TW202332802A - 高耐蝕層狀結構及其製備方法 - Google Patents
高耐蝕層狀結構及其製備方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202332802A TW202332802A TW111105180A TW111105180A TW202332802A TW 202332802 A TW202332802 A TW 202332802A TW 111105180 A TW111105180 A TW 111105180A TW 111105180 A TW111105180 A TW 111105180A TW 202332802 A TW202332802 A TW 202332802A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- nickel
- layered structure
- corrosion
- zinc
- molecules
- Prior art date
Links
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 171
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 196
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 162
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 98
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 69
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims abstract description 9
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 79
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 79
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 79
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 65
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 58
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 55
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 48
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 47
- -1 fluoride ions Chemical class 0.000 claims description 20
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 claims description 17
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 15
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 claims description 13
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 claims description 10
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 10
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 9
- ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-M phosphinate Chemical compound [O-][PH2]=O ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 claims description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims 2
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 abstract description 8
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 6
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- OFNHPGDEEMZPFG-UHFFFAOYSA-N phosphanylidynenickel Chemical compound [P].[Ni] OFNHPGDEEMZPFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005844 autocatalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 239000003049 inorganic solvent Substances 0.000 description 1
- 229910001867 inorganic solvent Inorganic materials 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N phosphinic acid Chemical compound O[PH2]=O ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000013020 steam cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
Abstract
本發明提供一種高耐蝕層狀結構製備方法，其包含下列步驟：提供原始基材、進行前處理步驟、進行預鍍鎳步驟以及進行無電鍍鎳步驟。前處理步驟係對原始基材進行前處理以獲得基材。預鍍鎳步驟係將基材與第一含鎳溶液接觸並通電，以獲得一預鍍結構。無電鍍鎳步驟係將預鍍結構與第二含鎳溶液接觸並加熱，使耐蝕保護層形成於預鍍結構之表面，以獲得高耐蝕層狀結構。藉此，透過調整第二含鎳溶液中的鎳及磷的比例，使形成的耐蝕保護層具有更優秀的保護力，進而提升高耐蝕層狀結構於中高溫的強酸性環境下的耐蝕性。
Description
本發明是有關一種耐蝕層狀結構及其製備方法，特別是有關一種具有優異耐蝕性的高耐蝕層狀結構及其製備方法。
現有針對金屬表面處理的技術主要分為電鍍及化學鍍。電鍍是利用電解原理，在金屬元件表面鍍上一層其他金屬或合金的薄層，進而達到提高金屬元件表面的耐磨度、導電度、耐蝕性及增進美觀等效果。然而，電鍍容易因為導電性質不一或元件形狀複雜等因素，導致鍍層厚薄不均且出現瑕疵，且電鍍過程需要消耗大量電能，也會產生大量廢水，反而形成大量的環保成本。
化學鍍則是利用自催化原理，使鍍液中的待鍍成分經化學反應沉積在元件表面，而形成一鍍層，化學鍍所形成的鍍層較為緻密，厚度也較均勻，且化學鍍製程對環境較為友善，因此也逐漸成為重要的表面處理技術之一。但習知化學鍍成品的耐蝕能力仍較不足，若長時間處於中高溫的強酸性環境中，仍有可能出現明顯鏽蝕。
有鑑於此，製備一種具有優異耐蝕性的化學鍍成品仍為相關業者努力的目標。
為達成上述目標，本發明的目的是提供一種高耐蝕層狀結構及其製備方法，其中，製備高耐蝕層狀結構時所使用的反應溶液具有以特定比例配比的鎳磷成分，可以大幅提升高耐蝕層狀結構的耐蝕性。
本發明之一態樣中一實施方式提供一種高耐蝕層狀結構製備方法，其包含下列步驟：提供一原始基材、進行一前處理步驟、進行一預鍍鎳步驟以及進行一無電鍍鎳步驟。在前處理步驟中，係對原始基材進行前處理，以獲得一基材。在預鍍鎳步驟中，係將基材與一第一含鎳溶液接觸，並對基材通電，待第一含鎳溶液中的鎳元素電鍍至基材，以獲得一預鍍結構。在無電鍍鎳步驟中，係將預鍍結構與一第二含鎳溶液接觸，並對預鍍結構及第二含鎳溶液加熱，使一耐蝕保護層形成於預鍍結構之一表面，以獲得高耐蝕層狀結構。其中，第二含鎳溶液包含一含磷混合物及一含鎳混合物，含磷混合物及含鎳混合物之體積比為4:1～1.5:1，且耐蝕保護層之材質包含鎳及磷。
據此，本發明的高耐蝕層狀結構製備方法透過調整含鎳溶液中的含磷混合物及含鎳混合物的比例，使形成的耐蝕保護層具有更優秀的保護力，可以有效保護基材不被腐蝕，進而提升高耐蝕層狀結構於中高溫的強酸性環境下的耐蝕性。
依據前述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中原始基材之材質可包含一含鐵合金。
依據前述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中原始基材之材質可為一不鏽鋼材質。
