TWI805467B - 鋁板之陽極品質之檢測方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種鋁板之陽極品質之檢測方法,包括步驟:提供鋁板,具有第一表面、第二表面、第一端及第二端,第二表面相對於第一表面,且第一表面與該第二表面之間界定該鋁板之厚度,及第二端相對於第一端;將鋁板於第一表面從第一端朝向第二端之方向進行不同深度之切削,並使第一表面形成不同高度之階梯狀平面,以得到經切削之鋁板;將經切削之鋁板作為陽極,進行陽極處理,以得到試片;以及,檢測試片之陽極品質。
Description
本發明係有關一種鋁板之檢測方法,尤指一種鋁板之陽極品質之檢測方法。
由於鋁合金具有質量輕、高比強度、導電度佳、易回收及良好抗腐蝕與成型等特性,因此,目前鋁合金已廣泛應用於電腦、通訊、鍋具、消費型電子產品、建築帷幕牆等外觀殼體、工具機及電子業半導體設備之腔體等物件上。應用於上述物件之鋁合金之表面通常皆需要經由陽極處理之步驟,以提升鋁合金之表面的質感及功能性,例如耐磨耗及耐蝕等特性。
在現有技術中,鋁合金之表面經由陽極處理後,往往於表面產生黑色條紋之問題,導致鋁合金外觀不佳,進而影響應用端客戶購買產品之意願及於應用上之限制。尤其,在工具機及電子業半導體設備之腔體等物件之應用上,由於半導體製程涉及高精準度之品質,因此對於腔體之清淨度極為要求,倘若鋁合金之表面產生肉眼可見之黑色條紋的缺陷,將導致材料汙損,進而引起半導體製程汙染且無法出貨之問題。經分析,黑色條紋的產生係由於鋁合金內質之晶出物聚集,經陽極處理後,因色差而被凸顯出來。
一般而言,鋁合金應用於上述物件時,鋁合金先被分層切削,之後再經陽極處理。例如,鋁合金在工具機及電子業半導體設備之腔體等物件之應用上,鋁合金需進行不同深度之切削,以形成不同高度之表面,並於進行陽極處理後,加工形成腔體或所需之模具及部件。然而,在現有技術中,僅能檢驗鋁合金之表面的陽極品質,無法檢驗並模擬鋁合金於切削之加工後,在不同厚度之表面的陽極品質,即無法檢驗並評估鋁合金之內部晶出物之分布狀況的內質資訊對於經陽極處理後產生黑色條紋之影響。
因此,開發出一種能夠辨識於鋁板之厚度方向上的各深度面在陽極處理後是否出現黑色條紋之問題之鋁板之陽極品質之檢測方法係本領域亟待解決之問題。
為解決上述現有技術之問題,本發明之目的在於提供一種鋁板之陽極品質之檢測方法,透過將鋁板進行陽極處理後,進行不同深度之切削,使鋁板之表面形成不同高度之階梯狀平面,以達到能夠識別於鋁板之厚度方向上的各深度面,經陽極處理後是否出現黑色條紋之問題的目的。
為了達成上述目的,本發明提供一種鋁板之陽極品質之檢測方法,包括步驟:
步驟S1:提供一鋁板,具有一第一表面、一第二表面、一第一端及一第二端,該第二表面相對於該第一表面,且該第一表面與該第二表面之間界定該鋁板之厚度,及該第二端相對於該第一端;
步驟S2:將該鋁板於該第一表面從該第一端朝向該第二端之方向進行不同深度之切削,並使該第一表面形成不同高度之階梯狀平面,以得到經切削之鋁板,且該經切削之鋁板之厚度從該第一端遞減至該第二端;
步驟S3:將該經切削之鋁板作為一陽極,進行陽極處理,以得到一試片,且該試片之表面具有陽極氧化層;以及,
步驟S4:檢測該試片之陽極品質。
在一具體實施例中,在該步驟S2之後且在該步驟S3之前,該檢測方法進一步包括:
步驟S2’:將該鋁板於該第二表面從該第一端朝向該第二端之方向進行不同深度之切削,並使該第二表面形成不同高度之階梯狀平面,以得到該經切削之鋁板,且該經切削之鋁板之厚度從該第一端遞減至該第二端。
