TW201621093A - 用於電陶瓷塗布金屬線圈或金屬線之連續塗布裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種用於連續地電解塗布輕金屬線圈之系統及製程。該系統包括浴槽，其含有用於輕金屬線圈上之電陶瓷塗層之前驅體且含有陰極連接件，至少一個馬達連接至至少一個發動總成以將移動賦予至該線圈。電源經由帶電器件將電壓及電流提供至該線圈，且穿過該浴槽中之該線圈經由含水電解溶液提供電壓及電流至該陰極連接件。該製程包括使裸線圈帶有電壓及電流，使該帶電之裸輕金屬線圈穿過具有陰極連接件且含有具有用於電陶瓷塗層之前驅體之水溶液的浴槽，且使該輕金屬線圈與該前驅體電化學反應，藉此產生具有在至少一個表面上之電陶瓷塗層的經塗布輕金屬線圈。

Description

用於電陶瓷塗布金屬線圈或金屬線之連續塗布裝置 [對相關申請案之交叉參考]

本申請案主張2014年8月7日申請之美國臨時申請案第62/034,358號及2014年8月7日申請之美國臨時申請案第62/034,308號之權益，該等申請案之揭示內容在此被以全文的方式全部併入本文中。

各種實施例係關於用於具有包含輕金屬及金屬及從其生產之金屬線之經塗布線圈之表面的線圈及金屬線之連續電陶瓷塗層之系統、裝置及製程。

線圈及金屬線常自包括輕金屬(例如，鋁、鎂、鈦及其合金)之金屬製造。在一些情況下，線圈或金屬線可為具有輕金屬之塗層的異種金屬，諸如，鋼。對於金屬線圈及金屬線的合乎需要之效能要求包括耐腐蝕性、環境持久性(例如，UV及水分)、抗蠕變性，以及相對高的彈性模數、低密度、低熱膨脹係數及高強度。

含有線圈及金屬線之習知輕金屬可為裸露的(亦即，未塗布)，或可塗布有轉換塗層、樹脂絕緣層及/或油漆。輕金屬及其合金之相對低密度(與鐵之7.8g/cm³及鋼之7.75g/cm³至8.05g/cm³相比，~1.74g/cm³至4.51g/cm³)、耐紅鏽性及強度使自其塑造之產品對於電子器件(例如，手持型電子器件)、機動車輛、飛機及類似者高度合乎需要。

含有襯底(例如，鎂及鋁)之一些輕金屬的缺點對腐蝕敏感。曝露於氧、水分及其他環境因素(諸如，人指紋成分)可使輕金屬表面腐蝕。此腐蝕既不雅觀，且降低強度。在較小規格金屬線(例如，低電壓鋁佈線)中，腐蝕可為危險的，較小規格金屬線通常被隱藏不被看到，且歸因於腐蝕及破壞之股線，經受發揮功能之損失。

用以改良輕金屬及其合金表面之耐腐蝕性的一個方法為陽極化，見(例如)美國專利第4,978,432號、美國專利第4,978,432號及美國專利第5,264,113號。在陽極化中，金屬(M)表面經電化學氧化以自金屬表面形成金屬氧化物(MOx)，藉此創造塗層。雖然陽極化提供針對腐蝕之一些保護，但腐蝕效能之改良可為合乎需要的。如在美國專利第5,683,522號中所論述，習知陽極化常不能在複雜工件之全部表面上形成保護層。陽極氧化通常不能塗布薄片金屬之邊緣，其需要附加化學物及機械預處理步驟來藉由陽極氧化致使邊緣可塗布。已發現經陽極化塗層在尖銳之拐角處含有裂縫，一些延伸至金屬表面。另外，油漆至經陽極化鎂表面之黏著力常不足夠，且需要改良。先前已使用其他塗層來塗布包含輕金屬及其合金之表面的習知線圈及金屬線；然而，此等塗層在靈活性、耐久性及長期黏著力方面受限，使得塗層具有短壽命或具有其他缺點。

歸因於基板之長度，金屬線圈及金屬線通常使用連續處理方法來製造，其中材料經退繞且穿過處理台且再纏繞。無退繞之分批塗層常在塗層中創造瑕疵。歸因於使用之電壓及電流及對於在基板上之均勻塗層的需求，電陶瓷塗層對執行連續製程帶來難題。因此，仍然有對線圈及金屬線上之耐用、黏著性塗層及用於線圈及金屬線之連續電陶瓷塗層之方法及裝置的需求。

本文中揭示的用於電陶瓷塗層之裝置及製程提供金屬條帶及金 屬線之線圈之連續塗布。裝置中之帶電器件(諸如，旋轉電連接器，例如，電滑環(有刷或無刷)或液體汞旋轉觸點；或非旋轉乾陽極連接，例如，諸如鋁、銅、銀及類似者之傳導性金屬接觸表面)在液體前驅體之浴槽內給線圈或金屬線提供高電壓及高電流，此又引起與浴槽內的線圈及金屬線之表面之電化學反應，以形成包含來自基板之金屬、來自液體前驅體之金屬、氧及視情況液體前驅體中之氟(若存在)的電陶瓷塗層。

利用本文中揭示之裝置及/或製程製造的線圈及金屬線產品包含輕金屬或輕金屬合金表面，其具有化學結合至金屬表面之電陶瓷塗層，電陶瓷塗層包含來自表面之金屬、來自液體前驅體之金屬、氧及視情況液體前驅體中之氟(若存在)。電陶瓷塗布線圈或金屬線具有顯著大於在塗布前的裸線圈或金屬線之比表面積的表面積。

除在操作實例中以外或在另有指示之情況下，表達成份之量、反應條件或定義本文中所使用之成份參數的所有數目應理解為在所有情況下由術語「約」修飾。貫穿描述，除非明確地相反陳述：否則百分比、「......之份數」及比率值係按重量或質量計；將一群或一類材料描述為適合於與本發明相關之給定目的或對於與本發明相關之給定目的較佳暗示該群組或類別之成員中的任何兩者或兩者以上之混合同等地為合適的或較佳；化學術語中之成分之描述指在添加至描述中所指定的任何組合或在組合物內藉由一或多個新添加之成分與在添加其他成分時已存在於組合物中之一或多個成分之間的化學反應就地產生時的成分；呈離子形式的成分之指定另外暗示了足夠抗衡離子之存在，以產生組合物的電中性(作為整體且針對添加至組合物之任何物質)；因此，儘可能地，隱式指定之任何抗衡離子較佳地係選自按離子形式顯式指定之其他成分當中；否則，可自由選擇此等抗衡離子，不同之處在於避免不利於本發明之目標的抗衡離子；分子量(MW)為 重均分子量；詞「莫耳」意謂「公克莫耳」，且該詞自身及其所有語法變化可用於由存在於其中之所有類型及數目的原子定義之任何化學物質，而與種類為離子型、中性、不穩定、假想或是實際上具有定義明確的分子之穩定中性物質無關；且術語「溶液」、「可溶」及類似者應理解為不僅包括真平衡溶液，而且包括分散液，該等分散液展示在至少100個或較佳地至少1000個小時之觀測週期上在視覺上不可偵測到的朝向相分離之趨勢，在該觀測週期期間，材料不受機械干擾，且材料之溫度維持於環境室溫(攝氏18度至25度)。取決於正塗布哪種輕金屬，用於形成電陶瓷塗層之化學前驅體較佳地無以下化學品：鉻、氰化物、亞硝酸根離子、草酸鹽；碳酸鹽；矽，例如，矽氧烷、有機矽氧烷、矽烷、矽酸鹽；羥胺、鈉及硫。具體言之，獨立地針對以下列出的每一較佳地最小化之組分，按給定之次序，愈來愈較佳的，用於根據本發明之電陶瓷塗層的前驅體當直接與根據本發明之製程中的金屬接觸時，含有不超過百分之1.0、0.35、0.10、0.08、0.04、0.02、0.01、0.001或0.0002的以下成分中之每一者：鉻、氰化物、亞硝酸根離子；草酸鹽；碳酸鹽；矽，例如，矽氧烷、有機矽氧烷、矽烷、矽酸鹽；羥胺、鈉及硫。如本文中所使用，術語「線圈」應理解為意謂橫截面大體為矩形之金屬薄片及金屬條帶，其纏繞成金屬之線圈，具有或不具有纏繞金屬所圍繞之中央線軸或卷軸。

10‧‧‧經塗布屋頂

18‧‧‧電纜

30‧‧‧入射太陽輻射

32‧‧‧輻射熱傳遞及發射

40‧‧‧金屬線或股線

42‧‧‧層

44‧‧‧金屬線

46‧‧‧外層金屬線

48‧‧‧電陶瓷塗層

62‧‧‧塗布製程

100‧‧‧裝置

102‧‧‧線圈或金屬線

104‧‧‧第一線軸或輥

106‧‧‧第二線軸或輥

108‧‧‧浴槽

110‧‧‧第一框

112‧‧‧較低子框

114‧‧‧第一端支撐件

116‧‧‧第二端支撐件

128‧‧‧機械軸

130‧‧‧軸承總成

132‧‧‧電馬達

134‧‧‧襯墊

136‧‧‧輸出機械軸

138‧‧‧套筒

140‧‧‧第二框/主要框

142‧‧‧導引部件

144‧‧‧第一及第二部件/框部件

146‧‧‧帶電器件

148‧‧‧陰極連接件

150‧‧‧電源供應器

152‧‧‧冷卻系統

154‧‧‧清潔器件

156‧‧‧清潔器件

158‧‧‧導引件

160‧‧‧控制器

162‧‧‧第一感測器

164‧‧‧第二感測器

210‧‧‧塗布系統

212‧‧‧線圈或金屬線

214‧‧‧饋入線軸

216‧‧‧線軸

218‧‧‧塗布浴槽容器

222‧‧‧電力供應器/電源供應器

224‧‧‧陰極

226‧‧‧帶電器件

228‧‧‧導引部

230‧‧‧電絕緣材料

232‧‧‧發動器件

234‧‧‧馬達機械軸

236‧‧‧控制器

240‧‧‧輥導引件

250‧‧‧冷卻系統

260‧‧‧預先清潔浴槽

270‧‧‧後沖洗浴槽

E‧‧‧溶液

圖1說明展示自在使用中的根據本發明之一實施例的經塗布金屬線圈製造之屋頂之示意圖；圖2說明根據一實施例的電纜之剖面之剖視圖；圖3說明用於塗布線圈或金屬線之製程之一個實施例之流程圖；圖4說明根據一實施例的用於塗布線圈或金屬線之裝置之示意圖； 圖5說明根據另一實施例的用於塗布線圈或金屬線之系統或裝置之示意圖；及圖6說明根據又一實施例的用於塗布線圈或金屬線之系統或裝置之示意圖。