依據前述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中前處理步驟可包含下列步驟：進行一脫脂步驟以及進行一酸洗步驟。在脫脂步驟中，可對原始基材加熱和/或通電以去除原始基材上的油汙，以得到一脫脂基材。在酸洗步驟中，可用一酸性溶液清洗脫脂基材，以去除脫脂基材上的氧化物，以獲得基材。
依據前述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中第一含鎳溶液可包含一鎳鹽、一導電鹽、一酸鹼緩衝劑以及一濕潤劑。
依據前述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中含磷混合物可包含次磷酸鹽，且次磷酸鹽占含磷混合物的比例可為10 wt%～35 wt%。
依據前述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中含鎳混合物可包含鎳鹽，且鎳鹽占含鎳混合物的比例可為10 wt%～50 wt%。
依據前述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中於無電鍍鎳步驟中，可對預鍍結構及第二含鎳溶液加熱至70°C～95°C並維持至少1小時，以形成耐蝕保護層。
依據前述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中耐蝕保護層之厚度可為15 μm～50 μm。
依據前述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中耐蝕保護層之磷含量可為9 wt%～13 wt%。
依據前述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中耐蝕保護層之材質更可包含氟離子、硝酸根離子、磷酸根離子、鈉離子、鉀離子及鎂離子，氟離子的含量可為1×10
12molecules/cm
2至4×10
13molecules/cm
2，硝酸根離子的含量可為5×10
12molecules/cm
2至2×10
14molecules/cm
2，磷酸根離子的含量可為5×10
11molecules/cm
2至1.5×10
14molecules/cm
2，鈉離子的含量可為1×10
12molecules/cm
2至1.5×10
14molecules/cm
2，鉀離子的含量可為1×10
12molecules/cm
2至1×10
14molecules/cm
2，且鎂離子的含量可為1×10
12molecules/cm
2至1×10
14molecules/cm
2。
本發明之另一態樣中一實施方式提供一種高耐蝕層狀結構，其係由如前述之高耐蝕層狀結構製備方法所製備而成。
本發明之一態樣中另一實施方式提供一種高耐蝕層狀結構製備方法，其包含下列步驟：提供一原始基材、進行一前處理步驟、進行一第一鋅置換步驟、進行一剝鋅步驟、進行一第二鋅置換步驟以及進行一無電鍍鎳步驟。在前處理步驟中，係對原始基材進行前處理，以獲得一基材。在第一鋅置換步驟中，係將基材與一第一含鋅溶液接觸，待第一含鋅溶液中的鋅元素附著於基材上，以獲得一第一含鋅基材。剝鋅步驟係用以去除第一含鋅基材上的部分鋅元素，以獲得一剝鋅基材。在第二鋅置換步驟中，係將剝鋅基材與一第二含鋅溶液接觸，待第二含鋅溶液中的鋅元素附著於剝鋅基材上，以獲得一第二含鋅基材。在無電鍍鎳步驟中，係將第二含鋅基材與一含鎳溶液接觸，並對第二含鋅基材及含鎳溶液加熱，使一耐蝕保護層形成於第二含鋅基材之一表面，以獲得高耐蝕層狀結構。其中，含鎳溶液包含一含磷混合物及一含鎳混合物，含磷混合物及含鎳混合物之體積比為4:1～1.5:1，且耐蝕保護層之材質包含鎳及磷。
依據前述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中原始基材之材質可為一鋁合金材質。
依據前述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中前處理步驟可包含下列步驟：進行一脫脂步驟以及進行一酸洗步驟。在脫脂步驟中，可對原始基材加熱和/或進行化學反應以去除原始基材上的油汙，以得到一脫脂基材。在酸洗步驟中，可用一酸性溶液清洗脫脂基材，以去除脫脂基材上的氧化物，以獲得基材。
依據前述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中含磷混合物可包含次磷酸鹽，且次磷酸鹽占含磷混合物的比例可為10 wt%～35 wt%。
依據前述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中含鎳混合物可包含鎳鹽，且鎳鹽占含鎳混合物的比例可為10 wt%～50 wt%。