在一具體實施例中,在該步驟S1之後且在該步驟S2之前,該檢測方法進一步包括:
步驟S1’:將該鋁板作為該陽極,進行另一陽極處理,以得到一經陽極處理之鋁板。
在一具體實施例中,該步驟S1’進一步包括步驟:
觀察該經另一陽極處理之鋁板於該厚度方向上之晶出物分布之深淺位置,根據該晶出物分布之深淺位置,決定將該經另一陽極處理之鋁板於該第一表面從該第一端朝向該第二端之方向切削之位置。
在一具體實施例中,該步驟S1’進一步包括步驟:觀察該經另一陽極處理之鋁板於該厚度方向上之晶出物分布之深淺位置,根據該晶出物分布之深淺位置,決定將該經另一陽極處理之鋁板於該第二表面從該第一端朝向該第二端之方向切削之位置。
在一具體實施例中,該第一表面與該第二表面具有相對應之階梯狀平面,且該第一表面與該第二表面之各個相對應之階梯狀平面具有相同的切削深度。
在一具體實施例中,在該提供該鋁板之步驟中,其中該鋁板係將1000系鋁合金、3000系鋁合金、5000系鋁合金或7000系鋁合金所製成之鋁胚進行均質化、刨皮及刨邊處理後所製得。
在一具體實施例中,該陽極處理係於10℃至25℃下進行。
在一具體實施例中,該另一陽極處理係於10℃至25℃下進行。
在一具體實施例中,該陽極處理所使用之電解液包括濃度介於2 M至20 M之間的硫酸、草酸、鉻酸或混合酸。
在一具體實施例中,該另一陽極處理所使用之電解液包括濃度介於2 M至20 M之間的硫酸、草酸、鉻酸或混合酸。
在一具體實施例中,該陽極處理係利用直流電進行。
在一具體實施例中,該另一陽極處理係利用直流電進行。
在一具體實施例中,該陽極氧化層具有膜厚介於5 μm至20 μm之間。
本發明之鋁板之陽極品質之檢測方法可透過將鋁板進行陽極處理、觀察並根據經陽極處理之鋁板於厚度方向上之晶出物分布之深淺位置,進行不同深度之切削,以形成不同高度之階梯狀平面,該鋁板從而具有不同的厚度,之後該鋁板再進行另一次陽極處理,並檢測試片之陽極品質;或者依應用端之需求,將鋁板直接進行特定深度之切削,以形成不同高度之階梯狀平面,該鋁板從而具有不同的厚度,之後進行陽極處理,並檢測試片之陽極品質等步驟,可有效地達到能夠識別於鋁板之厚度方向上的各深度面之晶出物的分布資訊及對應之成品物件於不同厚度處之表面品質。此外,本發明之鋁板之陽極品質之檢測方法具有以下的優點:(1)能有效地模擬鋁板於應用端經多層切削加工後之成品物件之表面的陽極品質狀態,並獲得冶金開發所需之旅材內質資訊;(2)於同一塊鋁板即可觀察及檢驗於任何深度位置在陽極處理後之外觀結果,因此可節省材料且具高效率;此外,鋁板之不同深度之表面皆可以相同之陽極處理條件及處理時間進行,因此,可避免因分次進行陽及處理所造成之實驗誤差;以及(3)進行鋁板之雙面切削可同時檢驗鋁板之上表面及下表面在陽極處理後之外觀結果。再者,本發明之鋁板之陽極品質之檢測方法模擬加工後之成品物件之表面的陽極品質狀態,可同時應用於研發分析及產品出貨之品質檢驗。
以下係藉由特定之具體實施例說明本發明之實施方式,熟習此技術之人士可藉由本說明書所揭示之內容瞭解本發明之其他優點與功效。然而,本發明中所揭示之例示性實施例僅出於說明之目的,不應被視為限制本發明之範圍。換言之,本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用,本說明書中的各項細節亦可基於不同的觀點與應用,在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。
除非本文另有說明,否則說明書及所附申請專利範圍中所使用之單數形式「一」及「該」包括複數個體。除非本文另有說明,否則說明書及所附申請專利範圍中所使用之術語「或」包括「及/或」之含義。