按需要，本文中揭示了本發明之詳細實施例；然而，應理解，所揭示之實施例僅例示說明可以各種及替代形式體現的本發明。圖未必按比例；一些特徵可經誇大或最小化以展示特定組件之細節。因此，本文中所揭示之特定結構及功能細節不應被解釋為限制性，而僅作為用於教示熟習此項技術者以各種方式使用本發明之代表性基礎。

根據本文中之揭示內容生產的金屬線圈及金屬線在其上具有電陶瓷塗層，如與裸金屬線圈或金屬線相比，其具有增大之表面積。基於根據ASTM C1274-12之BET量測，具有沈積於其上之電陶瓷塗層的金屬線圈或金屬線可具有為未塗布金屬線圈或金屬線之比表面積之10倍至1000倍的比表面積。比表面積為每單位質量之總表面積(m²/g)。增大之表面積提供自電纜的增大之輻射發射，以及改良之對流冷卻。根據一個實例，電陶瓷塗層將金屬線圈或金屬線之比表面積增大一至兩個數量級，亦即，十倍至一百倍。合乎需要地，表面積之增大為未塗布金屬線圈或金屬線之表面積之10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、120、130、140、150、200、300、500、700或1000倍的至少一因數，且在一個實例中，表面積之增大在為未塗布金屬線圈或金屬線之表面積之100至1000倍之範圍中。在一些實施例中，表面積小於底層經塗布金屬線圈或金屬線之表面積(例如，裸金屬線圈或金屬線之表面積)之1000、700、500、400、350、300、250或225倍大。在一個實例中，比表面積為未塗布金屬線圈或金屬線之比表面積的700倍。在再一實例中，比表面積為未塗布金屬線圈或金屬線之比 表面積之700倍，且具有800mg/m²之附加質量。一般而言，具有沈積於其上之電陶瓷塗層的金屬線圈或金屬線可具有為約底層經塗布金屬線圈或金屬線之表面積之10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、120、130、140、150、170或200倍大且小於底層經塗布金屬線圈或金屬線之表面積之1000、950、900、850、800、750、700、650、600、550、500、450、400、350、300、250、225倍大的表面積。

塗層在紫外線(UV)光中通常穩定以承受曝露於太陽。另外，塗層可耐刮擦，且可能夠與線圈或金屬線一起彎曲而不開裂、分層或破壞。塗層可薄，使得其不顯著增大線圈或金屬線之總重量。在一個實例中，塗層在厚度上可為二分之一至五十微米，在厚度上可為一至二十微米，且在另外實例中，可在十至十五微米、五至十微米或八至十二微米之範圍中。

藉由實踐本發明之方法，塗層之色調或顏色可例如藉由範圍自白色至黑色之各種灰度級而變化，其中較淺灰度級提供對太陽發射之較低吸收。舉例而言，較深灰度級可用以幫助經塗布表面擺脫冰。

線圈或金屬線上之塗層可為均勻塗層，其在線圈之表面上或在金屬線之周邊周圍具有恆定或大體恆定厚度。合乎需要地，在不存在拋光、研磨或塗層之其他移除之情況下達成此均勻性。在一個實施例中，厚度可變化0至25%，例如，至少1%、3%、5%、7%、9%或10%，且合乎需要地，不大於25%、20%、18%、16%、14%或12%，其中在較厚塗層下，較高公差係可接受的。與裸露的類似基板表面相比，該塗層提供改良之發射率、表面積及熱傳遞。已演示線圈或金屬線上之塗層通過0T至1T之T彎曲測試，其展示高彎曲強度及至線圈或金屬線之高黏著力以提供在風化條件下之靈活性及在使用期間之受力。

圖1展示本發明之一個實施例，其中金屬線圈經根據本發明塗布以改良金屬線圈之發射率，諸如，當將來自線圈之金屬用於架構用途時。在圖1中，根據本發明塗布之屋頂10曝露於太陽曝曬或入射太陽輻射30，能量經轉移至屋頂10。藉由增大屋頂之發射率，經由輻射熱傳遞及發射32自屋頂失去之熱量增大，藉此如與未塗布屋頂相比，降低了經塗布屋頂10之總溫度。經塗布屋頂接著歸因於黑體輻射維持在曝曬下之低溫，以比發射率較低之屋頂或裸屋頂有效地自屋頂之表面移除熱量。含鋁金屬表面(特定言之，塗布有鋁鋅合金之鋼薄片)廣泛地用於商業建築物之屋頂及牆壁中。特定言之，在較溫暖之氣候中，減少由此等結構組件保留的太陽能之量以部分降低能量成本已變得日益重要。當諸如太陽能之電磁輻射(EMR)撞擊材料時，EMR經由該材料經吸收、反射及/或透射(若材料並非不透明)。經吸收EMR可在各種波長下重新發射或可保留為熱量以升高材料之溫度。有趣地，若材料不重新發射其已吸收之EMR，則甚至高反射性材料(諸如，經拋光金屬，例如，鉻汽車保險桿)在太陽下將變得非常熱。重新發射吸收之EMR的能力在該行業中被稱為與在相同溫度下黑體相比的表面發射輻射能量之能力的發射率(ε)，且經表達為由表面發射之輻射與由黑體發射之輻射的比率(標度為0至1，其中較低數目指示較不良發射率，且接近1之數目指示良好發射率)。在使用中的習知未塗布鋁線圈及金屬線之發射率通常在約0.05至0.10之範圍中。舉例而言，金屬屋頂(新塗漆之白色)之發射度已經量測為約0.83；比較起來，發現未塗漆之金屬屋頂具有根據ASTM C1371-04a量測的僅約0.08之發射度(1.0為理想發射度)。塗布有鋁鋅合金之鋼薄片具有良好的太陽反射性質，但不反射的太陽能之不良發射度。此未反射之能量大部分轉化成鋼薄片中之熱量，且熱量中之一些接著轉移至建築物之內部，從而增大了冷卻內部之成本。

隨著能量成本增加，對於由含鋁金屬表面(諸如，塗布有鋁鋅合金之鋼薄片)製成之室外結構之EMR反射及/或發射性質的改良之需求已增大。通常，沈積於鋁鋅表面上之習知抗蝕塗層提供對由太陽之電磁輻射(太陽輻射)進行之加熱的不太合乎需要之抵抗性。一種市售含鉻腐蝕保護性塗層組合物提供僅0.22之發射度，如藉由ASTM C1371-04a量測。此比0.08之未處理金屬表面之發射度好，但仍為改良留下空間。曝露於太陽輻射之習知未塗布屋頂可達到高達大致60度至80度之溫度。曝露於相同太陽輻射的具有如本文中所揭示之電陶瓷塗層的經塗布屋頂10可達到高達30%低之溫度，且比通常針對其高發射度而使用之白漆耐用。此溫度降低導致至具有經塗布屋頂10的建築物之內部之減少的熱傳遞，及對於內部之冷卻的減小之能量要求。在一個實例中，塗層之發射率範圍自約0.5至1.00，且在再一實例中，發射率自0.6至0.80。塗層之高表面積對發射率有影響。此展示大於在架構中使用的習知鉻鈍化之發射率兩倍的改良。

圖2展示至少部分塗布有如本文中所揭示之電陶瓷塗層的電纜18之一實例。電纜18包括金屬線或股線40。電纜18中存在金屬線40之多個層42。電纜中之所有金屬線40可由鋁、鋁合金或另一合適的輕型傳導性材料製成。在一替代性實施例中，如所展示，電纜中的金屬線40之一部分(諸如，中央金屬線44)可由支撐材料(諸如，鋼)製成，以對電纜提供額外強度。儘管金屬線40經展示為具有圓形橫截面，但如此項技術中所已知的，可使用其他橫截面，包括梯形及類似者。電纜18可含有具有普通直徑之金屬線40，或可含有變化直徑之金屬線。任何數目個層42可供電纜18使用，包括比圖2中所展示多或少的層。電纜18可或可不含有鋼或加強金屬線44，且金屬線44可位於中央區域(如所展示)，或另外在整個電纜中分佈於一或多個層中，且可在含有鋼及鋁金屬線兩者之混合層中。

在圖2中，外層46中之金屬線40塗布有電陶瓷塗層48或另一合適塗層。塗層48與底層裸露的鋁或鋁合金金屬線直接接觸，且可曝露於環境。在其他實施例中，亦可塗布內部鋁金屬線40。塗層48具有比外層金屬線46之金屬(諸如，鋁)高的發射率，且可為不同色彩。在一個實施例中，根據本發明之電陶瓷經塗布電纜的發射率可為至少0.4、0.5、0.6、0.7或更大，其發射率與裸鋁相比較至少為十倍大。藉由塗布電纜18中之外層金屬線46，增大電纜之發射率。又，增加金屬線及電纜之表面積。

塗層使電纜具有比習知通電電纜低的溫度，其中該兩個電纜皆在高達約攝氏150度至攝氏180度的溫度(例如，大致攝氏160度)下在相同電力負荷下操作。經塗布電纜可展示比不具有塗層之類似電纜在溫度上低攝氏20、30、40、50、60、70、80或100度之溫度。電陶瓷經塗布電纜可基於相同負荷在比未塗布電纜在溫度上低10%、20%或30%或以上之溫度下操作，且合乎需要地，在比未塗布電纜低至少1%、3%、5%、7%或9%之溫度下操作。此可提供允許來自經塗布電纜之能量損失減小或能夠增加在給定溫度下給定電纜之載流能力的益處。

在一個實例中，清潔線圈或金屬線之裸露的未塗布輕金屬表面，且裸露表面在形成步驟前(例如，在敷設電纜或衝壓前)塗布有電陶瓷塗層。在一個實施例中，在成束製程前，塗布電纜18中之金屬線46以形成成品電纜18。外層金屬線46經單個地塗布且接著作為外金屬線置放於電纜18上，藉此僅塗布自其上具有電陶瓷塗層獲得最多益處之金屬線，亦即，曝露於外部環境之金屬線。替代地，可塗布全部電纜。在電纜僅為數束金屬線而無形式上之排佈幾何形狀的低電壓佈線應用中，在形成之電纜中的金屬線之股線之塗布特別有用，且在塗覆額外樹脂、琺瑯、絕緣或類似者層前執行。