依據前述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中於無電鍍鎳步驟中，可對第二含鋅基材及含鎳溶液加熱至70°C～95°C並維持至少1小時，以形成耐蝕保護層。
依據前述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中耐蝕保護層之厚度可為15 μm～50 μm。
依據前述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中耐蝕保護層之磷含量可為9 wt%～13 wt%。
依據前述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中耐蝕保護層之材質更可包含氟離子、硝酸根離子、磷酸根離子、鈉離子、鉀離子及鎂離子，氟離子的含量可為1×10
12molecules/cm
2至4×10
13molecules/cm
2，硝酸根離子的含量可為5×10
12molecules/cm
2至2×10
14molecules/cm
2，磷酸根離子的含量可為5×10
11molecules/cm
2至1.5×10
14molecules/cm
2，鈉離子的含量可為1×10
12molecules/cm
2至1.5×10
14molecules/cm
2，鉀離子的含量可為1×10
12molecules/cm
2至1×10
14molecules/cm
2，且鎂離子的含量可為1×10
12molecules/cm
2至1×10
14molecules/cm
2。
本發明之另一態樣中另一實施方式提供一種高耐蝕層狀結構，其係由如前述之高耐蝕層狀結構製備方法所製備而成。
下述將更詳細討論本發明各實施方式。然而，此實施方式可為各種發明概念的應用，可被具體實行在各種不同的特定範圍內。特定的實施方式是僅以說明為目的，且不受限於揭露的範圍。
請參照第1圖，第1圖為本發明之一態樣中一實施方式的高耐蝕層狀結構製備方法100的步驟流程圖。高耐蝕層狀結構製備方法100包含步驟110、步驟120、步驟130及步驟140。
步驟110為提供一原始基材，原始基材可由包含任意金屬或合金的一材質所製成，例如，原始基材之材質可包含一含鐵合金。原始基材之材質亦可為本身已具有耐蝕性的金屬或合金，例如，可為一不鏽鋼材質或一鋁合金材質，以提升高耐蝕層狀結構整體的耐蝕性，惟本發明並不以此為限。
步驟120為進行一前處理步驟，在前處理步驟中，係對原始基材進行前處理，以獲得一基材。詳言之，在前處理步驟中可利用有機溶劑、無機溶劑、酸性溶劑或鹼性溶劑等洗劑清洗原始基材，且可以採取噴射洗淨、浸泡洗淨、超音波洗淨、蒸氣洗淨或電解洗淨等方式進行清洗，以去除原始基材上的污漬、鏽垢、雜質或斑駁而不光滑的結構等，藉此提升後續加工的成功率，並降低高耐蝕層狀結構產生瑕疵的可能性。
請參照第2圖，第2圖為第1圖之高耐蝕層狀結構製備方法100的步驟120的詳細流程圖。前處理步驟可包含步驟121及步驟122，步驟121為進行一脫脂步驟，可對原始基材加熱、通電和/或進行化學反應以去除原始基材上的油汙，以得到一脫脂基材，步驟122為進行一酸洗步驟，可用一酸性溶液清洗脫脂基材，以去除脫脂基材上的氧化物，以獲得基材。藉由脫脂步驟及酸洗步驟，可使基材表面更加光滑潔淨，惟前處理步驟可依據原始基材的狀態進行其他處理，是以本發明並不以此為限。
步驟130為進行一預鍍鎳步驟，係將基材與一第一含鎳溶液接觸，並對基材通電，待第一含鎳溶液中的鎳元素電鍍至基材，以獲得一預鍍結構，而第一含鎳溶液可包含一鎳鹽、一導電鹽、一酸鹼緩衝劑以及一濕潤劑。透過預鍍鎳步驟，可預先在基材上形成一薄膜，有助於後續反應中的化學成分附著至基材上，進而提升後續加工的成功率，並降低高耐蝕層狀結構產生瑕疵的可能性。
步驟140為進行一無電鍍鎳步驟，係將預鍍結構與一第二含鎳溶液接觸，並對預鍍結構及第二含鎳溶液加熱，使一耐蝕保護層形成於預鍍結構之一表面，以獲得高耐蝕層狀結構。於無電鍍鎳步驟中，可對預鍍結構及第二含鎳溶液加熱至70°C～95°C並維持至少1小時，以形成耐蝕保護層，而耐蝕保護層之厚度可為15 μm～50 μm。藉由調整無電鍍鎳步驟的反應溫度及時間，可以確保所形成的耐蝕保護層結構緻密且具有足夠厚度，以提供良好的保護效果。
無電鍍鎳步驟中所使用的第二含鎳溶液包含一含磷混合物及一含鎳混合物，含磷混合物及含鎳混合物之體積比為4:1～1.5:1，含磷混合物可包含次磷酸鹽，次磷酸鹽占含磷混合物的比例可為10 wt%～35 wt%，含鎳混合物可包含鎳鹽，鎳鹽占含鎳混合物的比例可為10 wt%～50 wt%，且耐蝕保護層之材質包含鎳及磷。由於耐蝕保護層中的鎳及磷的比例與耐蝕保護層的性質相關，可以藉由調整含磷混合物及含鎳混合物的比例，使形成的耐蝕保護層具有更優秀的保護力。耐蝕保護層之磷含量可為9 wt%～13 wt%，當耐蝕保護層中的鎳含量增加時，耐蝕保護層會具有較佳的導電性及硬度，當耐蝕保護層中的磷含量增加時，耐蝕保護層會具有較佳的光澤性及延展性，故可以視高耐蝕層狀結構的應用領域來調整第二含鎳溶液中含磷混合物及含鎳混合物的比例，以形成不同鎳磷比例的耐蝕保護層。
