공되며, 여기서 상기 PEO-처리된 기재는 약 1 내지 100 마이크로미터 두께의 실질적으로 연속적인 질화물 또는 질소 화합물 함유 층을 포함한다. 한 실시양태에서 PEO 기재는 실질적으로 연속적인 질화물 함유 층을 포함한다.
또 다른 측면에서, PEO 동안 약 160 V 미만에서 및 약 10 A/dm2 미만의 전류 밀도에서 마이크로 아크 발생에 의해 형성된, 약 1 내지 약 100 마이크로미터 두께의 실질적으로 연속적인 질화물 또는 질소 화합물 함유 층을 갖는 PEO-처리된 기재가 제공된다.
한 실시양태에서 기재는 알루미늄, 티타늄 또는 마그네슘이다.
도 1은 마그네슘, 알루미늄 또는 티타늄 상에 코팅을 제조하는 방법의 흐름도이다.
도 2는 하나의 선행 기술 방법에 따라 제조된 PEO 코팅의 SEM 이미지이다.
도 3은 전도성 중합체 성분을 갖지 않는 조에서 제조된 코팅의 광학 현미경 이미지 및 SEM 이미지이다.
도 4는 전도성 중합체 코팅을 갖는 조에서 제조된 코팅의 광학 현미경 이미지 및 SEM 이미지이다.
도 5a는 아닐린으로 처리된 코팅의 XRD 분석이고, 도 5b는 전도성 중합체로 처리되지 않은 코팅의 XRD 분석이다.
도 6은 제1 DOE 분석을 위해 선택된 DOE 결과 데이터이다.
도 7은 Al 및 Ti 기재에 대해 선택된 결과 데이터이다.
도 8은 Al 기재 상에 제조된, 전도성 중합체 성분으로 처리된 코팅 및 전도성 중합체 성분으로 처리되지 않은 코팅의 SEM 이미지를 보여준다.
도 9는 Ti 기재 상에 제조된, 전도성 중합체 성분으로 처리된 코팅 및 전도성 중합체 성분으로 처리되지 않은 코팅의 SEM 이미지 및 XPS 분석을 보여준다.
도 2는 하나의 선행 기술 방법에 따라 제조된 PEO 코팅의 SEM 이미지이다.
도 3은 전도성 중합체 성분을 갖지 않는 조에서 제조된 코팅의 광학 현미경 이미지 및 SEM 이미지이다.
도 4는 전도성 중합체 코팅을 갖는 조에서 제조된 코팅의 광학 현미경 이미지 및 SEM 이미지이다.
도 5a는 아닐린으로 처리된 코팅의 XRD 분석이고, 도 5b는 전도성 중합체로 처리되지 않은 코팅의 XRD 분석이다.
도 6은 제1 DOE 분석을 위해 선택된 DOE 결과 데이터이다.
도 7은 Al 및 Ti 기재에 대해 선택된 결과 데이터이다.
도 8은 Al 기재 상에 제조된, 전도성 중합체 성분으로 처리된 코팅 및 전도성 중합체 성분으로 처리되지 않은 코팅의 SEM 이미지를 보여준다.
도 9는 Ti 기재 상에 제조된, 전도성 중합체 성분으로 처리된 코팅 및 전도성 중합체 성분으로 처리되지 않은 코팅의 SEM 이미지 및 XPS 분석을 보여준다.
하기 설명에는 다수의 예시적인 구성, 매개변수 등이 설명되어 있다. 그러나, 이러한 설명은 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않으며, 오히려 예시적인 실시양태의 설명으로서 제공된다는 것을 알아야 한다.
정의
본원에서 각각의 경우에, 본 발명의 설명, 실시양태, 및 실시예에서, 용어 "포함하는(comprising)", "포함하는(including)" 등은 제한 없이 광범위하게 해석되어야 한다. 따라서, 문맥상 명확하게 달리 요구되지 않는 한, 설명 및 청구범위 전체에 걸쳐, 단어 "포함하다", "포함하는" 등은 배타적인 의미에 반대되는 포함적인 의미로, 즉, "포함하지만 이로 제한되지 않는다"는 의미로 해석되어야 한다.
본원에 사용되는 바와 같은 용어 "약"은 주어진 값 또는 범위의 20% 이내, 더 바람직하게는 10% 이내, 가장 바람직하게는 여전히 5% 이내를 의미한다. 대안적으로, 용어 "약"은 주어진 값의, 바람직하게는 2배 이내의 로그(log) (즉, 한 자릿수(an order of magnitude)) 이내를 의미한다.
용어 "질소 함유 유기 화합물"은 하나 이상의 질소 원자를 갖는 유기 화합물을 의미한다. 적합한 질소 함유 유기 화합물은 1급, 2급, 또는 3급 질소 원자, 예컨대 아닐린, 피롤 및 트리에탄올아민을 포함하지만 이로 제한되지 않는다. 적합한 질소 함유 유기 화합물은, 중합 시 질소 함유 전도성 중합체를 형성하는 질소 함유 단량체를 포함한다.
용어 "실질적으로 연속적인 질화물 함유 층"은 기재 표면의 적어도 약 95%에 걸쳐 분포된 하나 이상의 질화물 화합물을 포함하는 층을 의미한다. 층은 기재 표면의 적어도 약 96%, 적어도 약 97%, 적어도 약 98%, 적어도 약 99%, 또는 100%에 걸쳐 분포될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
질화물 함유 화합물이 PEO 층에 포함되는 것으로 구체적으로 언급되어 있지만, 다른 질소 함유 화합물이 배제되지는 않는다는 것을 이해해야 한다. 애노다이징된 층은 또한 기재 금속의 산화물 또는 기재 금속의 산질화물 및/또는 규산염을 포함할 수 있으며 이것들은 PEO 공정의 일부로서 형성된다는 것을 추가로 이해해야 한다.