可在連續製程期間將電陶瓷UV穩定塗層塗覆至輕金屬之線圈，作為可包括(例如)以下之製造製程的部分：退繞來自線圈的輕金屬之帶或薄片，在電陶瓷塗布線圈上沈積額外層，及/或按所要的形狀或份數切割、衝壓或以其他方式形成帶。可在連續製程期間將塗層塗覆至個別金屬線，作為可包括(例如)以下之製造製程的部分：擠壓金屬線，將層添加至經塗布金屬線(諸如，樹脂絕緣)，及/或使金屬線形成為網狀、電纜、網格、圍欄及類似者。同樣地，可在連續製程期間將塗層塗覆至個別金屬條帶，作為可包括(例如)以下之製造製程的部分：滾動金屬之坯料以形成金屬條帶，沈積具有選定形態之電陶瓷塗層，將層添加至電陶瓷塗布金屬條帶(諸如，樹脂或油漆)，及/或形成金屬條帶用於在建築、汽車、電應用(諸如，屋頂、車輛及飛機組件、變壓器核心及類似者)中使用。藉由選擇塗布製程參數(例如，如本文中所描述之電壓、電流、電解質補給等)控制塗層之形態允許產生具有影響熱耗散之不同表面積的經塗布線圈及金屬線。

如本文中所使用之「連續」及「連續地」意謂包括不涉及分批塗布之製程。可將分批塗布定義為當待塗布的線圈或金屬線之全部或大於50%同時與電解質接觸時。作為非限制性實例，連續線圈或金屬線塗布製程可包括藉由使線圈或金屬線穿過浴槽將待塗布的饋入線圈或金屬線供應至電解質浴槽之製程。在一實例中，連續製程包括其中將意欲塗布之產品(例如，鋁線圈或金屬線)以連續方式傳遞至電解質之浴槽中且經塗布線圈或金屬線退出電解質之製程，線圈或金屬線自浴槽之進入及外出較佳地可處於相同速率。一個線圈或金屬線之前端可附著至在處理線上在其前面的線圈或金屬線之尾端。藉由可儲存在處理線之主要區段前的高達可能1000英呎或以上之線圈或金屬線的累加器之使用，可接合此等線圈或金屬線端，而不阻斷主要區段，其限制條件為，提供針對穿過電解質及帶電線圈或金屬線之電流的充分保 護。結果，正經由塗布浴槽處理之線圈或金屬線不需要停止，且該製程真實地「連續」。連續製程可包括間歇中斷，作為非限制性實例，用於改變線圈或金屬線線軸或維護，或在不超出本發明之範疇之情況下，為半連續(亦即，連續製造)，僅對於離散時間週期。

線圈或金屬線之連續塗布的優點包括以較少步驟進行整合處理；極少或不手動處置線圈或金屬線；增加之安全；較短處理時間；增大之效率；較小塗布浴槽及因此較少能量消耗及使用的設施空間；具有較低資金成本之更靈活的操作；較小生態佔用；用於增加產品品質保證之即時線上監視及控制；及用於減小成本之可能。

本文中之處理在相對於正經塗布的金屬線圈或金屬線之橫截面單位面積的「高電壓」及「高電流」下執行。在於每線圈或金屬線至少10kW、20kW、30kW、40kW或50kW之功率施加範圍內實踐連續塗布製程時，可變化此等值。倘若線圈或金屬線具有足夠大之橫截面積以承受添加之kW而不損壞線圈或金屬線，則可將較大kW施加至線圈或金屬線。可取決於同時與電解質接觸的帶電金屬基板之質量及表面積、所要的塗層重量及形態變化在塗布裝置及製程中使用之電壓及電流。舉例而言，當塗布線圈時，在相同接觸週期上，薄規格之鋁帶可承受比在(例如)建築應用中使用之較厚規格鋁線圈少的電壓及電流。同樣地，當塗布金屬線時，可在至少約140伏特直至約800伏特之峰值電壓電位下塗布大規格鋁金屬線；如本文中所使用的在「高電流」下包括每線圈或金屬線至少約20安培且高達約1000安培之有效電流。合乎需要地在範圍自250伏特至500伏特峰值電壓之電壓及5安培至約100安培之電流下塗布小規格金屬線(例如，在汽車束線中使用之金屬線及用於信號傳輸之金屬線)。較厚材料可支援較大安培數以增大塗布速度，其限制條件為線圈或金屬線不受較大電流損壞。

在一個實施例中，控制電壓及電流以在接觸時間週期Tc(秒)(等 於Tf減Ti)上供應選定kW量，其中Ti為在連續塗布製程中穿過電解質之線圈或金屬線上的點與電解質之初始接觸之時間，且Tf為與電解質之最終接觸之時間。在Tc期間穿過線圈或金屬線的kW之控制以及當使用脈衝直流電時電壓之開/關比協同工作以沈積黏著至低規格輕金屬薄片(例如，具有0.025mm至6.5mm之厚度值的線圈金屬基板及在例如0.05mm至25mm之直徑下的輕金屬之個別金屬線)之均勻電陶瓷塗層。

圖3說明根據一個實施例的用於製造經塗布金屬線及自其製成的電纜之製程或方法之例示性流程圖。在其他實施例中，該製程可包括更多或更少的步驟數目，且可連續或彼此並聯地執行各種步驟。在其他實施例中，亦可與所說明之流程圖不同地對製程中之步驟排序。此流程圖亦適用於金屬之線圈之塗布，其中用金屬條帶或薄片取代金屬線，伴有對裝置之修改以容納如與金屬線相比金屬條帶之更大廣度、寬度、橫截面積及質量。

參看圖3，在步驟60中，金屬經形成為金屬線，此情形在該製程中為可選步驟。開始於金屬工件，可使用擠壓製程、牽拉製程或其他金屬形成製程來產生裸金屬線。基於使用之材料及所要的性質，該製程可為冷或熱。在典型金屬線產生製程中，經由晶粒牽拉具有第一直徑之金屬棒，藉此產生具有小於金屬棒之直徑之第二直徑的金屬線。此步驟可重複，經由一系列晶粒牽拉金屬線棒，在晶粒之間具有或無繞線軸，直至達成金屬線之所要的最終直徑。通常將生產之金屬線產品圍繞線軸纏繞，以易於處置。金屬可在該製程之前、期間及/或之後經受額外處理，包括回火、退火及類似者，藉由該製程自金屬工件產生金屬線。在一個實例中，金屬線可為鋁或鋁合金。在另一實例中，金屬形成為諸如帶、條帶或薄片之線圈。

替代地，步驟60可包含獲得具有所要的幾何形狀之市售裸鋁線 圈或金屬線，且將其提供至塗布線。

在根據本發明之製程中，可將裸線圈或金屬線設置於可用以將線圈或金屬線饋入至塗布製程內之線軸、卷軸或其他線圈或金屬線載體上。合乎需要地，用於將裸線圈或金屬線饋入至塗布製程內之線圈或金屬線載體包含裸線圈或金屬線纏繞所圍繞之線軸、卷軸或類似者。裸線圈或金屬線將被熟習此項技術者理解為意謂具有金屬鋁或鋁合金、不存在耐久的塗覆之塗層或護套(諸如，油漆、絕緣、轉換塗層及類似者)之表面的線圈或金屬線；裸線圈或金屬線可包括藉由環境氧化以及為了輸送而應用的臨時處理以減小對線圈或金屬線表面之損壞之一些污染物，諸如，形成潤滑物質、油、土及薄氧化鋁層。個別金屬線可具有範圍自約0.05英吋高達不大於0.375英吋之直徑。用於架空導體應用之合適金屬線直徑可為至少1mm、2mm、3mm、4mm，且不大於約10mm、9mm、8mm、7mm、6mm、5mm。在一個實例中，裸金屬線具有0.134英吋之直徑，但亦設想到其他金屬線直徑。圖3中之線軸A表示為其上捲繞有裸金屬線之線軸。

在一個實施例中，使用用於線圈或金屬線之塗布子製程(其被共同地展示為區塊62)塗布裸線圈或金屬線。根據本發明之製程可包括更多或更少數目個步驟、步驟之不同變化，且在其他實施例中，亦可與所說明之流程圖不同地對製程中之各種步驟排序。舉例而言，可在不存在預先清潔步驟之情況下塗布在線圈或金屬線表面上具有僅少量污染物之裸線圈或金屬線，或重污染之線圈或金屬線可受益於具有若干子步驟(諸如，清潔、酸浸及沖洗)之預先清潔步驟。

在圖3中，在步驟64，含有裸線圈或金屬線之線軸A連接至塗布裝置，例如，置放於塗布裝置中或上(如以下參看圖4及圖5進一步描述)。裸線圈或金屬線端部經由塗布裝置饋入，且連接至線軸B。線軸B表示為在其上具有經塗布線圈或金屬線之線軸。基於在操作前裝置 之初始設置，線軸B上的線圈或金屬線之短區段可未塗布，例如，裸線圈或金屬線端部至線軸B之連接提供線軸B上的未塗布線圈或金屬線之短初始長度。在其他實施例中，直接自另一製程(諸如，金屬形成或其他金屬處理製程)將裸線圈或金屬線饋入至塗布裝置內，且不提供饋入線軸(例如，線軸A)。同樣地，可在塗布後將經塗布線圈或金屬線直接饋入至其他處理台，而非至收集線軸上。在一個實例中，塗布裝置為電纜纏繞操作中之子站台，且將經乾燥或未乾燥之經塗布電纜饋入至電纜形成步驟或另一製程，使得不提供收集線軸。可使用前述整合製程，其限制條件為，穿過塗布溶液及帶電線圈或金屬線之電流不干擾其他操作，且自經濟或健康及安全角度而言，不會不利。替代地，可獨立於金屬線產生操作及電纜形成操作中之一或兩者而操作塗布製程及裝置。

在步驟66，使用帶電器件使裝置中之線圈或金屬線帶電至高電流及高電壓(如本文中所描述)，使得線圈或金屬線充當含有用於塗層之化學前驅體的溶液之浴槽內之陽極。陰極設置於浴槽內。帶電器件及陰極皆電連接至電源，電源在經啟動時經由帶電器件將電流傳遞至線圈或金屬線，電流經由溶液自陽極線圈或金屬線傳遞至陰極。

在步驟68，操作馬達以經由浴槽饋入線圈或金屬線以塗布線圈或金屬線。無論如何，待使用的馬達之類型不受特定限制，且可包括(例如)電馬達、內燃機、基於氣動或液壓動力之馬達或類似者。若僅為了經濟，電馬達係較佳的。在一個實施例中，可基於將關於塗層特徵(諸如，量測之塗層厚度)的資料(例如)即時或以其他方式提供至控制器之回饋迴路調整線圈或金屬線之速度。在一個實施例中，使用者介面經提供用於監視線圈或金屬線速度、馬達參數，且允許藉由與裝置相關聯之調整及/或其他器件來對其進行改變。