耐蝕保護層之材質更可包含氟離子、硝酸根離子、磷酸根離子、鈉離子、鉀離子及鎂離子，且氟離子的含量可為1×10
12molecules/cm
2至4×10
13molecules/cm
2，硝酸根離子的含量可為5×10
12molecules/cm
2至2×10
14molecules/cm
2，磷酸根離子的含量可為5×10
11molecules/cm
2至1.5×10
14molecules/cm
2，鈉離子的含量可為1×10
12molecules/cm
2至1.5×10
14molecules/cm
2，鉀離子的含量可為1×10
12molecules/cm
2至1×10
14molecules/cm
2，鎂離子的含量可為1×10
12molecules/cm
2至1×10
14molecules/cm
2。藉著控制耐蝕保護層中其他離子的含量，可以增加耐蝕保護層的耐蝕性，也可以避免其他離子過多而影響耐蝕保護層的結構強度。
請參照第3圖，第3圖為本發明之另一態樣中一實施方式的高耐蝕層狀結構200的結構示意圖。高耐蝕層狀結構200係由如前述之高耐蝕層狀結構製備方法100所製備而成，且高耐蝕層狀結構200可包含一預鍍結構210及一耐蝕保護層220，耐蝕保護層220形成於預鍍結構210之一表面，有關高耐蝕層狀結構200的製備方法及相關細節已於前述段落中說明，於此不再贅述。
請參照第4圖，第4圖為本發明之一態樣中另一實施方式的高耐蝕層狀結構製備方法300的步驟流程圖。高耐蝕層狀結構製備方法300包含步驟310、步驟320、步驟330、步驟340、步驟350及步驟360。
步驟310為提供一原始基材，步驟320為進行一前處理步驟，有關步驟310及步驟320之細節與前一實施方式的步驟110及步驟120相同，於此恕不贅述。
步驟330為進行一第一鋅置換步驟，係將基材與一第一含鋅溶液接觸，待第一含鋅溶液中的鋅元素附著於基材上，以獲得一第一含鋅基材，而第一鋅置換步驟可以採用熱浸鍍鋅、電鍍、噴鋅、滲鋅或塗鋅等方法進行，惟本發明並不以此為限。
步驟340為進行一剝鋅步驟，係用以去除第一含鋅基材上的部分鋅元素，以獲得一剝鋅基材。在剝鋅步驟中，可以將第一含鋅基材浸泡於鹽酸、硫酸或硝酸等強酸溶液中，待強酸溶液與第一含鋅基材表面的鋅元素反應，以去除部分鋅元素，或者，可以採取物理研磨之方式，將第一含鋅基材表面的部分鋅元素去除。由於第一鋅置換步驟中所形成的鋅層較為粗糙，透過剝鋅步驟，可以去除鋅層而保留鋅晶種，有助於後續形成更加緻密的鍍層。
步驟350為進行一第二鋅置換步驟，係將剝鋅基材與一第二含鋅溶液接觸，待第二含鋅溶液中的鋅元素附著於剝鋅基材上，以獲得一第二含鋅基材，第二鋅置換步驟與第一鋅置換步驟的細節相似，於此不再贅述。透過第一鋅置換步驟、剝鋅步驟及第二鋅置換步驟，可以於基材上形成密合度佳且無針孔或瑕疵的鋅置換層，進而提升後續反應的成功率。
步驟360為進行一無電鍍鎳步驟，係將第二含鋅基材與一含鎳溶液接觸，並對第二含鋅基材及含鎳溶液加熱，使一耐蝕保護層形成於該第二含鋅基材之一表面，以獲得高耐蝕層狀結構。有關步驟360之細節與前一實施方式的步驟140相同，且步驟360所使用之含鎳溶液及其所形成的高耐蝕層狀結構亦分別與步驟140所使用之第二含鎳溶液及其所形成之高耐蝕層狀結構200相同，於此恕不贅述。
以下將針對本發明之一實施例的高耐蝕層狀結構進行酸蝕測試，以理解本發明之高耐蝕層狀結構製備方法所製備之高耐蝕層狀結構是否具有足夠之耐蝕性。
＜酸蝕測試＞
本測試係將本發明之一實施例的高耐蝕層狀結構放置於強酸環境中（例如：鹽酸、硫酸或硝酸等強酸溶液），且所述強酸環境的pH值為-0.7且環境溫度為50°C，待高耐蝕層狀結構於上述強酸環境中經24小時後，再將高耐蝕層狀結構取出並觀察其正、反面之銹蝕狀況。
請參照第5A圖及第5B圖，第5A圖為本發明之實施例的高耐蝕層狀結構經酸蝕測試後的正面圖，第5B圖為第5A圖的高耐蝕層狀結構經酸蝕測試後的背面圖。由第5A圖及第5B圖可以看出，本發明之高耐蝕層狀結構製備方法所製備之高耐蝕層狀結構即便長時間處於中高溫的強酸性環境中，其表面仍然完好無缺，且未出現針孔、起泡或色差等情形，表示高耐蝕層狀結構中的耐蝕保護層可以提供良好保護，且高耐蝕層狀結構的整體耐蝕性相當優異，適合應用於強酸且溫度較高的環境中。
綜上所述，本發明的高耐蝕層狀結構製備方法透過調整含鎳溶液中的含磷混合物及含鎳混合物的比例，使形成的耐蝕保護層具有更優秀的保護力，可以有效保護基材不被腐蝕，進而提升高耐蝕層狀結構於中高溫的強酸性環境下的耐蝕性。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100,300:高耐蝕層狀結構製備方法
