TWI493080B - 鋁製品及其製備方法 - Google Patents

Description

鋁製品及其製備方法

本發明涉及一種鋁製品及其製備方法。

鋁及鋁合金因其質輕以及優良的機械加工性能，使得鋁及鋁合金被廣泛地應用於各種家用電器、汽車、電子產品的外殼。

為了獲得較好的外觀效果，通常藉由陽極氧化、電泳塗裝、噴漆等表面裝飾處理於鋁或鋁合金產品表面形成某種顏色的裝飾層，然，經上述處理獲得的裝飾層的顏色通常是固定不變的，缺乏變化和多樣性。隨著消費水準的提高，這種外觀已經不能滿足消費者對這些產品的外觀追求。

有鑒於此，有必要提供一種顏色多變、具有較佳裝飾效果的鋁製品。

另外，有必要提供一種上述鋁製品的製備方法。

一種鋁製品，包括鋁基體及形成於該鋁基體表面的氧化鋁膜，該氧化鋁膜的內部及表面分佈有複數奈米孔，所述奈米孔的孔徑為20~200nm，該鋁製品還包括形成於該氧化鋁膜表面的無色透明真空鍍膜層，該真空鍍膜層的厚度為10~150nm。

一種鋁製品的製備方法，包括如下步驟： 提供鋁基體；陽極氧化處理，以於該鋁基體表面形成氧化鋁膜，該氧化鋁膜的內部及表面分佈有複數奈米孔，所述奈米孔的孔徑為20~200nm；真空鍍膜處理，以於該氧化鋁膜表面形成無色透明真空鍍膜層，該真空鍍膜層的厚度為10~150nm。

相較於習知技術，上述鋁製品先藉由陽極氧化處理於鋁基體表面形成奈米多孔氧化鋁膜，再藉由真空鍍膜方法於該多孔氧化鋁膜表面形成真空鍍膜層。該真空鍍膜層具有氧化鋁膜的表面仿形結構，使得真空鍍膜層上亦具有奈米多孔結構。故，於光的照射下，真空鍍膜層對光線具有反射和折射而顯示出干涉色彩，加上真空鍍膜層的奈米多孔特徵，使得鋁製品隨著觀測角度的變化而呈現不同的顏色，產生多種變色效果，具有較佳的裝飾效果。

100‧‧‧鋁製品

10‧‧‧鋁基體

20‧‧‧氧化鋁膜

22‧‧‧奈米孔

221‧‧‧側壁

223‧‧‧底壁

24‧‧‧頂表面

30‧‧‧真空鍍膜層

圖1為本發明較佳實施例表面形成有奈米多孔氧化膜的鋁基體的剖視示意圖。

圖2為本發明較佳實施例的鋁製品的剖視示意圖。

請參閱圖2，本發明較佳實施例的鋁製品100包括鋁基體10、一層形成於鋁基體10表面的奈米多孔氧化鋁膜20及形成於該氧化鋁膜20上的一層無色透明的真空鍍膜層30。

鋁基體10的材料為純鋁或鋁合金。

請參閱圖1，氧化鋁膜20的內部及表面分佈有複數奈米孔22，奈米孔22的孔徑範圍為20~200nm，較佳為30~60nm，當孔徑小於 20nm時，容易被真空鍍膜層30填充堵塞。氧化鋁膜20的厚度為50~500奈米。氧化鋁膜20藉由陽極氧化處理形成。

該真空鍍膜層30形成於氧化鋁膜20的頂表面24及所述奈米孔22的側壁221和底壁223上，使得真空鍍膜層30具有氧化鋁膜20的表面仿形結構，其鍍覆於氧化鋁膜20上後基本不改變氧化鋁膜20的表面結構，所述奈米孔22未被真空鍍膜層30堵塞。真空鍍膜層30可以由金屬、金屬氧化物或非金屬氧化物形成，其中金屬可以為鈦、鉻、鋁、鋅及鋯等，金屬氧化物可以為鉻、鋁、鋅及鋯的氧化物，非金屬氧化物可以為二氧化矽。真空鍍膜層30的厚度於10~150nm範圍內。且，位於側壁221上的真空鍍膜層30的厚度小於位於頂表面24和底壁223上的真空鍍膜層30的厚度。位於側壁221上的真空鍍膜層30的厚度為10~60nm；位於頂表面24和底壁223上的真空鍍膜層30的厚度為50~150nm，較佳為50~90nm。厚度於10~150nm範圍內時，真空鍍膜層30接近無色透明，超過150nm時，真空鍍膜層30自身的顏色於肉眼觀察下開始變得較為明顯。

上述鋁製品100的製備方法，包括如下步驟：首先，提供該鋁基體10。

對鋁基體10進行預處理。預處理包括對鋁基體10除油及化學拋光。其中，所述除油步驟可以用丙酮清洗大約5分鐘後，於乙醇中超聲振動大約30min，然後用水清洗。所述化學拋光所用拋光液可以用體積比為3：1：1的磷酸(品質濃度為85%)、硝酸和水的混合溶液，拋光時拋光液溫度於70~80℃之間，拋光時間大約為5分鐘。