在步驟70，可操作清潔器件(諸如，噴霧系統、酸或鹼清潔浴 槽、超音波器件、去氧化浴及/或氣刀)以在裸線圈或金屬線進入塗布浴槽中之溶液前對其清潔。在一個實例中，噴霧系統提供高壓力去離子水以清潔線圈或金屬線。清潔製程可提供用於塗層沈積之較好且較均勻基板表面，且亦可減少殘渣或其他污染物至塗布浴槽內之引入。

在步驟72，經由電化學製程塗布前進經由浴槽之線圈或金屬線，藉此提供在線圈或金屬線之表面上的陶瓷塗層。在一個實施例中，浴槽中之溶液為含有塗布前驅體之水溶液，塗布前驅體包含鈦之來源及磷之來源。在一個實例中，水溶液含有H₂TiF₆及磷之來源。將電陶瓷塗層沈積於包含來自基板及來自溶液的金屬之氧化物之線圈或金屬線表面上。

在正形成塗層時可沿著線圈或金屬線之表面出現可見輝光或可見光放電。電化學製程可為電漿製程。線圈或金屬線可提供陽極連接，其中氧自由基與鈦陰離子在線圈或金屬線之表面處反應以形成氧化鈦(諸如，二氧化鈦)。在電解水溶液中之水時，在浴槽中的陰極連接件處之質子可導致氫氣之形成，其合乎需要地可藉由一或多個可選罩蓋或通風系統來控制及移除。在其他實例中，其他化學溶液可用以提供經塗布線圈或金屬線。

在步驟74，包括控制器之控制系統用以控制馬達之速度及線圈或金屬線之速度。藉由改變線圈或金屬線之速度，可控制浴槽中的線圈或金屬線之滯留時間，藉此與其他製程參數一起，控制來自線圈或金屬線的塗層之厚度及鋁之溶解量。亦可藉由(例如)界定經由浴槽之較長路徑來獲得用於線圈或金屬線之較長滯留時間。亦可藉由修改利用之波形及/或電壓來控制塗層之厚度及/或塗層之色彩。控制系統亦在調整用於線軸A及B之線軸速度時有用。對於設置於線軸上之線圈或金屬線，為了在自線軸A拿走線圈或金屬線時維持線圈或金屬線行進經由浴槽之恆定速度，可增大線軸A之旋轉速度以補償由每一旋轉 提供的較小量之線圈或金屬線。同樣地，當經塗布線圈或金屬線積聚於線軸B上時，為了維持線圈或金屬線之相同饋入速度，可減小線軸B之旋轉速度以補償在圍繞線軸B之增大圓周(歸因於添加之經塗布線圈或金屬線)之每一旋轉期間累積的較大量之線圈或金屬線。可利用可儲存在處理線之主要區段前高達可能300米或以上之線圈或金屬線的累加器來控制浴槽中之線圈或金屬線速度及接觸時間。控制系統亦可控制連接至浴槽以冷卻溶液且將溶液溫度維持於預定範圍(合乎需要地，自通常約攝氏20度之環境溫度至小於攝氏100、95、90、80、70、60、50或40度)內之冷卻系統。

在步驟76，在線圈或金屬線離開浴槽後，可移除仍在經塗布線圈或金屬線上之任何過多溶液，且合乎需要地，經塗布線圈或金屬線可藉由水或其他製程步驟沖洗，以用於移除電解質，如此項技術中已知。在一個實施例中，在再循環製程中，可將具有或不具有沖洗水之過多溶液返回至浴槽。在步驟78，將經塗布線圈或金屬線收集至線軸B上。當線軸A空或幾乎空時，停止塗布製程62且自裝置移除含有經塗布線圈或金屬線之線軸B。

雖然針對單一金屬線或線圈描述塗布製程62，但可經由浴槽同時饋入多個金屬線或線圈，其中每一金屬線或線圈在高功率下帶電，如本文中所描述。為了同時塗布多個金屬線或線圈，應維持帶電金屬線或線圈之間的最小分隔以避免發弧，且每一金屬線或線圈可具備單獨帶電器件及導引件，以及自單獨線軸供應且收集於單獨線軸上。在替代性實施例中，可經由浴槽饋入電纜，使得塗布電纜的外表面及內部之部分。

在一個實施例中，經塗布線圈或金屬線在自塗布裝置移除之後進行拋光。拋光步驟用以減小表面粗糙度且允許在稍後成束步驟期間更容易地處置經塗布金屬線或線圈。舉例而言，較光滑表面亦對電纜 之未塗布內金屬線不太磨蝕，不顯著減小由電解塗層提供之表面積。

在可選步驟80，經塗布電纜之多個線軸(線軸B)連接至電纜纏繞或形成裝置。電纜係藉由成束且張緊金屬線而形成以提供至電纜中之各種層的預定程度之扭轉。扭轉可在各種層之間相同，可在對置之方向上扭轉，或扭轉之程度在層與層間有變化。在一個實例中，塗布電纜中之所有金屬線。

在另一實施例中，僅塗布電纜中的金屬線中之一些或一部分。在步驟82，可將未塗布或裸金屬線之額外線軸(線軸A)提供至電纜形成裝置。亦可提供支撐金屬線(諸如，鋼絲、複合金屬線或類似者)之線軸以對電纜增添額外機械強度，諸如，抗張強度或減小之下垂特性。將未塗布金屬線及支撐金屬線定位為電纜內之內部金屬線。經塗布金屬線經定位以形成電纜之外層，或提供電纜之外周邊之層，使得電纜對環境呈現經塗布之外表面。藉由成束且張緊金屬線來形成電纜，以對電纜中之各種層提供預定程度之扭轉，如上所述。

在一個實施例中，根據本發明，亦塗布諸如脊椎鰭片之二級熱傳遞鰭片或具有高表面積之其他耐久鰭片。此等二級熱傳遞鰭片可纏繞於諸如線軸B之收集線軸上，且經提供以使用黏著劑或類似者應用於所形成的電纜，藉此倍增外部電纜表面積，且增大發射率。

在步驟84，接著將電纜、線圈或金屬線提供至儲存線軸或卷軸上。可恰當地藉由各種連接器及硬體將線圈安裝於如圖1中所展示之屋頂上。用於在蓋屋頂時使用之線圈經安裝，使得線圈上之塗層曝露於環境(包括太陽輻射或曝曬)。

圖4展示用於連續塗布圖1及圖2之線圈或電纜18中的線圈或金屬線或股線的裝置100之一個實施例之示意圖。基於系統之規模等，預料到用於裝置100之其他組態或佈局。在圖4中，線圈或金屬線102自第一線軸或輥104伸展至第二線軸或輥106。每一線軸104、106具有中 央桶或中心圓柱形剖面，且可在中央桶之任一端上具有自其延伸之凸緣。第一線軸104提供適用於高張力傳輸電纜中之實例的未塗布裸線圈或金屬線(諸如，鋁)之供應，其中裸線圈或金屬線纏繞於線軸104之桶上。第二線軸106收納經塗布線圈或金屬線，其中經塗布線圈或金屬線纏繞於線軸106之桶上。在其他實施例中，線圈或金屬線可連續地自另一製程饋入及/或饋入至另一製程，使得不存在用於裝置之第一及/或第二線軸。

金屬條帶在經由裝置及浴槽之行進路徑中移動。金屬條帶具有大致平行於金屬條帶之縱向軸線的第一邊緣及第二邊緣。金屬條帶亦具有第一側及平行於第一側且與其分開金屬條帶之厚度的第二側。第一側及第二側在條帶之第一邊緣與第二邊緣之間延伸。

經由包含至少部分填充有包含用於線圈或金屬線上之陶瓷塗層之前驅體之水溶液的容器之浴槽108饋入線圈或金屬線102。用於浴槽108之容器可自與溶液化學上不反應之材料製造。用於浴槽之容器可導電以提供陰極，或可自電絕緣及非傳導性材料製造。

第一框110或主要框支撐於浴槽108上方。在一個實例中，第一框110具有較低子框112，及第一端支撐件114及第二端支撐件116。框110可自非傳導性材料製造，且在一個實例中，框110導電。腿部或其他支撐部件可將框110支撐於底層表面上及浴槽108上方，如所展示或在其他組態中。

第一線軸104由框110支撐，或第一端支撐件114由固定機械軸128或軸支撐。線軸104可針對裝置之操作按需要自機械軸128移除。扣件可與機械軸128之末端連接以將線軸104保持在機械軸128上且允許移除。機械軸128經定位以在其離開線軸104時與線圈或金屬線102之剖面大體垂直，其中根據一個實施例，線圈或金屬線通常沿切線方向離開線軸。軸承總成130設置於線軸104與機械軸128之間。在一個實施 例中，軸承總成在線軸104之圓柱形區段內或在機械軸128之外區段上，以在其圍繞機械軸128旋轉時減小線軸104之摩擦。

在此實施例中，提供電馬達132，且在圖4中，其展示於第二端支撐件116上。電馬達可為AC馬達或DC馬達。在其他實例中，馬達132可為另一器件，諸如，內燃機、氣動或液壓馬達或類似者。電馬達具有輸出機械軸136，其可形成發動總成之至少一部分以驅動線圈或金屬線。自電絕緣材料製造之襯墊134定位於電馬達132與框110之間，使得電馬達132與框110電隔離。襯墊134亦可提供振動阻尼。電絕緣材料亦可定位於線圈或金屬線與機械軸或軸128、136與之間。機械軸及軸128、136亦可自電絕緣材料製造或塗布有電絕緣材料。用於浴槽108之容器亦可自電絕緣材料製造或包括電絕緣層。電絕緣材料防止高電壓及高電流之傳導。

第二線軸106由電馬達132之輸出機械軸136支撐。線軸106可針對裝置之操作按需要自機械軸136移除。扣件可與機械軸136之末端連接以將線軸106保持在機械軸136上且允許移除。馬達132機械軸及線軸106之內徑可為有鍵的或花鍵的，使得其一起旋轉。由電絕緣材料製成之套筒138定位於線軸106之桶內，使得電馬達132與線軸106電隔離。替代地，線軸106可自電絕緣材料製造。

在替代性實施例中，電馬達132可連接至第一線軸104，或每一線軸104、106可具備一電馬達以經由浴槽108將移動賦予該線圈或金屬線102。替代地，可使用由一或多個馬達驅動之導引件來移動線圈或金屬線102。