본원에 설명된 예는 마그네슘, 알루미늄, 또는 티타늄 기재 상에 산화물, 질화물, 규산염, 및 중합체 코팅을 형성하는 공정을 제공한다. 상기에 언급된 바와 같이, PEO 공정을 사용하여 이러한 금속을 코팅하려는 이전의 시도는 다양한 이유로 인해 실패했거나 바람직하지 않다. 예를 들어, 이전의 방법은 일반적으로 독성 화학물질을 포함하는 공정을 사용할 수 있고, 에너지 집약적인 PEO 공정을 사용할 수 있고, 상대적으로 비용이 많이 들 수 있다.
본 개시내용은 독성 화학물질을 사용하지 않고, 덜 에너지 집약적이며, 이전의 방법보다 상대적으로 비용이 덜 드는, 마그네슘, 티타늄 또는 알루미늄 합금 기재 상에 코팅을 형성하는 공정을 제공한다. 기재는 전처리될 수 있으며, 예를 들어, 공정은 기재를 기계적 또는 화학적으로 연마 및/또는 탈지하는 단계를 포함할 수 있다. 약 1 내지 약 100 마이크로미터의 피막이 수산화나트륨 또는 수산화칼륨, 메타규산이나트륨, 시트르산나트륨, 과산화수소, 계면활성제, 전도성 중합체의 단량체, 질소 함유 유기 화합물, 연속 애노다이징된 층의 제조를 위한 다른 첨가제, 또는 그의 임의의 조합을 포함하는 PEO 조로부터 플라즈마 전해 산화에 의해 기재 상에 증착될 수 있다.
이렇게 제조된 PEO 층은 전도성일 수 있으며, 그 전문이 본원에 참조로 포함된 US 출원 63/015411에 설명된 바와 같이, 추가의 전착된, 자가촉매적으로 증착된, 애노드 증착된, e-코팅된, 또는 페인팅된 코팅을 위한 기재를 형성할 수 있다.
도 1은 마그네슘 상에 질화물 및 중합체를 함유하는 PEO 층을 제조하기 위한 예시적인 방법(100)을 도시한다. 방법(100)은 처리 시설에서 처리기 또는 제어기의 제어 하에 다양한 장비 또는 도구에 의해 수행될 수 있다.
블록(102)에서, 방법(100)이 개시된다. 블록(104)에서, 방법(100)은 기재를 전처리할 수 있다. 한 실시양태에서, 기재는 마그네슘의 단련 또는 주조 합금일 수 있는 마그네슘 기재일 수 있다. 이러한 마그네슘 기재의 예는 AZ80 또는 ZK60 또는 임의의 적합한 마그네슘 합금을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서 기재는 임의의 적합한 마그네슘 합금일 수 있다. 대안적인 실시양태에서 기재는 알루미늄 기재일 수 있다. 알루미늄 기재의 예는 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 및 7000 시리즈 알루미늄 합금을 포함한다. 대안적인 실시양태에서 기재는 티타늄 기재일 수 있다. 티타늄 기재의 예는 Ti-T1, Ti-T2 등 또는 임의의 적합한 티타늄 합금을 포함한다.
한 실시양태에서, 전처리는 하나 이상의 공정을 포함할 수 있다. 전처리 공정은 진한 질산 조 또는 묽은 황산 조에서 기재를 화학적으로 처리하는 것, 사포, 샌드 또는 비드 블라스팅을 통해 기재를 기계적으로 조면화하는 것, 및/또는 약 10-20 그램/리터 (g/L) 탄산나트륨 및 약 15-20 g/L 인산나트륨, 약 10-20 g/L 규산나트륨, 및 약 1-3 g/L 상업적 OP-10 계면활성제로 구성된 알칼리성 조에서 약 60 내지 80 섭씨 도(℃)에서 약 3 내지 15분 동안 기재를 세정하는 것을 포함할 수 있다.
표면을 기계적으로 조면화하면 PEO 층과 기재 사이의 접착이 향상될 수 있다. 이후에 증착되는 기능성 표면 층에 인장력이 존재하면 접착이 추가로 향상될 수 있다. 기계적으로 조면화하는 작업은 최대 1200 그릿의 적절한 등급의 사포를 사용함으로써 수행될 수 있다. 한 실시양태에서, 샌드 또는 비드 블래스팅은 PEO 층을 생성하기 위한 적절한 표면을 제조할 수 있다.
블록(106)에서, 방법(100)은 기재를 세정할 수 있다. 기재는 애노다이징되기 전에 세정될 수 있다. 기재는 탈이온수 (DI수)로 헹굼으로써 세정될 수 있다. 한 실시양태에서, 기재는 에탄올 또는 아세톤 용액에서 초음파로 세정될 수 있다. 기재가 세정될 때, 세정 단계는 임의의 산화물 층이 표면 상에 생성되는 것을 방지해야 한다. 달리 말해, 기재가 세정되면, 표면 상에 새로운 산화물 층이 생성되지 않아야 한다.
블록(108)에서, 방법(100)은 기재의 속성에 따라 PEO 조를 선택한다. 예를 들어, PEO 조의 조성은 마그네슘 기재, 티타늄 기재 또는 알루미늄 기재의 조성에 따라 선택될 수 있다. 조의 조성은 약 5-80 g/L의 수산화나트륨 또는 약 5-80 g/L의 수산화칼륨, 약 10-90 g/L의 메타규산이나트륨, 약 0-40 g/L의 시트르산나트륨, 약 2-30 ml/L의 과산화수소, 약 0.05 mM 내지 1 M의 SDS, 및 약 0.1 M 내지 1 M의 전도성 중합체의 단량체 또는 질소 함유 유기 화합물로부터 선택될 수 있다.
특정한 실시양태에서 단량체는 아닐린일 수 있고, 다른 실시양태에서는 피롤일 수 있으며, 추가의 실시양태에서 단량체는 트리에탄올아민일 수 있다. 각각의 경우에 단량체는 질소를 함유해야 한다.
AZ80 기재에 대한 한 실시양태에서 조는 35 g/L NaOH, 60 g/L Na2SiO3, 24 g/L 시트르산나트륨, 6 mL/L의 과산화수소 (H2O2), 3.7 ml/L 아닐린, 및 0.05 mmol/L SDS로 구성된다.