對經上述預處理的鋁基體10進行陽極氧化處理，以於表面形成該多孔氧化鋁膜20(見圖1)。陽極氧化所用電解液可以為硫酸溶液、草酸溶液或磷酸溶液。當用硫酸溶液時，硫酸濃度可以為0.2~0.5mol/L，電解液溫度為8~12℃，電壓為15~50V，氧化時間為3~10min；當用草酸溶液時，草酸濃度可以為0.2~0.5mol/L，電解液溫度為1~5℃，電壓為30~60V，氧化時間為3~10min；當用磷酸溶液時，磷酸濃度可以為8~15wt%，電解液溫度為2~7℃，電壓為100~200V，氧化時間為3~10min。經上述陽極氧化處理的鋁基體10表面形成所述氧化鋁膜20，該氧化鋁膜20內部及表面分佈有複數所述奈米孔22。

對形成有氧化鋁膜20的鋁基體10進行真空鍍膜處理，以於氧化鋁膜20表面形成該透明的真空鍍膜層30。該真空鍍膜方法可採用濺鍍、蒸鍍或離子鍍。該步驟具體工藝可採用相應方法的常規鍍膜工藝，鍍膜過程中藉由控制鍍膜時間來控制真空鍍膜層30的厚度於上述範圍內，以保證該真空鍍膜層30為無色透明。

本發明的鋁製品100先藉由陽極氧化處理於鋁基體10表面形成奈米多孔氧化鋁膜20，再藉由真空鍍膜方法於該多孔氧化鋁膜20表面形成真空鍍膜層30。該真空鍍膜層30具有氧化鋁膜20的表面仿形結構，使得真空鍍膜層30上亦具有奈米多孔結構。故，於光的照射下，真空鍍膜層30對光線具有反射和折射而顯示出干涉色彩，加上真空鍍膜層30的奈米多孔特徵，使得鋁製品100隨著觀測角度的變化而呈現不同的顏色，產生多種變色效果，具有較佳的裝飾效果。

100‧‧‧鋁製品

10‧‧‧鋁基體

20‧‧‧氧化鋁膜

22‧‧‧奈米孔

221‧‧‧側壁

223‧‧‧底壁

24‧‧‧頂表面

30‧‧‧真空鍍膜層

Claims (10)

1. 一種鋁製品，包括鋁基體及形成於該鋁基體表面的氧化鋁膜，其改良在於：該氧化鋁膜的內部及表面分佈有複數奈米孔，所述奈米孔的孔徑為20~200nm，該鋁製品還包括形成於該氧化鋁膜表面的無色透明真空鍍膜層，該真空鍍膜層的厚度為10~150nm，所述真空鍍膜層由鉻、鋅及鋯中的一種形成，或者由鉻、鋁、鋅及鋯的氧化物中的一種形成。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鋁製品，其中所述真空鍍膜層形成於該氧化鋁膜的頂表面及所述奈米孔的側壁和底壁上，且位於該側壁上的真空鍍膜層的厚度小於位於該頂表面和底壁上的真空鍍膜層的厚度。
3. 如申請專利範圍第2項所述之不鋁製品，其中所述真空鍍膜層位於該側壁上的厚度為10~60nm，位於該頂表面和底壁上的厚度為50~150nm。
4. 如申請專利範圍第1項所述之鋁製品，其中所述奈米孔的孔徑為30~60nm。
5. 一種鋁製品的製備方法，包括如下步驟：提供鋁基體；陽極氧化處理，以於該鋁基體表面形成氧化鋁膜，該氧化鋁膜的內部及表面分佈有複數奈米孔，所述奈米孔的孔徑為20~200nm；真空鍍膜處理，以於該氧化鋁膜表面形成無色透明真空鍍膜層，該真空鍍膜層的厚度為10~150nm，所述真空鍍膜層由鉻、鋅及鋯中的一種形成，或者由鉻、鋁、鋅及鋯的氧化物中的一種形成。
6. 如申請專利範圍第5項所述之鋁製品的製備方法，其中所述真空鍍膜處理為蒸鍍、濺鍍及離子鍍中的一種。
7. 如申請專利範圍第5項所述之鋁製品的製備方法，其中所述陽極氧化處理 以硫酸溶液為電解液，硫酸濃度為0.2~0.5mol/L，溫度為8~12℃，電壓為15~50V，氧化時間為3~10min。
8. 如申請專利範圍第5項所述之鋁製品的製備方法，其中所述陽極氧化處理以草酸溶液為電解液，草酸濃度為0.2~0.5mol/L，溫度為1~5℃，電壓為30~60V，氧化時間為3~10min。
9. 如申請專利範圍第5項所述之鋁製品的製備方法，其中所述陽極氧化處理以磷酸溶液為電解液，磷酸濃度為8~15wt%，溫度為2~7℃，電壓為100~200V，氧化時間為3~10min。
10. 如申請專利範圍第5項所述之鋁製品的製備方法，其中所述鋁製品的製備方法還包括於所述陽極氧化處理前，對鋁基體進行預處理的步驟，該預處理包括對鋁基體除油及化學拋光。