110,120,121,122,130,140,310,320,330,340,350,360:步驟
200:高耐蝕層狀結構
210:預鍍結構
220:耐蝕保護層
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
第1圖為本發明之一態樣中一實施方式的高耐蝕層狀結構製備方法的步驟流程圖；
第2圖為第1圖之高耐蝕層狀結構製備方法的步驟120的詳細流程圖；
第3圖為本發明之另一態樣中一實施方式的高耐蝕層狀結構的結構示意圖；
第4圖為本發明之一態樣中另一實施方式的高耐蝕層狀結構製備方法的步驟流程圖；
第5A圖為本發明之一實施例的高耐蝕層狀結構經酸蝕測試後的正面圖；以及
第5B圖為第5A圖的高耐蝕層狀結構經酸蝕測試後的背面圖。
100:高耐蝕層狀結構製備方法
110,120,130,140:步驟
Claims (22)
- 一種高耐蝕層狀結構製備方法，包含： 提供一原始基材； 進行一前處理步驟，係對該原始基材進行前處理，以獲得一基材； 進行一預鍍鎳步驟，係將該基材與一第一含鎳溶液接觸，並對該基材通電，待該第一含鎳溶液中的鎳元素電鍍至該基材，以獲得一預鍍結構；以及 進行一無電鍍鎳步驟，係將該預鍍結構與一第二含鎳溶液接觸，並對該預鍍結構及該第二含鎳溶液加熱，使一耐蝕保護層形成於該預鍍結構之一表面，以獲得該高耐蝕層狀結構； 其中，該第二含鎳溶液包含一含磷混合物及一含鎳混合物，該含磷混合物及該含鎳混合物之體積比為4:1～1.5:1，且該耐蝕保護層之材質包含鎳及磷。
- 如請求項1所述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中該原始基材之材質包含一含鐵合金。
- 如請求項2所述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中該原始基材之材質為一不鏽鋼材質。
- 如請求項1所述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中該前處理步驟包含： 進行一脫脂步驟，係對該原始基材加熱和/或通電以去除該原始基材上的油汙，以得到一脫脂基材；以及 進行一酸洗步驟，係以一酸性溶液清洗該脫脂基材，以去除該脫脂基材上的氧化物，以獲得該基材。
- 如請求項1所述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中該第一含鎳溶液包含一鎳鹽、一導電鹽、一酸鹼緩衝劑以及一濕潤劑。
- 如請求項1所述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中該含磷混合物包含次磷酸鹽，且次磷酸鹽占該含磷混合物的比例為10 wt%～35 wt%。
- 如請求項1所述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中該含鎳混合物包含鎳鹽，且鎳鹽占該含鎳混合物的比例為10 wt%～50 wt%。
- 如請求項1所述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中於該無電鍍鎳步驟中，係對該預鍍結構及該第二含鎳溶液加熱至70°C～95°C並維持至少1小時，以形成該耐蝕保護層。
- 如請求項1所述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中該耐蝕保護層之厚度為15 μm～50 μm。
- 如請求項1所述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中該耐蝕保護層之磷含量為9 wt%～13 wt%。
- 如請求項1所述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中該耐蝕保護層之材質更包含氟離子、硝酸根離子、磷酸根離子、鈉離子、鉀離子及鎂離子，該氟離子的含量為1×10 12molecules/cm 2至4×10 13molecules/cm 2，該硝酸根離子的含量為5×10 12molecules/cm 2至2×10 14molecules/cm 2，該磷酸根離子的含量為5×10 11molecules/cm 2至1.5×10 14molecules/cm 2，該鈉離子的含量為1×10 12molecules/cm 2至1.5×10 14molecules/cm 2，該鉀離子的含量為1×10 12molecules/cm 2至1×10 14molecules/cm 2，且該鎂離子的含量為1×10 12molecules/cm 2至1×10 14molecules/cm 2。