第二框140或下降框由主要框110支撐且延伸離開主要框110，使得其可收納於浴槽108內。在其他實例中，主要框140與下降框140為系統中之分開組件且不彼此連接。在如所展示之一個實例中，第二框140連接至較低子框112。第二框140經定位使得其部分浸沒於浴槽108 中之溶液內。第二框140具有至少一個導引部件142以導引金屬線穿過浴槽108。在所展示之實例中，第二框140具有自第一框110延伸之第一及第二部件144，其中每一框部件144具有連接至末端區域之一導引部件142。每一導引部件142可為由軸承連接件連接至框部件144之輪，或可為如此項技術中已知之非旋轉導引部件。每一導引部件142亦可為用於供線圈使用之輥或一對輥，且可沿著線圈之薄片之寬度延伸。導引部件亦可包括一薄片矯直機或對準器件以維持薄片金屬在線軸上之線圈上且經由浴槽之定位。合乎需要地，框部件144自電絕緣材料或電非傳導材料製造，使得電流不自浴槽108傳遞至主要框110。在一個實例中，框部件144或框140自塑膠製造，諸如，塑膠或聚合物，包括(例如)PVC、CPVC、聚乙烯、聚丙烯、聚醯胺、耐綸、酚系樹脂以及非傳導複合物。框140及導引部件142自化學惰性或與浴槽中之溶液不反應之材料製造或塗布有該材料。為了維護或其他操作考慮，框140可為可自浴槽108移除。

在圖4中，帶電器件146由主要框110支撐。在其他實施例中，器件146可由鄰近浴槽108的框140支撐。帶電器件146經定位以接觸線圈或金屬線102，較佳地，在浴槽108附近；在圖中，帶電器件在浴槽108上方。器件146提供乾陽極連接以使線圈或金屬線帶電，且藉由使全部長度之線圈或金屬線帶電有高電壓及高電流，如本文中所描述。帶電線圈或金屬線102與浴槽108中之溶液電化學反應以在線圈或金屬線上形成塗層，溶液包含來自線圈或金屬線之金屬以及來自浴槽之金屬。

在一個實施例中，帶電器件146可每線圈或金屬線提供至少10kW、20kW、30kW、40kW或50kW及更高，其限制條件為導體具有足夠大的橫截面積以承受增添之kW，而不損壞線圈或金屬線。為了將浴槽中之線圈或金屬線加熱至使得在浴槽中之同一步驟中塗覆塗層 及對線圈或金屬線回火的溫度之目的，可增大電流密度。在一個實例中，帶電器件可將20kW至100kW或以上提供至單股線圈或金屬線，且對於生產系統，可跨同時伸展經由浴槽108之多股線圈或金屬線提供1MW、2MW、3MW、4MW、5MW、6MW、8MW、10MW或以上MW之功率。在再一實施例中，器件146為一或多個旋轉開關，其具有當將線圈或金屬線自線軸104饋入至線軸106時與線圈或金屬線102之通過一起旋轉之接觸輪。器件146之旋轉開關可具有液體汞旋轉觸點，其為旋轉電連接器，其中經由將電轉移至觸點之一池液態金屬進行電連接，藉此提供低電阻、穩定連接。隨著汞觸點旋轉，液態金屬無磨損且低電阻地維持觸點之間的電連接。液體汞旋轉觸點能夠提供使線圈或金屬線102帶電所需之高電壓及高電流。根據一個實例，高電壓為處於或大於125伏特之峰值電壓。

高電流為處於或大於每線圈或金屬線約20安培至1000安培之有效電流。隨著線圈或金屬線大小增大，載流能力亦增大，而不損壞線圈或金屬線。經由線圈或金屬線之電流過多可導致線圈或金屬線之過度加熱，從而導致線圈或金屬線之脆化。取決於待塗布的線圈或金屬線之規格，對於高張力金屬線，可將安培數調整至至少每金屬線(亦即，單股金屬線)20安培、30安培、40安培、50安培、60安培、70安培、80安培、90安培或100安培，且較佳地，不大於1000安培、400安培、300安培、200安培、180安培、160安培、140安培、120安培。施加之電流可為交流電、不對稱交流電、直流電或脈衝直流電。在一些實例中，使用直流電且可將其作為開/關波形施加。在一個實施例中，波形之總週期為至少0.01、0.1、1或10毫秒，且高達50、40、30、20或15毫秒。可將波形調整至至少以下之比率：0.1、0.3、0.6、1.0、1.2、1.5、1.7、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0、5.0、10.0或高達無限大比率，其中直流電始終接通，且不存在斷開部分，亦被稱作直 DC。

在替代性實施例中，帶電器件146可包括一或多個旋轉電連接器，例如，電滑環(有刷或無刷)或液體汞旋轉觸點；或非旋轉乾陽極連接，例如，鋁或銅接觸表面，或其他器件。

一或多個陰極連接件148設置於浴槽108內。若容器導電，則陰極連接件148可為用於浴槽108自身之容器；或定位於浴槽內且與溶液接觸之合適的材料(諸如，金屬或石墨)之組件。在一個實例中，對於條帶或線圈，陰極連接件包括在浴槽中之至少一個橫向陰極，其跨金屬條帶經由浴槽之行進路徑定位且與路徑分開一段預定距離。浴槽中之至少一個橫向陰極在與第一側及第二側平行或實質上平行之平面中與金屬條帶之縱向軸線橫向地定位，且在自金屬條帶之第一邊緣至第二邊緣的距離之至少50%或條帶之寬度之至少50%中連續地或不連續地延伸。

帶電器件146及陰極連接件148連接至電源供應器150。可控制電源供應器150以將直流電及/或交流電提供至陽極及陰極，或可提供不對稱交流電，例如，400伏特至500伏特峰值電壓在陽極，40伏特至50伏特在陰極。在一些實施例中，電力可為具有0.1至40毫秒之頻率的方波形圖案。在其他實例中，電源供應器可將直流電或脈衝直流電提供至陽極及陰極。頻率可自25Hz調整至25,000Hz，可為諸如200Hz至25,000Hz或100Hz至10,000Hz之高頻率。波形可包括在AC、DC或脈衝DC電流中之任何者中呈正弦形、三角形及/或矩形，以及含有疊加波形之複雜波形，例如，在DC波形上之AC波形。

冷卻系統152與浴槽流體連通以維持浴槽中的溶液之溫度。在一個實例中，冷卻系統152藉由使流體冷卻將溶液維持在預定溫度範圍。溫度範圍可大於溶液之凝固點且小於沸點，其限制條件為，塗層品質不受不利地影響。通常，有用之範圍包括攝氏零至四十度、攝氏 二十至四十度或恰當的其他範圍。當電化學塗布線圈或金屬線時，基於反應對溶液加熱。冷卻系統152包括一熱交換器且可包括一泵以使流體循環及冷卻。可提供風扇或類似者以引導在熱交換器上之空氣以使溶液冷卻。在其他實施例中，浴槽108內含有之溶液具有足夠熱質量，或電化學製程不釋放足夠熱量，而需要冷卻系統152。

在一個實例中，至少一個清潔器件154可經定位以與線圈或金屬線102互動且清潔該線圈或金屬線，隨後線圈或金屬線進入浴槽108。清潔器件154可由框110支撐。清潔器件154可為化學移除污染物之清潔浴槽，或藉由對線圈或金屬線之實體衝擊(例如，磨損)、與經加壓流體接觸、介質噴砂處理、磨光或拋光來移除污染物之實體清潔器。清潔器件154可為噴霧系統工，其在經過清潔系統饋入線圈或金屬線時在線圈或金屬線上噴霧經加壓流體以自裸線圈或金屬線之表面移除任何殘渣或其他不良材料(諸如，切割流體等)。清潔器件154亦可包括一浸入槽，及如此項技術中已知用於供連續系統使用之其他清潔系統。在其他實例中，裸線圈或金屬線足夠清潔，使得不需要清潔器件用於供裝置100使用。在另一實例中，清潔器件156經定位與在線圈或金屬線102退出浴槽108後與其互動。

一或多組導引件158可設置於第一框110或第二框140上以導引線圈或金屬線102以沿著第一線軸104與第二線軸106之間的預定路徑行進。導引件158可為輥導引件，包括一或兩個平面導引件或類似者。導引件158可輔助引導線圈或金屬線通過清潔器件154及/或氣刀156。導引件158可輔助線圈或金屬線自第一線軸104之平穩饋入。導引件158亦可按適當角度將線圈或金屬線對第二線軸106呈現，以用於平穩纏繞且用於線圈或金屬線之適當對準。

控制器160與電馬達132通信。控制器160可為單一控制器或相互通信之多個控制器。控制器160可連接至隨機存取記憶體或另一資料 儲存系統。在一些實施例中，控制器160具有使用者介面。控制器160經組態以針對起動程序、關閉程序及緊急停止程序控制電馬達132、電源供應器150及冷卻系統152。

認識到，本文中揭示之任何電路或其他電器件可包括相互共作用以執行本文中揭示之操作的任何數目個微處理器、積體電路、記憶體器件(例如，快閃記憶體、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、電可程式化唯讀記憶體(EPROM)、電可抹除可程式化唯讀記憶體(EEPROM)或其其他合適變體)及軟體。此外，如本文中所揭示的電器件中之任何一或多者可經組態以執行在經程式化以執行如本文中揭示之任何數目個功能的非暫時性電腦可讀媒體中體現之電腦程式。

在一個實施例中，控制器160與第一感測器162及第二感測器164通信。第一感測器162及第二感測器164分別供第一線軸104及第二線軸106使用。第一感測器162可為速度及/或位置感測器以判定第一線軸104之旋轉速度或線圈或金屬線在其退出線軸104後之饋入速度。第一感測器162亦可包括一光學感測器或類似者以判定第一線軸104上的線圈或金屬線之量，例如，線軸104之桶上的線圈或金屬線之外徑。第二感測器164可為用於電馬達132之速度感測器，其感測馬達機械軸之旋轉速度，及線軸106之對應的速度及/或位置。第二感測器164亦可包括一光學感測器或類似者以判定第二線軸106上的線圈或金屬線之量，例如，線軸106之桶上的經塗布線圈或金屬線之外徑。

控制器160控制電馬達132之速度以控制第二線軸106之速度及線圈或金屬線經由裝置之饋入速度。藉由控制線圈或金屬線102之饋入速度，控制在浴槽108內的線圈或金屬線之滯留時間。在一個實施例中，控制器160控制馬達132速度以將滯留時間(意謂關於線圈或金屬線上之給定點與溶液接觸之總時間)維持在預定範圍內或以預定速度維持滯留時間。通常，滯留時間範圍自約1、2、3、4、5、6、8或10 秒，且至少為了效率，不大於180、160、140、120、100、60、45、30、20或15秒。在一個實例中，滯留時間為大致五至十秒。通常，饋入速率或線圈或金屬線速度取決於針對所要的塗層性質(例如，厚度、表面積及發射率)達成足夠滯留時間，且合乎需要地可範圍自每分鐘約10英呎至每分鐘約200英呎。可使用較高速度，其限制條件為維持滯留時間。隨著第一線軸104上的線圈或金屬線之量(及線圈或金屬線之捲繞之直徑)減小，線軸必須較快地自旋以提供線圈或金屬線經由浴槽之相同饋入速率。同樣地，隨著第二線軸106上的線圈或金屬線之量(及線圈或金屬線之捲繞之直徑)增大，線軸106必須較慢地自旋以提供線圈或金屬線經由浴槽之相同饋入速率。因此，控制器160使用閉合或開放控制迴路不斷調整及控制電馬達132之旋轉速度以維持線圈或金屬線之大體恆定饋入速率及滯留時間。