實施例1 檢測第一試片、第二試片、第三試片及第四試片之陽極品質
參見第1圖,檢測第一試片、第二試片、第三試片及第四試片之陽極品質之方法包括步驟:
步驟S1:提供第一鋁板、第二鋁板、第三鋁板及第四鋁板;第一鋁板、第二鋁板、第三鋁板及第四鋁板之化學組成如下表1所示,且第一鋁板、第二鋁板、第三鋁板及第四鋁板分別係將1000系鋁合金、3000系鋁合金、5000系鋁合金及7000系鋁合金所製成之鋁胚進行均質化、刨皮及刨邊處理後所製得;
步驟S2:將第一鋁板、第二鋁板、第三鋁板及第四鋁板分別作為陽極,於20℃下,利用15 M硫酸作為電解液,並施以直流電處理,進行第一次陽極處理,以分別得到經第一次陽極處理之第一鋁板、經第一次陽極處理之第二鋁板、經第一次陽極處理之第三鋁板及經第一次陽極處理之第四鋁板;
步驟S3:參見第2圖,分別觀察並根據經第一次陽極處理之第一鋁板、經第一次陽極處理之第二鋁板、經第一次陽極處理之第三鋁板及經第一次陽極處理之第四鋁板於厚度方向上之晶出物分布之深淺位置,利用洗床將經第一次陽極處理之第一鋁板、經第一次陽極處理之第二鋁板、經第一次陽極處理之第三鋁板及經第一次陽極處理之第四鋁板於第一表面10從第一端20朝向第二端30之方向進行不同深度之切削,並使第一表面10形成不同高度之階梯狀平面,以分別得到經切削之第一鋁板、經切削之第二鋁板、經切削之第三鋁板及經切削之第四鋁板,且經切削之第一鋁板、經切削之第二鋁板、經切削之第三鋁板及經切削之第四鋁板之厚度從第一端20遞減至第二端30;
步驟S4:將經切削之第一鋁板、經切削之第二鋁板、經切削之第三鋁板及經切削之第四鋁板分別作為陽極,於20℃下,利用15 M硫酸作為電解液,施以直流電處理,進行第二次陽極處理,以分別得到第一試片、第二試片、第三試片及第四試片,且第一試片、第二試片、第三試片及第四試片之第一表面10產生膜厚為12 μm之陽極氧化層;以及
步驟5:檢測第一試片、第二試片、第三試片及第四試片之陽極品質。
表1 第一鋁板、第二鋁板、第三鋁板及第四鋁板之化學組成
鋁板 | 化學組成(wt%) | ||||||
矽(Si) | 鐵(Fe) | 銅(Cu) | 鎂(Mg) | 錳(Mn) | 鉻(Cr) | 鋁(鋁) | |
第一鋁板 | 0.21 | 0.45 | 0.13 | 0.003 | 0.015 | 0.001 | 99.191 |
第二鋁板 | 0.34 | 0.67 | 0.18 | 0.125 | 1.125 | 0.003 | 97.557 |
第三鋁板 | 0.21 | 0.31 | 0.06 | 4.322 | 0.512 | 0.189 | 94.397 |
第四鋁板 | 0.57 | 0.52 | 0.21 | 1.015 | 0.081 | 0.173 | 98.001 |
表2顯示是否能有效模擬第一試片、第二試片、第三試片及第四試片之表面之陽極品質的結果,結果顯示,實施例1之檢測陽極品質之方法能夠有效模擬第一試片、第二試片、第三試片及第四試片之陽極品質。
表2 模擬第一試片、第二試片、第三試片及第四試片之表面之陽極品質的結果
是否能有效模擬試片之表面之陽極品質 | |
第一鋁板 | 是 |
第二鋁板 | 是 |
第三鋁板 | 是 |
第四鋁板 | 是 |
實施例2 檢測第五試片、第六試片、第七試片及第八試片之陽極品質