여기서 NaOH는 또한 마그네슘 (Mg) 기재를 보호하고 MgO를 형성하는 산화물 반응을 돕는 알칼리성 환경을 제공한다. 규소의 공급원인 Na2SiO3은 피막에 Mg2SiO4를 형성한다. 두 원소 모두 조의 전도성 및 그에 따른 피크 PEO 전압에 영향을 미치며, 그 농도가 높을수록 전압은 낮아진다. 시트르산나트륨은 기재 상에 흡착함으로써 반응 균일성을 개선한다.
아닐린은 질화 반응을 위한 질소의 공급원인 반면에, 도데실황산나트륨 (SDS)은 질소 함유 유기 화합물, 이러한 예에서는 아닐린이 조 전체에 걸쳐 균일하게 분포되는 것을 돕는 계면활성제이다. 끝으로, H2O2는 산화 공정을 도와 코팅 균일성을 개선한다.
또 다른 실시양태에서 기재는 6061 알루미늄, 다른 알루미늄 합금, 또는 티타늄 합금이며, 조는 45 g/L NaOH, 60 g/L Na2Si03, 24 g/L 시트르산나트륨, 6 ml/L의 과산화수소, 4.9 ml/L 아닐린, 및 0.05 mmol/L SDS를 포함한다.
블록(110)에서, 방법(100)은 수산화나트륨 또는 메타규산이나트륨 중 적어도 하나를 포함하는 조에 기재를 배치하여 PEO 층을 제조한다. 한 실시양태에서, PEO 조는 안정적인 용액 온도를 유지하기 위해 가열 및/또는 냉각 장치에 있을 수 있다. 한 실시양태에서, PEO 조는 스테인리스강 상대 전극을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 직류 (DC) 전원 공급 장치가 PEO 처리를 수행하기 위한 전압 및 전류를 제공할 수 있다. 한 실시양태에서, 펄스화 DC 전원 공급 장치가 PEO 전력을 제공할 수 있다.
한 실시양태에서, PEO 조는 18℃ 내지 30℃에서 작동될 수 있다. 한 실시양태에서, PEO 조는 대략 25℃의 온도로 유지될 수 있다.
한 실시양태에서, 기재는 AZ80 마그네슘이고 정전류 PEO 전류가 채택될 수 있다. 한 실시양태에서, 정전류는 0.5 내지 6 암페어/제곱데시미터 (A/dm2)로 유지될 수 있다. 한 실시양태에서, 전류는 1 A/dm2로 제한될 수 있다.
대안적인 실시양태에서, 기재는 6061 알루미늄 또는 T1 티타늄이고, PEO 정전류가 채택될 수 있다. 한 실시양태에서 정전류는 약 0.5 내지 약 10 암페어/제곱데시미터 (A/dm2)로 유지될 수 있다. 한 실시양태에서, 전류는 약 4 A/dm2로 제한될 수 있다.
한 실시양태에서, PEO 전류 밀도 및 조의 조성이 PEO 전압 응답 곡선을 제어한다. 한 실시양태에서 AZ80 마그네슘 기재에 대한 PEO 전압 응답 곡선은 3개의 영역인 도 6의 601을 포함한다. 시간 0으로부터 601 지점 "A"까지의 영역은 애노드 층의 초기 성장에 상응한다. 한 실시양태에서 이러한 시간은 바람직하게는 60초 미만이다. 601 지점 A로부터 지점 B까지의 영역은 전체 애노드 표면에 걸쳐 고밀도의 소규모 아크가 발생하는 초기 아크 발생 기간에 상응하며, 이러한 기간의 길이는 주로 조의 화학물질에 의해 제어된다. 한 실시양태에서 지점 A로부터 지점 B까지의 기간은 60초 내지 240초, 바람직하게는 120초 초과이다. 601 지점 B를 넘어서는 영역, 즉 약 500초까지는 넓게 분포된 대규모 아크 발생에 상응하며 평균 전압은 주로 코팅 두께 및 조의 조성에 따라 달라진다. 한 실시양태에서 평균 전압은 70 내지 130 V, 80 내지 120 V, 바람직하게는 100 V 미만이다.
한 실시양태에서, PEO 조 내 이온 농도와 유기 작용제 수준의 조합이 피크 전압을 제어하는 데 사용될 수 있다. 한 실시양태에서, 유기 작용제는 시트르산이나트륨일 수 있다. 시트르산이나트륨은 기재 표면 상에 흡착되어 전도성을 제한하는 큰 분자인 반면에, 두 NaOH는 전도성을 증가시키는 전도성 이온이다.
한 실시양태에서 아크 발생이 초기에 일어날 때의 전압 및 상기 전압을 유지하는 데 요구되는 전류 밀도는 주로 산화물 코팅의 유전 강도, 코팅의 두께 및 PEO 조의 전도성의 함수이다.
본 개시내용에서 PEO 피막의 두께는 약 1 내지 약 100 마이크로미터일 수 있다. 그러나, 두께는 또한 4 내지 10 마이크로미터일 수 있다. 한 실시양태에서, 두께는 4 내지 8 마이크로미터일 수 있다.
PEO를 상기에 설명된 조건에서 15분 동안 수행하면 약 6 마이크로미터의 PEO 피막이 생성된다.
블록(112)에서, 방법(100)은 기재를 헹구는 단계를 포함한다. 기재의 PEO 층은 DI수로 헹구어지거나 에탄올에서 초음파로 세정될 수 있다.
블록(114)에서 방법(100)은 더 충분한 보호를 기재에 제공하거나 장식적인 측면을 코팅에 제공하기 위해 추가의 코팅을 선택한다. 예를 들어, 한 실시양태에서 추가의 코팅은 개선된 내식성 또는 다른 기능적 특성을 제공하기 위해 전해적으로 또는 자가촉매적으로 증착되는 금속 코팅, 예컨대 니켈, 구리, 은, 코발트, 주석 또는 이러한 금속의 합금으로 구성될 수 있다. 또 다른 실시양태에서 추가의 코팅은 장식적인 측면을 제공하기 위한 e-코트, 분말 코트 또는 다른 중합체 코팅일 수 있다. 대안적인 실시양태에서, 추가의 코팅은 내식성을 개선하기 위한 전도성 중합체 코팅일 수 있다.