當操作裝置100時，裸線圈或金屬線離開線軸104且在帶電器件146上行進，且經由乾陽極連接藉由高電流及高電壓而帶電，如本文中所描述。在一實施例中，線圈或金屬線可為鋁或鋁合金線圈或金屬線。裸線圈或金屬線接著進入浴槽108。線圈或金屬線在與浴槽之接觸期間帶電。在一個實例中，浴槽含有含水電解溶液，其含有錯合氟化物及氟氧化物中之至少一者。在其他實例中，可使用如本文所揭示之其他溶液。藉由使電流在浴槽中之線圈或金屬線與浴槽中之陰極之間穿過，線圈或金屬線與浴槽中之前驅體電化學反應，以形成塗層。此反應形成鄰近線圈或金屬線的發射可見光之放電(或氧電漿)，及來自水溶液中之水的氫氣。帶電線圈或金屬線可與液體前驅體形成電漿，其中浴槽充當陰極且線圈或金屬線充當陽極。塗層形成於裸線圈或金屬線上，且塗層可為金屬/類金屬氧化物電陶瓷。塗層具有大於裸線圈或金屬線之發射率的發射率。經由包括(但不限於)線圈或金屬線在浴槽內之滯留時間的各種參數之控制來控制塗層之厚度。亦可藉 由改變浴槽108中的溶液之溫度及/或由帶電器件146提供至線圈或金屬線之電力來調整塗層之發射率。在一個實施例中，在不改變浴槽內容物之情況下，可藉由控制包括波形、電壓、安培數及接觸時間之沈積參數來將發射率增大約10%、20%、30%、40%或50%。

線圈或金屬線102之連續長度在高電流及電壓下帶電，且陰極存在於浴槽108中，使得線圈或金屬線充當浴槽108中之陽極。第一線軸104、框110及框110上之各種導引件或器件亦可帶電。第二框140由非傳導或絕緣材料製成以防止發弧、塗層在框上之形成及減少裝置之電消耗。電馬達132亦與框110及線圈或金屬線102電絕緣以防止馬達132之電短路。

經塗布線圈或金屬線102之第二線軸可自裝置100移除且用以形成諸如屋頂面板、衝壓板料、傳輸或配送電纜等之各種組件或結構。經塗布金屬線之多個線軸可經組合或成束以形成如圖2中所展示之電纜。另外，可將裸金屬線及/或支撐金屬線添加至電纜總成。在一個實例中，裸金屬線及支撐金屬線為電纜中之內部金屬線，且經塗布金屬線形成電纜之外周邊金屬線。可張緊電纜之各種金屬線以提供預定程度之扭轉。電纜可安裝於塔上或電網中用於在傳輸至少約5kV或以上之電壓時使用，且因而，由經塗布金屬線形成的電纜之外塗布表面與環境相互作用以藉由發射輻射(包括紅外線波長中之輻射)使電纜冷卻。

圖5及圖6為塗布系統210之示意圖。圖5為系統210之側視示意圖。圖6為另一系統210之俯視示意圖。將共同參考數字用於兩個示意圖之類似組件。系統210包括含有未塗布線圈或金屬線之饋入線軸214、在操作期間含有電解質組合物E之至少一個塗布浴槽容器218及接受經塗布線圈或金屬線之捲繞線軸216。線圈或金屬線212經由浴槽218自線軸214行進至線軸216。

塗布系統210亦包括電連接至位於塗布浴槽容器218內之陰極224及至使未塗布線圈或金屬線212帶電之帶電器件226(乾陽極)的至少一個電力供應器222，使得在操作期間，線圈或金屬線212充當電解質組合物E中之陽極。

塗布系統210亦包括用以經由容器218中之電解質浴槽導引未塗布線圈或金屬線212之至少一個導引部件228(圖5中展示兩個，且圖6中展示四個)。塗布系統210包括輥導引件240，其用以在經塗布線圈或金屬線212退出容器218中之電解質浴槽且至捲繞線軸216上時將其導引。輥導引件亦可用以移除在經塗布線圈或金屬線212上的自浴槽帶走之電解質。

塗布系統210包括至少一個發動器件232，其將線圈或金屬線212移動穿過塗布系統。發動器件232不受特定限制，只要其使線圈或金屬線212移動穿過塗布系統210。發動器件232通常包括一馬達及一發動總成；合適的發動總成可包含馬達機械軸、旋轉導引件、張緊輥、累加器與類似者之組合。在一個實施例中，發動器件232可包括一電馬達，其(例如)藉由經由充當發動總成之馬達機械軸234旋轉捲繞線軸216來移動線圈或金屬線，電馬達可為用於移動線圈或金屬線212之唯一動力，或可由經由浴槽牽拉線圈或金屬線(例如，藉由沿著其路徑推進線圈或金屬線之靴或旋轉導引件)之馬達補充。

在一些實施例中，塗布系統210包括與浴槽容器218中之電解質E流體連通的一冷卻系統250。冷卻系統250可提供對電解質E之直接冷卻，或可包括一熱交換器系統或類似者。

塗布系統210亦包括一控制器236，其經組態以控制發動器件232、電源供應器222及冷卻系統250中之至少一者。在操作中，電源供應器222給帶電器件226供應高電壓及電流(如本文中所描述)，當線圈或金屬線212接近帶電器件226且通常現其接觸時，將高電壓及電流 提供至線圈或金屬線212。線圈或金屬線212自饋入線軸214退繞，接觸帶電器件226，藉此帶電，且傳遞至浴槽容器218中之電解質E。線圈或金屬線212穿過電解質E達足以電解塗布線圈或金屬線212之滯留時間，接著經塗布線圈或金屬線212退出電解質E，移動經過或經由下滴導引件240且纏繞至捲繞線軸216上。在電解質浴槽(例如，預先清潔浴槽260、可包括後塗布乾燥台之後沖洗浴槽270)前或後，經塗布線圈或金屬線212可視情況穿過其他級。本發明之一個重要態樣為提供對塗布系統232之部分之適當電絕緣，塗布系統可受到用於線圈或金屬線212上之塗層形成的高電壓及電流損壞，或對於系統之不需要此高功率的彼等部分，使其與高功率絕緣或隔離，至少為了經濟且安全。因此，雖然饋入線軸214、塗布浴槽容器218、捲繞線軸216及各種導引件與帶電線圈或金屬線212或電解質E接觸，但此等部分可由非傳導材料製成，或實體上與之其他部分絕緣。舉例而言，藉由插入非傳導性接觸面(其將移動賦予至線圈或金屬線212)，發動器件232之電馬達部分可與帶電線圈或金屬線絕緣，但不將電傳導回至發動器件之馬達。舉例而言，電絕緣材料230可用以隔離線圈或金屬線212。合乎需要地，至少馬達、泵及控制器經絕緣或隔離，使得其不因供應至帶電器件226及線圈或金屬線212之高電壓及電流而帶電。

圖5另外說明一個以上陰極224可用於浴槽218中，且陰極可經定位以影響塗層性質、滯留時間等。

圖6另外展示經由浴槽218中之溶液E的用於線圈或金屬線212之複雜路徑。導引件228在較長滯留時間內引導線圈或金屬線212經由浴槽218。注意，說明用於供一金屬線及兩平面導引件使用之圖。對於線圈塗布裝置，一平面導引件可用以在增大之滯留時間內提供經由浴槽218之複雜路徑，例如，藉由在浴槽218內重複地上升下降。

可使用本發明中所描述之方法及裝置來沈積各種電陶瓷塗層。 在一個實施例中，塗層包含鈦、氧及磷。在一個實施例中，塗層包含鋁、鈦、氧及磷。在另一實施例中，塗層包含鋁、鈦、鋯、氧及視情況磷。在另一實施例中，塗層包含鋁、鋯、氧及視情況磷。在又一實施例中，塗層包含鎂、氟化物、氧及來自元素週期表之第1至13族之至少一種額外金屬。

當在諸如鋁或鋁合金之輕金屬基板上產生塗層時使用的電陶瓷塗層及相關聯之化學物(包括反應物)之一實例描述於2004年9月28日發佈之美國專利第6,797,147號、2005年7月12日發佈之美國專利第6,916,414號及2009年8月25日發佈之美國專利第7,578,921號中；該等專利之揭示內容被以引用之方式全部併入本文中。

在一個實施例中，包含氧化鋁及二氧化鈦之氧化物塗層形成於鋁線圈或金屬線之表面上。合乎需要地，氧化鋁按1重量%至25重量%之量存在於塗層中，其中其餘部分包含二氧化鈦及非零、少量來自浴槽之元素。在一個實例中，塗層包括呈電陶瓷塗層之總重量之至少5、10、15、20、25或30之量的氧化鋁。在另一改進中，電陶瓷塗層包括呈電陶瓷塗層之總重量之至多80、75、70、60或50或40之量的氧化鋁。通常，金屬氧化物或不同於氧化鋁之氧化物按電陶瓷塗層之總重量之至少2010、15、20、25、30、35、40、45或50重量百分比之量存在。在一變化中，氧化鋁濃度在電陶瓷塗層之厚度上變化，在塗層基板界面處較大，且通常隨著離開線圈或金屬線基板之距離增大而減小。舉例而言，鋁濃度在距介面0.1微米處可比在距介面3、5、7或10微米處高百分之10至50。

在另一實施例中，藉由改變電解槽中的電瓷塗層前驅體之身分來修改塗層之發射率，例如，前驅體元素可包括Ti、Zr、Zn、Hf、Sn、B、Al、Ge、Fe、Cu、Ce、Y、Bi、P、V、Nb、Mo、Mn、W及Co。在一個實施例中，藉由改變水溶液之鋁及/或鋯濃度來調整塗層 之特徵。氧化鋁及/或氧化鋯之包括有利地允許塗層特徵(例如，電陶瓷塗層之色彩及/或耐磨性)之調整。