- 一種高耐蝕層狀結構，其係由如請求項1至請求項11中任一項所述之高耐蝕層狀結構製備方法所製備而成。
- 一種高耐蝕層狀結構製備方法，包含： 提供一原始基材； 進行一前處理步驟，係對該原始基材進行前處理，以獲得一基材； 進行一第一鋅置換步驟，係將該基材與一第一含鋅溶液接觸，待該第一含鋅溶液中的鋅元素附著於該基材上，以獲得一第一含鋅基材； 進行一剝鋅步驟，以去除該第一含鋅基材上的部分鋅元素，以獲得一剝鋅基材； 進行一第二鋅置換步驟，係將該剝鋅基材與一第二含鋅溶液接觸，待該第二含鋅溶液中的鋅元素附著於該剝鋅基材上，以獲得一第二含鋅基材；以及 進行一無電鍍鎳步驟，係將該第二含鋅基材與一含鎳溶液接觸，並對該第二含鋅基材及該含鎳溶液加熱，使一耐蝕保護層形成於該第二含鋅基材之一表面，以獲得該高耐蝕層狀結構； 其中，該含鎳溶液包含一含磷混合物及一含鎳混合物，該含磷混合物及該含鎳混合物之體積比為4:1～1.5:1，且該耐蝕保護層之材質包含鎳及磷。
- 如請求項13所述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中該原始基材之材質為一鋁合金材質。
- 如請求項13所述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中該前處理步驟包含： 進行一脫脂步驟，係對該原始基材加熱和/或進行化學反應以去除該原始基材上的油汙，以得到一脫脂基材；以及 進行一酸洗步驟，係以一酸性溶液清洗該脫脂基材，以去除該脫脂基材上的氧化物，以獲得該基材。
- 如請求項13所述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中該含磷混合物包含次磷酸鹽，且次磷酸鹽占該含磷混合物的比例為10 wt%～35 wt%。
- 如請求項13所述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中該含鎳混合物包含鎳鹽，且鎳鹽占該含鎳混合物的比例為10 wt%～50 wt%。
- 如請求項13所述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中於該無電鍍鎳步驟中，係對該第二含鋅基材及該含鎳溶液加熱至70°C～95°C並維持至少1小時，以形成該耐蝕保護層。
- 如請求項13所述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中該耐蝕保護層之厚度為15 μm～50 μm。
- 如請求項13所述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中該耐蝕保護層之磷含量為9 wt%～13 wt%。
- 如請求項13所述之高耐蝕層狀結構製備方法，其中該耐蝕保護層之材質更包含氟離子、硝酸根離子、磷酸根離子、鈉離子、鉀離子及鎂離子，該氟離子的含量為1×10 12molecules/cm 2至4×10 13molecules/cm 2，該硝酸根離子的含量為5×10 12molecules/cm 2至2×10 14molecules/cm 2，該磷酸根離子的含量為5×10 11molecules/cm 2至1.5×10 14molecules/cm 2，該鈉離子的含量為1×10 12molecules/cm 2至1.5×10 14molecules/cm 2，該鉀離子的含量為1×10 12molecules/cm 2至1×10 14molecules/cm 2，且該鎂離子的含量為1×10 12molecules/cm 2至1×10 14molecules/cm 2。
- 一種高耐蝕層狀結構，其係由如請求項13至請求項21中任一項所述之高耐蝕層狀結構製備方法所製備而成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW111105180A TWI806422B (zh) | 2022-02-14 | 2022-02-14 | 高耐蝕層狀結構及其製備方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW111105180A TWI806422B (zh) | 2022-02-14 | 2022-02-14 | 高耐蝕層狀結構及其製備方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI806422B TWI806422B (zh) | 2023-06-21 |
| TW202332802A true TW202332802A (zh) | 2023-08-16 |