블록(120)에서 방법(100)이 종료된다.
도 2는 마그네슘 합금 상의 전형적인 PEO 표면을 보여준다. 코팅은 연속적이지만 코팅 공정의 전형적인 균열을 나타낸다. 이러한 균열은 부식을 위한 진입점을 제공하므로, 높은 에너지 소비를 요구하는 매우 두꺼운 코팅만이 충분한 보호를 기재에 제공한다.
도 3은 70 g/L NaOH, 60 g/L Na2SiO3, 12 g/L 시트르산나트륨, 및 6 mL/L H2O2로 구성된 조에서 제조된 코팅의 SEM 이미지 302를 보여준다. 이는 추가의 금속 층을 증착하는 데 적합한 다공성 전도성 표면이다. SEM/EDS 분석 301은 코팅의 조성을 보여준다. 주성분은 PEO 공정에 의해 생성된 MgO로서의 마그네슘 및 산소이다. 규산마그네슘, 규산나트륨 및 이산화규소 모두로서의 규소는 PEO 조의 일부를 형성하는 규산이나트륨으로부터 유래된다. 알루미나로서의 알루미늄은 마그네슘 기재에 합금화된 알루미늄으로부터 형성된다. 샘플 내 탄소는 우연히 생기거나 아크의 존재 하에 시트르산나트륨의 분해로 인해 생성된다.
도 4는 도 3의 코팅 (70 g/L NaOH, 60 g/L NaSi03, 12 g/L 시트르산나트륨, 및 6 mL/L의 H20)의 제조 방법과 동일한 방법에 의해 제조되나 0.2 M 아닐린이 첨가된, 본 개시내용의 특정한 측면에 따라 제조된, 코팅된 Mg 기재 401의 예를 보여준다. 관련된 광학 현미경 이미지 403은 균일한 코팅을 보여주며, 여기서 밝은 구역은 밑에 있는 기재의 결정 구조에 상응한다. SEM 이미지 404는 SEM 이미지 302와 명확하게 대조되며, 여기서 미세구조는 제한된 다공도를 갖고서 실질적으로 균일하다.
SEM/EDS 분석 402는 코팅의 조성을 보여주는데, 도 3에서의 코팅과는 달리, 마그네슘, 규소, 및 알루미늄은 유사한 수준으로 존재하는 반면에, 산소는 훨씬 더 낮은 수준으로 존재하며 질소가 존재한다. 도 5a는 한 측면에 따라 아닐린으로 처리된 애노다이징된 코팅의 XRD 분석을 보여주고, 도 5b는 동일한 조에서 제조된, 아닐린으로 처리되지 않은 코팅의 비교 XRD 분석을 보여준다. 보이는 바와 같이, 아닐린에 의해 향상된 코팅은 예상된 바와 같이 질화마그네슘 (Mg3N2)에 대한 XRD 피크를 포함하며, 이는 가장 낮은 에너지의 질화물 반응이다. 폴리아닐린 (PANI)에 대한 피크가 또한 다양한 산화물 피크와 함께 존재한다. MgOxNy와 관련된 피크도 뚜렷하며, 이는 일부 MgO가 PEO 아크의 존재 하에 전환되었음을 암시한다.
도 8은 코팅된 Al 기재의 예를 보여준다. 801은 도 3의 코팅의 제조 방법과 동일한 방법에 의해 본 개시내용의 특정한 측면에 따라 제조된다. 802는 도 4의 코팅의 제조 방법과 동일한 방법을 통해 제조된 코팅된 Al 기재의 예이다. SEM 이미지 801 및 802는 각각 전도성 중합체 성분인 아닐린을 갖지 않는 PEO 조 및 아닐린을 갖는 PEO 조에서 처리된 Al6061 합금들 사이의 형태 차이를 보여준다. 아닐린을 보유하는 PEO 조에서 처리된 Al6061 합금은 더 균일한 형태 및 기공 분포를 나타낸다. 801에서 관찰된 표면 균열은 아닐린-처리된 코팅에서 덜 두드러진다.
도 9는 코팅된 Ti 기재의 예를 보여준다. SEM 이미지 901 및 902는 각각 전도성 중합체 성분인 아닐린을 갖지 않는 PEO 조 및 아닐린을 갖는 PEO 조를 사용하여 처리된 Ti 기재의 이미지이다. 901은 도 3의 코팅의 제조 방법과 동일한 방법에 의해 제조된다. 902는 도 4의 코팅의 제조 방법과 동일한 방법을 사용하여 제조된 코팅된 Ti 기재의 예이다. 901의 코팅은 PEO 처리된 Ti 기재의 전형적인 기공 및 형태를 나타낸다. 이미지 902의 코팅은 아닐린을 갖는 PEO 조를 사용하여 Ti 기재를 처리하면 기공 분포의 균일성이 증가함을 보여준다. 아닐린을 보유하는 조를 사용하는 처리의 경우에, 901의 코팅에는 없는 응력-유발된 표면 균열이 또한 발생하였다.
도 9에서 903 및 904는 902의 코팅으로부터 N 1s 및 Ti 2p에 대해 수집된 XPS 스펙트럼을 보여준다. 피크 분석을 통해, 아닐린-함유 전해질에서의 PEO 처리가 코팅 내 질화물(905) 및 탄화물(906) 성분의 형성을 도왔음을 알 수 있다.