參見第3圖,第五試片、第六試片、第七試片及第八試片之陽極品質之檢測方法概同於實施例1之第一試片、第二試片、第三試片及第四試片之陽極品質之檢測方法,差異在於實施例2於步驟S3中係利用洗床將經第一次陽極處理之第一鋁板、經第一次陽極處理之第二鋁板、經第一次陽極處理之第三鋁板及經第一次陽極處理之第四鋁板於第一表面10及第二表面40從第一端20朝向第二端30之方向進行不同深度之切削,並使第一表面10及第二表面40形成具有相對應之階梯狀平面,且第一表面10與該第二表面40之各個相對應之階梯狀平面具有相同的切削高度,以分別得到經切削之第五鋁板、經切削之第六鋁板、經切削之第七鋁板及經切削之第八鋁板,且經切削之第五鋁板、經切削之第六鋁板、經切削之第七鋁板及經切削之第八鋁板之厚度從第一端20遞減至第二端30。之後再進行與實施例1之步驟4相同之步驟,最後得到第五試片、第六試片、第七試片及第八試片,且第五試片、第六試片、第七試片及第八試片之第一表面10及第二表面20產生膜厚為12 μm之陽極氧化層,最後再檢測第五試片、第六試片、第七試片及第八試片之陽極品質。
表3顯示是否能有效模擬第五試片、第六試片、第七試片及第八試片之表面之陽極品質的結果,結果顯示,實施例2之檢測陽極品質之方法能夠有效模擬第五試片、第六試片、第七試片及第八試片之陽極品質。
表3 模擬第五試片、第六試片、第七試片及第八試片之表面之陽極品質的結果
是否能有效模擬試片之表面之陽極品質 | |
第五鋁板 | 是 |
第六鋁板 | 是 |
第七鋁板 | 是 |
第八鋁板 | 是 |
比較例 檢測第九試片、第十試片、第十一試片及第十二試片之陽極品質
第九試片、第十試片、第十一試片及第十二試片之陽極品質之檢測方法概同於實施例1之第一試片、第二試片、第三試片及第四試片之陽極品質之檢測方法,差異在於比較例於步驟S3中之經第一次陽極處理之第一鋁板、經第一次陽極處理之第二鋁板、經第一次陽極處理之第三鋁板及經第一次陽極處理之第四鋁板並未進行不同深度之切削,之後再進行與實施例1之步驟4相同之步驟,最後得到第九試片、第十試片、第十一試片及第十二試片,並檢測第九試片、第十試片、第十一試片及第十二試片之陽極品質。
表4顯示是否能有效模擬第九試片、第十試片、第十一試片及第十二試片之表面之陽極品質的結果,結果顯示,比較例之檢測陽極品質之方法無法有效模擬第九試片、第十試片、第十一試片及第十二試片之陽極品質。
表3 模擬第九試片、第十試片、第十一試片及第十二試片之表面之陽極品質的結果
是否能有效模擬試片之表面之陽極品質 | |
第九鋁板 | 否 |
第十鋁板 | 否 |
第十一鋁板 | 否 |
第十二鋁板 | 否 |
由上可知,實施例1及實施例2之鋁板之陽極品質之檢測方法可透過將鋁板進行第一次陽極處理、觀察並根據經第一次陽極處理之鋁板於厚度方向上之晶出物分布之深淺位置,並進行不同深度之切削,以形成不同高度之階梯狀平面,該鋁板從而具有不同的厚度,或者依應用端之需求,進行特定深度之切削,以形成不同高度之階梯狀平面,該鋁板從而具有不同的厚度、之後再進行第二次陽極處理,並檢測試片之陽極品質等步驟,可有效地達到能夠識別於鋁板之厚度方向上的各深度面之晶出物的分布資訊及對應之成品物件於不同厚度處之表面品質。
上述實施例僅例示性說明本發明之鋁板之陽極品質之檢測方法,而非用於限制本發明。任何熟習此項技術之人士皆可在不違背本發明之精神及範疇下,對上述實施例進行修飾與改變。因此,本發明之權利保護範圍,應如後述之申請專利範圍所載。
10:第一表面
20:第一端
30:第二端
40:第二表面
S1:步驟
S2:步驟
S3:步驟
S4:步驟
S5:步驟
第1圖係本發明之鋁板之陽極品質之檢測方法的步驟示意圖。
第2圖係本發明之鋁板之陽極品質之檢測方法之實施例1之鋁板進行不同深度之切削的示意圖。
第3圖係本發明之鋁板之陽極品質之檢測方法之實施例2之鋁板進行不同深度之切削的示意圖。