本發明之線圈及金屬線產品在建築、器具、電子、車輛、航空及傢俱產品中有用，金屬線可充當電或信號之導體，且線圈可用於諸如變壓器之設備中。本發明之各種實施例具有相關聯的非限制性優勢。舉例而言，電陶瓷塗層可提供線圈或金屬線的減小之腐蝕。舉例而言，線圈或電纜之外支架或金屬線上的電陶瓷塗層提供線圈或電纜之增大之發射率及較低操作溫度或減少之加熱。藉由降低操作溫度，由焦耳加熱招致的來自電纜之損失減小，且減小電纜下垂。又，藉由在低溫下操作電纜，電纜能夠更有效率地傳輸與未塗布電纜相同的電力量，或在與未塗布電纜相同的操作溫度下之更大的電力量。在一個實施例中，具有根據本發明之電陶瓷塗層的輕金屬之線圈可適用於冷卻屋頂應用，其中可基於如本文中所描述之塗布參數選擇經塗布表面之發射率。藉由選擇塗布製程參數(例如，如本文中所描述之電壓、電流、電解質補給等)控制塗層之形態允許產生具有影響熱耗散之不同表面積的經塗布線圈及金屬線。

根據本發明之製品包括具有1000小時ASTM B113鹽霧之耐腐蝕性中之一或多者而無來自切割道之腐蝕的金屬之電陶瓷塗布輕金屬表面；經由如本文中所描述的電陶瓷塗層形態(詳言之，存在於塗層中之孔)之控制進行的樹脂或油漆層之經改良結合提供用於隨後塗布之錨定位點。製品包含具有如本文中所揭示之電陶瓷塗布輕金屬表面的金屬線圈及/或金屬線。在另一應用中，具有根據本發明之塗層的輕金屬之線圈可用於建築應用中，詳言之，對於包含鈦之彼等塗層，使用二氧化鈦之催化活性以生產具有催化氧化氮至氮及氧之還原的經塗布表面之建築物品。

諸如鋁之傳導性金屬的線圈可用於變壓器中，但必須使金屬層 相互絕緣。根據本發明的電陶瓷氧化物之化學黏著、耐久且均勻電絕緣層之沈積提供可撓性絕緣層，用於在與習知變壓器之絕緣材料相比可受益於耐久性之改良的變壓器中使用。如本文中所揭示之製程提供金屬線圈之均勻邊緣覆蓋，而無邊緣修改步驟。

在其他實施例中，金屬線之股線上的電陶瓷塗層可提供具有經改良性質之金屬線及電纜，例如，鈦金屬線及電纜正日益用以替換一些構造項目中之鋼，此係歸因於鈦之低密度及高強度，基板可受益於電陶瓷塗層之經改良耐腐蝕性。根據本發明之其他輕金屬線(詳言之，鋁及鋁合金金屬線)在可撓性同軸電纜、多種音訊或音訊及視訊電纜、車輛信號電纜、網路電纜、資料傳輸電纜、單一金屬線導體及類似者中有用。金屬線亦適用於多種電子組件之引線，諸如，電容器、電阻器及類似者。

雖然以上已關於特定裝置描述本發明之原理，但應清晰地理解，此描述僅藉由實例進行，且不作為對本發明之範疇的限制。另外，可擴展在本文中所描述之各種實施例中的製程及系統，用於在塗布用於各種應用之其他線圈或金屬線及/或電纜時使用。亦可使用如本文中所描述之製程來調整塗布以基於用於線圈或金屬線之所要的應用程式來修改厚度、孔隙度、色彩、發射率及其他性質。

實例 實例1：

在包含5.24份鹼性碳酸鋯及20.06份六氟鋯酸之含水電解沈積浴槽中，在恆定溫度及410伏特峰值下，塗布鋁合金樣本達3分鐘。使用具有1：3之開/關比率的DC脈衝方波形。經塗布樣本經自浴槽移除，用水沖洗且允許乾燥。在3.1微米厚度下，樣本之發射率為0.68。

實例2：

在包含1份六氟鈦酸及1份六氟鋯酸至0.375份的量測為磷酸鹽之 磷酸鹽源之水溶液中塗布鋁合金樣本。將水溶液通電至在恆定溫度下施加達足以沈積電瓷塗層之時間的450伏特。使用具有2.78之開/關比率的DC脈衝方波形。經塗布樣本經自浴槽移除，用水沖洗且允許乾燥。在9.0微米下，樣本之發射率為0.79。

實例3：

在包含呈恆定濃度之磷酸鹽源及六氟鈦酸的電解沈積浴槽中塗布鋁合金樣本。在恆定溫度下在同一浴槽中塗布所有樣本。變化電壓、安培數、時間及波形，如以下所展示。用於脈衝DC電流之波形為方形。經塗布樣本經自浴槽移除，用水沖洗且允許乾燥。針對使用之電壓、安培數、時間與波形之各種組合來判定樣本之發射率，且結果展示於下表中。

以上結果展示在不改變浴槽內容物之情況下，可藉由控制包括波形、電壓、安培數及接觸時間之沈積參數來將發射率自最低增大約40%至所展示之最高發射率。

實例4：

使用輝光放電光學發射光譜法(GDOES)取得實例3之塗層的元素深度分佈。在距金屬表面特定距離處按重量百分比判定各種元素之量。對於所有樣本，在基板處，氧含量自小於2重量%之初始值逐漸堆積，而Al含量在約2微米之跨度上獨立於塗層厚度突然地下降。在樣本上，表面分析物重量百分比係類似的，如下表中所展示：

比較來自實例3之塗層之GDOES分析的資料展示元素分佈之間的出人意料之類似性(儘管有不同發射率值)。此等結果傾向於展示協同工作以產生塗層的塗層厚度、沈積之波形、電壓及安培數，雖然基本 上非常類似，但塗層具有不同發射率。

實例5：

在包含呈恆定濃度之磷酸鹽源及六氟鈦酸的電解沈積浴槽中塗布鋁合金樣本。在恆定溫度及電壓下在同一浴槽中塗布所有樣本。變化時間及波形，如下所展示。用於脈衝DC電流之波形為方形。經塗布樣本經自浴槽移除，用水沖洗且允許乾燥。針對各種組合判定樣本之發射率，且結果展示於下表中。

以上結果展示在浴槽內容物及電壓保持恆定之情況下，藉由控制波形及接觸時間將發射率自最低增大約10%至所展示之最高發射率。

實例6：

在包含呈恆定濃度之磷酸鹽源及六氟鈦酸之電解沈積浴槽中塗布數組市售鋁合金金屬線及鋁合金之代表性平板樣本。變化電壓、功率、時間及波形，如以下所展示。用於脈衝DC電流之波形為方形。經塗布樣本經自其浴槽移除，用水沖洗且允許乾燥。評估塗層之品質及厚度，且結果展示於下表中。

量測經選定具有用於取得發射率讀數之足夠平坦表面區的來自同一組之代表性平板樣本之發射率。平樣本之發射率經量測為0.73±0.03。以上結果展示，在浴槽內容物保持恆定之情況下，可藉由選擇 及/或控制波形、電壓、功率及接觸時間來將發射率維持於給定級別(對於金屬線，此將通常為沿著恆定尺寸之路徑經由浴槽的每單位時間行進之距離，亦稱線速度)。

實例7：

使用已藉由溶解之Al之添加修改的實例3之電解質，以如下表中展示之量，用具有2.78之開/關比的恆定波形，在435V之恆定電壓下電解塗布一系列鋁合金樣本。在每一合金群組內，將施加之電流及塗布時間保持恆定。經塗布樣本經自電解質移除，用水沖洗且允許風乾。每一合金群組中之樣本經受使用CS-10級磨輪在500公克負荷下的塔柏(Taber)磨損測試。在5000循環個測試後，判定重量損失及塔柏磨損指數(TWI)。以下展示兩個值之平均值。

以上結果展示將Al添加至電解槽改變塗層特徵，例如，所得塗層之耐磨性及TWI。

雖然以上描述例示性實施例，但並不意欲此等實施例描述本發明之所有可能形式。相反地，說明書中使用之字詞為描述而非限制之字詞，且應理解，在不脫離本發明之精神及範疇的情況下可進行各種改變。另外，各種實施實施例之特徵可經組合以形成本發明之另外實施例。

100‧‧‧裝置

102‧‧‧線圈或金屬線

104‧‧‧第一線軸或輥

106‧‧‧第二線軸或輥

108‧‧‧浴槽

110‧‧‧第一框

112‧‧‧較低子框

114‧‧‧第一端支撐件

116‧‧‧第二端支撐件

128‧‧‧機械軸

130‧‧‧軸承總成

132‧‧‧電馬達

134‧‧‧襯墊

136‧‧‧輸出機械軸

138‧‧‧套筒

140‧‧‧第二框/主要框

142‧‧‧導引部件

144‧‧‧第一及第二部件/框部件

146‧‧‧帶電器件

148‧‧‧陰極連接件

150‧‧‧電源供應器

152‧‧‧冷卻系統

154‧‧‧清潔器件

156‧‧‧清潔器件

158‧‧‧導引件

160‧‧‧控制器

162‧‧‧第一感測器

164‧‧‧第二感測器

Claims (43)