질화물 및 탄화물이 코팅에 존재하는 것은 예상치 못한 것인데, 왜냐하면 이러한 화합물의 형성은 전형적으로 하기 식에 의해 나타내어지는 바와 같이 고온 반응이기 때문이다:
질화물 또는 탄화물의 형성은 초기에 아닐린이 Mg/Al/Ti 또는 MgO/AlO//Ti-0 표면 상에 애노드 전기화학적 증착됨으로써 진행된 것으로 이해된다. 마이크로 아크 방전의 국부적인 높은 에너지는 형성되고 있는 폴리아닐린으로부터 질소 또는 탄소를 제거하고 이를 금속과 결합시켜 상기 관찰된 질화물 및 탄화물을 생성하기에 충분하다. Mg3N2가 주된 질화물인데, 왜냐하면 이는 가장 낮은 온도를 요구하는 반응이기 때문이다. 검출된 Mg(OH)2 피크는 Mg3N2의 수화로 인해 형성되는 것으로 가정된다. TiN, TiC, AlN 및 AlC는 PEO-처리된 Ti 및 Al 기재 상에 유사한 방식으로 형성되는 것으로 가정된다.
도 4의 SEM/EDS 분석 402에서 볼 수 있는 바와 같이, EDS 분석에서 낮은 수준의 탄소에 의해 암시된 바와 같이 전도성 중합체는 코팅에 거의 남아 있지 않다.
실시예
하기 실시예는 구체적인 조작 조건을 명시하고 본 개시내용의 실례를 예시한다. 그러나, 이러한 실시예는 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 실시예는 PEO 조의 개발, 금속 인터록(interlock) 층의 특징, 및 우수한 부식 방지를 마그네슘 기재에 제공하는 코팅 적층체의 제조의 측면을 구체적으로 예시하도록 선택된다.
실시예 1 - 아닐린을 사용하는 마그네슘 공정의 제1 최적화
제1 수준의 코팅 최적화를 달성하기 위해 실험 설계 (DOE) 공정을 채택하였으며 여기에 설명되어 있다. DOE를 2단계로 진행하였는데, 2-수준 분석인 제1 DOE에서는, 공정을 대략적으로 최적화하기 위해 조의 화학물질 및 PEO 매개변수를 고찰하였다.
제1 DOE를 실행할 때 하기와 같은 세 가지 필요 조건을 고려하였다:
외관; 에너지 소비 및 코팅 개방 회로 전위 (OCP) - 부식 성능 대신 사용됨. 표 1은 DOE의 조건 및 DOE의 결과를 보여준다. 실험은 요인들 사이의 상호관계 분석을 포함한다는 점에 유의하도록 한다. 외관 점수를 주관적으로 결정하였고 1 - 16점으로 평가하였고 (16점이 바람직한 외관 점수임), 다른 요인을 객관적으로 결정하였다.
<표 1>
각각의 실험에 대해, 새로운 200 ml PEO 용액을 제조하였고; 화학물질의 농도를 표 1에 제시된 바와 같이 g/L, mL/L 또는 mMol로 표현한다. 조 온도를 25℃로 일정하게 유지하였고 조를 자기 교반 막대를 사용하여 600 rpm으로 교반하였다. 상대 전극은 스테인리스강판이었다.
샘플은 1 cm 두께의 2 cm x 3 cm AZ80 마그네슘 쿠폰이었다. 쿠폰을 기계적으로 800 그릿으로 연마하였고 애노드 접속을 위해 2 mm 절연 Al 와이어로 구멍을 뚫었다. 구멍 및 와이어를 접속 진입 지점 주변에서 에폭시로 실링하였다.
OCP를 2-전극 셀에서 10분의 기간에 걸쳐 측정하여 변화를 관찰하였다.
평균 전압에 설정된 전류를 곱하여 에너지를 결정하였다. 전압 정보는 5초마다 데이터 로거에 의해 기록되었다.
도 6은 최적의 성능을 제공한 샘플 T6을 고찰하는, 선택된 DOE 결과를 보여준다. 601은 샘플 T6에 대한 전압 PEO 처리 곡선을 보여주는데, 여기서 "A"로 표시된 지점은 초기 산화물 층이 연속적이 되고 아크 발생이 시작되는 제1 PEO 처리 영역의 끝을 나타낸다. 지점 "B"는 초기 저강도 아크 발생 공정이 완료되는 제2 PEO 처리 영역의 끝이다. 상기 실험에서 T6을 다른 샘플과 비교할 때, A와 B 사이의 전압은 더 오랜 기간 동안 매우 안정적이며, 이는 고품질 PEO 피막이 형성되고 있음을 암시한다.
도 6의 그래프 602는 에너지 소비, 조의 화학물질의 농도 및 외관의 조합을 나타내는 DOE 변수에 대해 도금된 샘플 OCP의 차트를 보여준다. 여기서 'T6'으로 표시된 지점은 가장 낮은 OCP인 동시에 가장 낮은 인위적 DOE 매개변수이다. 603은 이러한 샘플에 대한 OCP 시간 곡선이고, (다른 샘플과 달리) OCP는 시간 경과에 따라 상대적으로 안정적이며, 초기 급락 지점(dip)은 아마도 시간 경과에 따라 부동태화되는 코팅 내 다공성 지점일 것이다.
도 6의 이미지 604는, 코팅의 균일한 속성을 보여주는, 표면의 200x 광학 이미지이다.
실시예 2 - 아닐린을 사용하는 마그네슘 (Mg) 공정의 제2 최적화
코팅 성능을 추가로 최적화하기 위해 제2 DOE를 수행하였다. 이러한 공정은 공정을 추가로 최적화하는, 샘플 "T6"에 대한 매개변수를 중심으로 하는 3-수준 분석이었다. 조사된 매개변수 및 수득된 결과는 표 2에 나열되어 있다. 이러한 실험에서 하기 매개변수는 일정하였다: SDS 및 시트르산나트륨 24 mL/L, SDS 0.05 mMol, 전류 밀도 1 A/dm2, 조 온도 25℃, PEO 처리 시간 15분, 및 600 rpm 자기 교반을 사용하는 교반.
<표 2>
평가된 결과는 OCP 및 부식 방지였다. OCP를 분석적으로 측정하였다. 부식을, 5 wt.% NaCl 용액에 침지된 샘플을 사용하여, 구멍이 뚫릴 때까지의 시간으로서 주관적으로 측정하였다. 샘플 5가 5시간 후에도 구멍이 뚫리지 않아서 가장 우수하였다.