S1:步驟
S2:步驟
S3:步驟
S4:步驟
S5:步驟
Claims (10)
- 一種鋁板之陽極品質之檢測方法,包括步驟: 步驟S1:提供一鋁板,具有一第一表面、一第二表面、一第一端及一第二端,該第二表面相對於該第一表面,且該第一表面與該第二表面之間界定該鋁板之厚度,及該第二端相對於該第一端; 步驟S2:將該鋁板於該第一表面從該第一端朝向該第二端之方向進行不同深度之切削,並使該第一表面形成不同高度之階梯狀平面,以得到一經切削之鋁板,且該經切削之鋁板之厚度從該第一端遞減至該第二端; 步驟S3:將該經切削之鋁板作為一陽極,進行一陽極處理,以得到一試片,且該試片之表面具有陽極氧化層;以及, 步驟S4:檢測該試片之陽極品質。
- 如請求項1所述之檢測方法,其中在該步驟S2之後且在該步驟S3之前,該檢測方法進一步包括步驟: 步驟S2’:將該鋁板於該第二表面從該第一端朝向該第二端之方向進行不同深度之切削,並使該第二表面形成不同高度之階梯狀平面,以得到該經切削之鋁板,且該經切削之鋁板之厚度從該第一端遞減至該第二端。
- 如請求項1所述之檢測方法,其中在該步驟S1之後且在該步驟S2之前該檢測方法進一步包括步驟: 步驟S1’:將該鋁板作為該陽極,進行另一陽極處理,以得到一經另一陽極處理之鋁板。
- 如請求項2所述之檢測方法,其中在該步驟S1之後且在該步驟S2之前該檢測方法進一步包括步驟: 步驟S1’:將該鋁板作為該陽極,進行另一陽極處理,以得到一經另一陽極處理之鋁板。
- 如請求項3所述之檢測方法,其中該步驟S1’進一步包括步驟: 觀察該經另一陽極處理之鋁板於該厚度方向上之晶出物分布之深淺位置,根據該晶出物分布之深淺位置,決定將該經另一陽極處理之鋁板於該第一表面從該第一端朝向該第二端之方向切削之位置。
- 如請求項4所述之檢測方法,其中該步驟S1’進一步包括步驟: 觀察該經另一陽極處理之鋁板於該厚度方向上之晶出物分布之深淺位置,根據該晶出物分布之深淺位置,決定將該經另一陽極處理之鋁板於該第二表面從該第一端朝向該第二端之方向切削之位置。
- 如請求項2所述之檢測方法,其中該第一表面與該第二表面具有相對應之階梯狀平面,且該第一表面與該第二表面之各個相對應之階梯狀平面具有相同的切削深度。
- 如請求項1所述之檢測方法,其中在提供該鋁板之步驟中,其中該鋁板係將1000系鋁合金、3000系鋁合金、5000系鋁合金或7000系鋁合金所製成之鋁胚進行均質化、刨皮及刨邊處理後所製得。
- 如請求項1所述之檢測方法,其中該陽極處理及該另一陽極處理所使用之電解液包括濃度介於2 M至20 M之間的硫酸、草酸、鉻酸或混合酸。
- 如請求項1所述之檢測方法,其中該陽極氧化層具有膜厚介於5 μm至20 μm之間。
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JP4980455B2 (ja) * | 2010-02-08 | 2012-07-18 | 富士フイルム株式会社 | 絶縁層付金属基板の製造方法、半導体装置の製造方法、太陽電池の製造方法、電子回路の製造方法、および発光素子の製造方法 |
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CN112881425A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-06-01 | 山东创新精密科技有限公司 | 一种铝合金缺陷检测方法 |
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