1. 一種用於連續地電解塗布包含至少一個輕金屬表面之金屬線或條帶之系統，該系統包含以下組件：用於含水電解溶液的浴槽，該含水電解溶液含有用於在金屬線或條帶之輕金屬表面上之電陶瓷塗層之前驅體；第一線軸框，其經調適以支撐用於將該金屬線或條帶提供至該浴槽之第一線軸；第二線軸框，其經調適以支撐用於自該浴槽收納該金屬線或條帶之第二線軸；帶電器件，其用於使該金屬線或條帶帶電且位於該第一線軸框與該浴槽之間；複數個導引部件，其經定位以自該第一線軸投送該金屬線或條帶以與該帶電器件電嚙合，傳遞至該浴槽內，穿過該浴槽及傳遞出該浴槽，且再纏繞於該第二線軸周圍，其中該複數個導引部件中之至少一者為可移除地固定於該浴槽中之位置中的浴槽導引部件，以用於投送該金屬線或條帶與該含水電解溶液接觸；至少一個馬達，其經調適以：自該第一線軸退繞該金屬線或條帶，移動該金屬線或條帶穿過該複數個導引部件，及/或圍繞該第二線軸再纏繞該金屬線或條帶；陰極連接件，其定位於該浴槽中用於接觸該含水電解溶液；及電源，其電連接至該帶電器件及該陰極連接件，該電源經由該帶電器件將高電壓及高電流提供至該金屬線或條帶，且穿過 該浴槽中之該金屬線或條帶經由該含水電解溶液提供高電壓及高電流至該陰極連接件；其中該至少一個馬達連接至能夠將移動自該馬達賦予至該金屬線或條帶之至少一個發動總成。
2. 如請求項1之系統，其中該帶電器件為乾陽極連接，該乾陽極連接包含用於將該高電壓及高電流賦予至該金屬線或條帶之旋轉電連接器及非旋轉連接中之至少一者。
3. 如請求項1之系統，其中該帶電器件包含電滑環、液體汞旋轉觸點及非旋轉導電接觸表面中的至少一者。
4. 如請求項1之系統，其經調適用於塗布在行進路徑中移動之該金屬條帶，該金屬條帶具有大致平行於該金屬條帶之縱向軸線的第一邊緣及第二邊緣，及在該第一邊緣與該第二邊緣之間延伸的第一側及平行於該第一側且與其分開該金屬條帶之厚度的第二側，其中該陰極連接件包含跨經由該浴槽的該金屬條帶之該行進路徑定位且與該路徑分開一段預定距離的在該浴槽中之至少一個橫向陰極。
5. 如請求項4之系統，其經調適用於塗布該金屬條帶，其中該浴槽中之該至少一個橫向陰極在與該第一側及該第二側平行之平面中與該金屬條帶之該縱向軸線橫向地定位，且在自該金屬條帶之該第一邊緣至該第二邊緣的距離之至少50%中連續地或不連續地延伸。
6. 如請求項1之系統，其中該發動總成包含連接至該至少一個馬達中的一者之輸出驅動器之該第一線軸及該第二線軸中的一者。
7. 如請求項1之系統，其進一步包含定位於該至少一個馬達中之一者與連接至該馬達之該至少一個發動總成之間及/或在該發動總成的用於接觸該帶電金屬線或條帶之接觸部分上的電絕緣材 料。
8. 如請求項7之系統，其中該至少一個馬達為電馬達，且該電絕緣材料定位於該電馬達與該發動總成之間，以用於使該電馬達與藉由該帶電器件帶電之該金屬線或條帶絕緣。
9. 如請求項1之系統，其中該發動總成包含為連接至該至少一個馬達中之一者之輸出驅動器的發動導引部件的該複數個導引部件中之一或多者，該發動導引部件具有用於接觸該金屬線或條帶之一或多個接觸部分，且藉此將移動自該輸出驅動器賦予至該金屬線或條帶。
10. 如請求項1之系統，其中以下組件中之至少一者包含電絕緣材料：該浴槽；該第一線軸；該第一線軸框；該第二線軸；該第二線軸框；用於該帶電器件之支撐框；該複數個導引部件中之至少一者；及該至少一個發動總成中之一者。
11. 如請求項10之系統，其中該第一線軸框、該第二線軸框、及用於該帶電器件之該支撐框包含足以防止該高電壓及高電流自該電源之傳導之電絕緣材料。
12. 如請求項1之系統，其中該等組件經組態、電絕緣或電隔離使得防止來自該系統之帶電組件或該帶電金屬線或條帶的該高電壓及高電流之發弧。
13. 如請求項1之系統，其進一步包含控制器，該控制器經連接至該至少一個馬達、該電源及可選冷卻系統中之至少一者且經組態以控制該至少一個馬達、該電源及可選冷卻系統中之該至少一者。
14. 如請求項13之系統，其進一步包含與該浴槽流體連通以用於冷卻該含水電解溶液且至少部分包含用於防止該高電壓及高電流之傳導的電絕緣材料之冷卻系統。
15. 如請求項13之系統，其中該控制器連接至該馬達，且經組態以控制該發動總成之速度以用於控制該金屬線或條帶之速度以維持該金屬線或條帶在該浴槽中之滯留時間。
16. 如請求項1之系統，其中在使用期間，該帶電金屬線或條帶接觸該含水電解溶液，該高電壓及高電流自充當陽極之該帶電金屬線或條帶傳遞至該陰極連接件，藉此藉由該溶液中之該前驅體圍繞該金屬線或條帶形成電漿，從而導致電陶瓷塗層沈積。
17. 如請求項1之系統，其進一步包含定位於該浴槽與該第二線軸之間的清潔器台以在該金屬線或條帶到達該第二線軸前自該金屬線或條帶移除過多液體。
18. 如請求項1之系統，其進一步包含定位於該第一線軸與該浴槽之間及定位於該第二線軸與該浴槽之間的至少一情況下的清潔器件及噴水器中之至少一者。
19. 如請求項1之系統，其中在該含水電解溶液中之該前驅體包含錯合金屬氟化物及金屬氟氧化物中之至少一者。
20. 如請求項1之系統，其中該第一線軸具備裸金屬線或條帶，該裸金屬線或條帶包含鋁、鎂、鈦、鋯、鋁合金、鎂合金、鈦合金及鋯合金中之一或多者的至少一個表面，該裸金屬線或條帶自該第一線軸延伸至該帶電器件，至該浴槽內，延伸出該浴槽，且圍繞該第二線軸。
21. 一種用於在金屬線或條帶上形成電陶瓷塗層之連續製程，其包含：將裸金屬線或條帶饋入穿過具有陰極連接件且含有水溶液之浴槽，該水溶液包含用於電陶瓷塗層之前驅體；操作與該裸金屬線或條帶電連通之帶電器件，以藉此使該裸金屬線或條帶帶有高電壓及高電流； 在存在該陰極連接件之情況下，使帶電裸金屬線或條帶穿過包含用於電陶瓷塗層之前驅體的該水溶液，藉此使電流自該帶電裸金屬線或條帶穿過該水溶液傳遞至該陰極連接件；及使該金屬線或條帶與用於電陶瓷塗層之該前驅體電化學反應，藉此產生在至少一個表面上具有電陶瓷塗層之經塗布金屬線或條帶。
22. 如請求項21之製程，其進一步包含：在該帶電金屬線或條帶在該浴槽中之滯留時間期間，控制水溶液內容物、波形、電壓、安培數及接觸時間中之至少一者，以藉此在該金屬線或條帶上產生在至少一個表面上之該電陶瓷塗層，該經塗布金屬線或條帶具有選定發射率。
23. 如請求項22之製程，其中該波形為脈衝DC，且該製程進一步包含控制該波形之開/關比。
24. 如請求項21之製程，其中該塗層包括包含氧化鋁及二氧化鈦之金屬/類金屬氧化物電陶瓷。
25. 如請求項21之製程，其中該裸金屬線或條帶包含鋁、鎂、鈦、鋯、鋁合金、鎂合金、鈦合金及鋯合金中之一或多者之至少一個表面。
26. 如請求項21之製程，其中使該金屬線或條帶與該浴槽中之該前驅體電化學反應包括將該金屬線或條帶提供為陽極及提供該浴槽中之陰極。
27. 如請求項26之製程，其中使該金屬線或條帶電化學反應形成鄰近正經塗布的經浸沒金屬線或條帶之發射可見光之放電。
28. 如請求項21之製程，其中該帶電器件為汞旋轉觸點。
29. 如請求項21之製程，其中自第一線軸將裸金屬線或條帶饋入穿過該浴槽，該製程進一步包含： 將經塗布金屬線或條帶連續地收集至第二線軸上；及使用電馬達驅動該第一線軸及該第二線軸中之一者以將金屬線或條帶自該第一線軸連續地饋入至該浴槽內。
30. 如請求項21之製程，其中自第一線軸將裸金屬或條帶饋入穿過該浴槽，該製程進一步包含在框上支撐該第一線軸、該帶電器件及電馬達；及使該電馬達與該框及該金屬線或條帶電絕緣。
31. 如請求項21之製程，其進一步包含將該水溶液維持在處於攝氏二十至四十度之範圍中的溫度。
32. 如請求項31之製程，其進一步包含冷卻該水溶液以將該溫度維持在該範圍內。
33. 如請求項21之製程，其中自第一線軸將裸金屬線或條帶饋入穿過該浴槽，該製程進一步包含用第一框支撐該第一線軸及該帶電器件；及使用部分浸沒於該浴槽中且具有導引部件之第二框導引該金屬線或條帶穿過該浴槽，該第二框使該第一框與該浴槽電絕緣。
34. 如請求項21之製程，其中該裸金屬線或條帶為在行進路徑中移動之金屬條帶，該金屬條帶具有大致平行於該金屬條帶之縱向軸線的第一邊緣及第二邊緣，及在該第一邊緣與該第二邊緣之間延伸的第一側及平行於該第一側且與其分開該金屬條帶之厚度的第二側，其中該陰極連接件包含跨經由該浴槽的該金屬條帶之該行進路徑定位且與該路徑分開一段預定距離的在該浴槽中之至少一個橫向陰極。
35. 如請求項34之製程，其中在該浴槽中之該至少一個橫向陰極在與該第一側及該第二側平行之平面中與該金屬條帶之該縱向軸線橫向地定位，且在自該金屬條帶之該第一邊緣至該第二邊緣 的距離之至少50%中連續地或不連續地延伸。
36. 如請求項21之製程，其中自第一線軸將裸金屬線或條帶饋入穿過該浴槽，該製程進一步包含：在將該裸金屬線或條帶饋入穿過該浴槽前清潔該裸金屬線或條帶，將經塗布金屬線或條帶連續地收集至第二線軸上；及控制電馬達之輸出機械軸之速度以控制該第一線軸及該第二線軸中之該一者的旋轉速度，以維持五至30秒的該金屬線或條帶在該浴槽中之滯留時間。
37. 一種根據如請求項36之製程製造的經塗布金屬線或條帶，其具有為裸金屬線或條帶之表面積之至少10倍大的表面積。
38. 如請求項37之經塗布金屬線或條帶，其中該塗層包含鈦、氧及磷及視情況鋁及/或鋯。
39. 如請求項38之經塗布金屬線或條帶，其中該塗層包含按2重量%至50重量%之量存在於塗層表面中之鈦、按10重量%至75重量%之量存在於塗層表面中之氧及按2重量%至12重量%之量存在於塗層表面中之磷。
40. 如請求項37之經塗布金屬線或條帶，其中該塗層包含鎂、氟化物、氧及來自元素週期表之第1至13族之至少一種額外金屬。
41. 如請求項37之經塗布金屬線或條帶，其中該塗層包含來自該表面之金屬、來自液體前驅體之金屬、氧及視情況若存在於該液體前驅體中之氟。
42. 如請求項38之經塗布金屬線或條帶，其中氧化鋁存在於該塗層中，且氧化鋁濃度在該塗層與該金屬線或條帶基板之界面處較大，且隨距該金屬線或條帶之距離增大而減小。
43. 如請求項37之經塗布金屬線或條帶，其中該塗層具有在0.5微米至50微米之範圍中的厚度。