조의 조성 및 공정을 추가로 조정함으로써 관찰될 수 있는 바와 같이, OCP는 제1 실험에서보다 현저히 감소하였다.
실시예 3 - 아닐린을 사용하는 알루미늄 (Al) 공정
알칼리성 애노다이징 조로부터 Al 기재 상에 마이크로 아크 발생 질화물 표면을 증착시키는 공정의 능력을 검증하기 위해 간단한 실험을 수행하였다.
2 cm x 3 cm 6061 기재를 탈지하고 연마하였다.
각각의 샘플에 대해, 45 g/L NaOH, 60 g/L Na2SiO3, 24 g/L 시트르산나트륨, 6 mL/L의 과산화수소, 4.9 ml/L 아닐린, 및 0.05 mmol/L SDS를 보유하는 PEO 조를 새로이 제조하였다.
PEO를 4 A/dm2의 정전류에서 15분 동안 수행하였다. 도 7의 701은 애노다이징 공정에 대한 전압 시간 곡선을 보여주며, 이는 마그네슘 PEO 공정과의 유사성을 명확하게 보여준다.
도 7의 702는 SEM 이미지를 보여주고, 703은 코팅의 SEM/EDS 분석을 보여주며, 이는 코팅 내 질소와 함께 Si, Na, Mg, Al, 및 O의 존재를 보여준다.
Si의 수준은 코팅의 대부분이 규산알루미늄 및 산화알루미늄을 포함함을 시사한다. 질화물은 질화알루미늄이다.
실시예 4 - 아닐린을 사용하는 티타늄 (Ti) 공정
알칼리성 PEO 조로부터 Ti 기재 상에 마이크로 아크 발생 질화물 함유 표면을 증착하는 공정의 능력을 검증하기 위해 간단한 실험을 또한 수행하였다.
1 cm x 3 cm Ti 기재를 연마하고 탈지하였다.
각각의 샘플에 대해, 45 g/L NaOH, 60 g/L Na2SiO3, 24 g/L 시트르산나트륨, 6 mL/L의 과산화수소, 4.9 ml/L 아닐린, 및 0.05 mmol/L SDS를 보유하는 PEO 조를 새로이 제조하였다.
PEO를 4 A/dm2의 정전류에서 15분 동안 수행하였다. 도 7의 704는 PEO 공정에 대한 전압 시간 곡선을 보여주며, 이는 마그네슘 PEO 공정과의 유사성을 명확하게 보여준다.
도 7의 705는 SEM 이미지를 보여주고, 706은 코팅의 SEM/EDS 분석을 보여주며, 이는 코팅 내 질소와 함께 Si, Na, Ca, Mg, Al, Ti 및 O의 존재를 보여준다. Si의 수준은 코팅의 대부분이 규산티타늄 및 산화티타늄을 포함함을 시사한다. 질화물은 질화티타늄이다.
PEO-처리된 Ti 기재 (도 9의 902)에 대한 XPS 스펙트럼인 도 9의 903 및 904는 코팅에 Ti의 탄화물 및 질화물이 존재함을 암시한다. 상기 결과는 PEO 조의 화학물질에 아닐린을 첨가하는 것은 코팅 내 탄화티타늄 및 질화티타늄의 형성에 도움이 된다는 것을 시사한다.
상기에 개시된 및 다른 특징 및 기능의 변형양태, 또는 그의 대안은 많은 다른 다양한 시스템 또는 응용품에 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 하기 청구범위에 의해 포함되도록 의도된, 현재 예측될 수 없거나 예견될 수 없는 다양한 대안, 개질, 변형, 또는 개선이 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 후속적으로 이루어질 수 있다.
Claims (58)
- 기재를 위해 구성된 제어된 전도성 플라즈마 전해 산화 (PEO) 조에 기재를 배치하는 단계로서, 여기서 PEO 조는 질소 함유 유기 화합물을 포함하는 것인 단계; 및
일정 기간 동안 전압을 인가하여, 기재 상에 약 1 내지 100 마이크로미터 두께의 실질적으로 연속적인 질화물 또는 질소 화합물 함유 PEO 층을 제조하는 단계
를 포함하는 방법. - 제1항에 있어서, 인가되는 전압이 약 160 볼트 미만인 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 전압을 인가하는 기간이 적어도 약 100초인 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가 8 초과의 pH를 갖는 알칼리성 PEO 조인 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 질소 함유 유기 화합물이 1급, 2급 또는 3급 아민인 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 질소 함유 유기 화합물이, 중합 시 질소 함유 전도성 중합체를 형성하는 단량체인 방법.
- 제5항 또는 제6항에 있어서, 질소 함유 유기 화합물이 아닐린, 피롤, 트리에틸아민 또는 그의 조합으로부터 선택될 수 있는 것인 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 질소 함유 유기 화합물이 아닐린일 수 있는 것인 방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 기재가 마그네슘 기재, 티타늄 기재, 또는 알루미늄 기재인 방법.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가, 약 5-80 g/L의, 수산화나트륨 또는 수산화칼륨 중 적어도 하나를 포함하는 것인 방법.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가 약 10-90 g/L의 메타규산이나트륨을 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가 약 1-40 g/L의 시트르산나트륨을 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가 약 2-30 ml/L의 과산화수소를 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가, 약 0.1 M 내지 1 M의, 중합 시 질소 함유 전도성 중합체를 형성하는 단량체, 또는 약 0.1 M 내지 1 M의 질소 함유 유기 화합물을 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가 약 0.1 mM 내지 1 M의 계면활성제를 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 기재 전처리 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조를 실온에서 유지하는 것인 방법.
- 마그네슘, 티타늄 또는 알루미늄 기재를 전처리하는 단계;
기재를 탈이온수로 세정하는 단계;
기재를 위해 구성된 제어된 전도성 PEO 조에 기재를 배치하는 단계로서, 여기서 PEO 조는 질소 함유 유기 화합물을 포함하는 것인 단계; 및
일정 기간 동안 전압을 인가하여, 기재 상에 약 1 내지 약 100 마이크로미터 두께의 실질적으로 연속적인 질화물 또는 질소 화합물 함유 PEO 층을 제조하는 단계
를 포함하는 방법. - 제18항에 있어서, 전처리 단계가, 기재를 산성 조에서 처리하는 것, 기재를 기계적으로 조면화하는 것, 또는 기재를 알칼리성 조에서 세정하는 것 중 적어도 하나를 포함하는 것인 방법.