Family
ID=87803103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW111105180A TWI806422B (zh) | 2022-02-14 | 2022-02-14 | 高耐蝕層狀結構及其製備方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI806422B (zh) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004256876A (ja) * | 2003-02-26 | 2004-09-16 | Taiyo Manufacturing Co Ltd | メッキ成形品の製造方法 |
-
2022
- 2022-02-14 TW TW111105180A patent/TWI806422B/zh active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI806422B (zh) | 2023-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9347145B2 (en) | Method of plating stainless steel and plated material | |
| US8147671B2 (en) | Electroplating method and electroplated product | |
| JP4857340B2 (ja) | マグネシウム基板の電気めっき前処理 | |
| US4938850A (en) | Method for plating on titanium | |
| JP3715743B2 (ja) | Ｍｇ合金部材の製造方法 | |
| Hu et al. | High corrosion resistance of electroless Ni/Ni-B coating from fluoride-free baths on AZ31 magnesium alloy | |
| CN107779713B (zh) | 一种铍铝合金及其制备方法 | |
| EP2875168A2 (en) | Electroless nickel coatings and compositions and methods for forming the coatings | |
| CN1896309A (zh) | 压铸铝合金直接化学镀镍工艺 | |
| US4670312A (en) | Method for preparing aluminum for plating | |
| CN106119907A (zh) | 一种汽车不锈钢尾气装饰件的镀铬方法 | |
| Manna et al. | Effect of prior electro or electroless Ni plating layer in galvanizing and galvannealing behavior of high strength steel sheet | |
| TWI806422B (zh) | 高耐蝕層狀結構及其製備方法 | |
| JP4467794B2 (ja) | ニッケル／ホウ素含有塗料 | |
| US6669997B2 (en) | Acousto-immersion coating and process for magnesium and its alloy | |
| CN102936741A (zh) | 一种铝或铝合金的预植电镀镍基合金的方法 | |
| JP3035676B2 (ja) | 亜鉛−アルミニウム合金への無電解ニッケルめっき方法、触媒化処理用組成物、活性化処理用組成物及び無電解ニッケルストライクめっき用組成物 | |
| CN113699475A (zh) | 一种钢材的热浸镀锌方法 | |
| TWI448590B (zh) | 用於鋅與鋅合金鑄模構件之新穎無氰化物電鍍方法 | |
| TWM628682U (zh) | 高耐蝕層狀結構 | |
| JP2001335958A (ja) | Ｓｎ−Ｚｎ合金めっき上に六価クロムフリー耐食性皮膜を形成する方法 | |
| JPH04221053A (ja) | 溶融亜鉛めっきステンレス鋼材の製造方法 | |
| JPH045753B2 (zh) | ||
| CN116745552A (zh) | 多层腐蚀体系 | |
| JP5863659B2 (ja) | マグネシウムおよびマグネシウム合金基材の改良されたジンケート処理のための組成物および方法 |