- 제18항 또는 제19항에 있어서, PEO 조가, 약 5-80 g/L의, 수산화나트륨 또는 수산화칼륨 중 적어도 하나를 포함하는 것인 방법.
- 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가 약 10-90 g/L의 메타규산이나트륨을 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가 약 1-40 g/L의 시트르산나트륨을 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가 약 2-30 ml/L의 과산화수소를 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가, 약 0.1 M 내지 1 M의, 중합 시 질소 함유 전도성 중합체를 형성하는 단량체, 또는 약 0.1 M 내지 1 M의 질소 함유 유기 화합물을 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제18항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가 약 0.1 mM 내지 1 M의 계면활성제를 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제18항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 전압이 약 160 볼트 미만의 피크 전압을 갖는 것인 방법.
- 제18항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 처리 동안의 임의의 마이크로 아크 발생 전압을 약 10 A/dm2 미만의 전류 밀도에서 약 160 V 미만으로 제한하도록 PEO 조의 전도성을 제어하는 것인 방법.
- 약 1 내지 100 마이크로미터 두께의 실질적으로 연속적인 질화물 함유 층을 포함하는, 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에서 청구된 방법에 따라 제조된 PEO 코팅된 기재.
- 약 1 내지 100 마이크로미터 두께의 실질적으로 연속적인 질화물 또는 질소 화합물 함유 층을 갖는 PEO 코팅된 기재로서, 여기서 상기 실질적으로 연속적인 질화물 함유 층은 PEO 공정 동안 약 160 V 미만의 전압 및 약 10 A/dm2 미만의 전류 밀도에서 형성된 것인, PEO 코팅된 기재.
- 제29항에 있어서, 기재가 알루미늄, 티타늄 또는 마그네슘인, PEO 코팅된 기재.
- 기재를 위해 구성된 제어된 전도성 알칼리성 PEO 조에 기재를 배치하는 단계로서, 여기서 PEO 조는 질소 함유 유기 화합물을 포함하는 것인 단계; 및
일정 기간 동안 전압을 인가하여, 기재 상에 약 1 내지 100 마이크로미터 두께의 PEO 층을 제조하는 단계
를 포함하는 방법. - 제31항에 있어서, 인가되는 전압이 약 160 볼트 미만인 방법.
- 제31항 또는 제32항에 있어서, 전압을 인가하는 기간이 적어도 약 100초인 방법.
- 제31항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 알칼리성 PEO 조가 8 초과의 pH를 갖는 것인 방법.
- 제31항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 질소 함유 유기 화합물이, 중합 시 질소 함유 전도성 중합체를 형성하는 단량체인 방법.
- 제31항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 질소 함유 유기 화합물이 1급, 2급 또는 3급 아민인 방법.
- 제35항 또는 제36항에 있어서, 질소 함유 유기 화합물이 아닐린, 피롤, 트리에틸아민 또는 그의 조합으로부터 선택되는 것인 방법.
- 제31항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 질소 함유 유기 화합물이 아닐린인 방법.
- 제31항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 기재가 마그네슘 기재, 티타늄 기재 또는 알루미늄 기재인 방법.
- 제31항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가, 약 5-80 g/L의, 수산화나트륨 또는 수산화칼륨 중 적어도 하나를 포함하는 것인 방법.
- 제31항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가 약 10-90 g/L의 메타규산이나트륨을 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제31항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가 약 1-40 g/L의 시트르산나트륨을 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제31항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가 약 2-30 ml/L의 과산화수소를 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제31항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가, 약 0.1 M 내지 1 M의, 중합 시 질소 함유 전도성 중합체를 형성하는 단량체, 또는 약 0.1 M 내지 1 M의 질소 함유 유기 화합물을 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제31항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가 약 0.1 mM 내지 1 M의 계면활성제를 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제31항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 기재 전처리 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제31항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조를 실온에서 유지하는 것인 방법.
- 마그네슘, 티타늄 또는 알루미늄 기재를 전처리하는 단계;
기재를 탈이온수로 세정하는 단계;
기재를 위해 구성된 제어된 전도성 알칼리성 PEO 조에 기재를 배치하는 단계로서, 여기서 애노다이징 조는 질소 함유 유기 화합물을 포함하는 것인 단계; 및
일정 기간 동안 전압을 인가하여, 기재 상에 약 1 내지 약 100 마이크로미터 두께의 PEO 층을 제조하는 단계
를 포함하는 방법. - 제48항에 있어서, 전처리 단계가, 기재를 산성 조에서 처리하는 것, 기재를 기계적으로 조면화하는 것, 또는 기재를 알칼리성 조에서 세정하는 것 중 적어도 하나를 포함하는 것인 방법.
- 제48항 또는 제49항에 있어서, PEO 조가, 약 5-80 g/L의, 수산화나트륨 또는 수산화칼륨 중 적어도 하나를 포함하는 것인 방법.
- 제48항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가 약 10-90 g/L의 메타규산이나트륨을 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제48항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가 약 1-40 g/L의 시트르산나트륨을 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제48항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가 약 2-30 ml/L의 과산화수소를 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제48항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가, 약 0.1 M 내지 1 M의, 중합 시 질소 함유 전도성 중합체를 형성하는 단량체, 또는 약 0.1 M 내지 1 M의 질소 함유 유기 화합물을 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제48항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 조가 약 0.1 mM 내지 1 M의 계면활성제를 추가로 포함하는 것인 방법.
- 제48항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 전압이 약 160 볼트 미만의 피크 전압을 갖는 것인 방법.
- 제48항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서, PEO 처리 동안의 임의의 마이크로 아크 발생 전압을 약 10 A/dm2 미만의 전류 밀도에서 약 160 V 미만으로 제한하도록 PEO 조의 전도성을 제어하는 것인 방법.
- 제31항 내지 제57항 중 어느 한 항에서 청구된 방법에 따라 제조된 애노다이징된 기재로서, 여기서 애노다이징된 기재는 약 1 내지 100 마이크로미터 두께의 실질적으로 연속적인 질화물 함유 층을 포함하는 것인 애노다이징된 기재.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US202163155708P | 2021-03-02 | 2021-03-02 | |
| US63/155,708 | 2021-03-02 | ||
| US202163237518P | 2021-08-26 | 2021-08-26 | |
| US63/237,518 | 2021-08-26 | ||
| PCT/NZ2022/050024 WO2022186706A1 (en) | 2021-03-02 | 2022-03-02 | A process to protect light metal substrates |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240005679A true KR20240005679A (ko) | 2024-01-12 |
Family
ID=83154354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237032816A KR20240005679A (ko) | 2021-03-02 | 2022-03-02 | 경금속 기재를 보호하는 방법 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4301907A1 (ko) |
| JP (1) | JP2024508517A (ko) |
| KR (1) | KR20240005679A (ko) |
| AU (1) | AU2022230546A1 (ko) |
| CA (1) | CA3209064A1 (ko) |
| TW (1) | TW202235690A (ko) |
| WO (1) | WO2022186706A1 (ko) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI443229B (zh) * | 2012-09-28 | 2014-07-01 | Univ Nat Pingtung Sci & Tech | 鋁基板直接形成氮化鋁層之方法 |
| CN105714354A (zh) * | 2016-03-21 | 2016-06-29 | 南京工程学院 | 一种用于制备n掺杂微弧氧化陶瓷层的电解液 |
| CN110408975A (zh) * | 2018-04-27 | 2019-11-05 | 华孚精密科技(马鞍山)有限公司 | 低压微弧氧化电解液、方法及其产品 |
| CN109868386B (zh) * | 2019-03-08 | 2020-09-01 | 安徽信息工程学院 | 一种耐磨材料及其制备方法 |
| CN110129858B (zh) * | 2019-06-12 | 2020-12-01 | 北京石油化工学院 | 一种离子液体辅助镁锂合金阳极氧化成膜方法 |
| CN110685000B (zh) * | 2019-11-11 | 2021-12-14 | 北京大学深圳研究生院 | 一种高耐蚀涂层和制备方法、电解液及其应用 |
| CN111318431B (zh) * | 2020-03-10 | 2022-05-20 | 大连海事大学 | 一种陶瓷基自润滑膜层的制备工艺 |
-
2022
- 2022-03-01 TW TW111107322A patent/TW202235690A/zh unknown
- 2022-03-02 EP EP22763672.7A patent/EP4301907A1/en active Pending
- 2022-03-02 WO PCT/NZ2022/050024 patent/WO2022186706A1/en active Application Filing
- 2022-03-02 AU AU2022230546A patent/AU2022230546A1/en active Pending
- 2022-03-02 CA CA3209064A patent/CA3209064A1/en active Pending
- 2022-03-02 JP JP2023553330A patent/JP2024508517A/ja active Pending
- 2022-03-02 KR KR1020237032816A patent/KR20240005679A/ko unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2022230546A1 (en) | 2023-09-07 |
| EP4301907A1 (en) | 2024-01-10 |
| TW202235690A (zh) | 2022-09-16 |
| US20240133073A1 (en) | 2024-04-25 |
| WO2022186706A1 (en) | 2022-09-09 |
| CA3209064A1 (en) | 2022-09-09 |
| JP2024508517A (ja) | 2024-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2573214B1 (en) | Protection of magnesium alloys by aluminum plating from ionic liquids | |
| US20090223829A1 (en) | Micro-Arc Assisted Electroless Plating Methods | |
| US20170121841A1 (en) | Electroceramic Coating for Magnesium Alloys | |
| Guo et al. | Characterization of highly corrosion-resistant nanocrystalline Ni coating electrodeposited on Mg–Nd–Zn–Zr alloy from a eutectic-based ionic liquid | |
| CN108950671B (zh) | 一种不锈钢基耐蚀耐磨涂层结构及其制备方法和应用 | |
| KR100990723B1 (ko) | 마그네슘 합금의 표면처리방법 및 표면 처리된 마그네슘합금 | |
| US7396446B2 (en) | Magnesium anodisation methods | |
| Luan et al. | Corrosion protection of magnesium (Mg) alloys using conversion and electrophoretic coatings | |
| JP4862445B2 (ja) | 電気亜鉛めっき鋼板の製造方法 | |
| WO2015015524A1 (en) | Surface treatment method and electroless nickel plating of magnesium alloy | |
| KR20240005679A (ko) | 경금속 기재를 보호하는 방법 | |
| US20220389604A1 (en) | Method to create functional coatings on magnesium | |
| US20240229286A9 (en) | A process to protect light metal substrates | |
| Bestetti et al. | Anodic oxidation and powder coating for corrosion protection of AM6oB magnesium alloys | |
| WO2015108784A1 (en) | A method for plating fine grain copper deposit on metal substrate | |
| CN116940718A (zh) | 保护轻金属基材的方法 | |
| US20190316270A1 (en) | Dark colored electroceramic coatings for magnesium | |
| TW202229003A (zh) | 不鏽鋼材料結構及其表面製作方法 | |
| JP6123116B2 (ja) | マグネシウム合金製品の製造方法 | |
| KR101313014B1 (ko) | Ｌｅｄ 조명기기용 히트싱크의 표면 처리 방법 | |
| CN113046809B (zh) | 一种微弧氧化电解液及其应用方法、工件 | |
| CN114507893B (zh) | 钽合金表面高硬度耐磨微弧氧化涂层电解液及制备方法 | |
| Sobol et al. | V. Belozerov | |
| JP2009299082A (ja) | 金属の処理方法、金属基材の製造方法、及び金属基材 | |
| HU204230B (en) | Process for producing homogenous oxide layer on the surface of products from aluminium and it's alloys |