專利名稱：鋁或鋁合金的耐腐蝕處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁或鋁合金的耐腐蝕處理方法。
背景技術(shù)：
以往，作為對鋁或鋁合金進(jìn)行耐腐蝕處理的方法，例如，在專利文獻(xiàn)1中公開了對鋁合金的表面進(jìn)行壁壘型陽極氧化處理、進(jìn)行加熱脫氣處理的方法。
但是，如在專利文獻(xiàn)1中所公開的那樣，在分別對A1050合金、A5052合金以及A6061合金用弱堿性的脫脂液進(jìn)行脫脂處理后，在硝酸水溶液中進(jìn)行除去附著物的處理，用己二酸銨進(jìn)行壁壘型陽極氧化處理，在用掃描電子顯微鏡觀察形成的壁壘型陽極氧化處理膜的形態(tài)的時(shí)候，雖然在A1050合金上形成了比較連續(xù)的膜，但在A5052合金及A6061合金上形成的膜缺陷多，在耐腐蝕性及真空氣氛下的氣體放出特性方面有問題。
專利文獻(xiàn)1專利第3506827號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明為了解決上述以往技術(shù)的問題，以提供為了賦予鋁或鋁合金耐腐蝕性通過使壁壘型陽極氧化處理膜成為致密的膜，使其成為氣體放出特性優(yōu)良的壁壘型陽極氧化處理膜的鋁或鋁合金的耐腐蝕處理方法為目的。
為了解決上述課題，本發(fā)明人等如下所述，發(fā)現(xiàn)了解決的手段。即，如1所記載的那樣，本發(fā)明的鋁或鋁合金的耐腐蝕處理方法，其特征為，在鋁或鋁合金的表面形成厚5-20nm的致密的氧化層，然后，進(jìn)行壁壘型陽極氧化處理。
2所記載的本發(fā)明，其特征為，在1所記載的方法中，使用酸性溶液對上述氧化層進(jìn)行氧化處理。
3所記載的本發(fā)明，其特征為，在2所記載的方法中，上述酸性溶液含有50-80重量％的磷酸以及1-5重量％的硝酸，將上述酸性溶液加熱到80-100℃，將上述鋁或鋁合金浸漬1-10分鐘。
4所記載的本發(fā)明，其特征為，在1-3的任一項(xiàng)中所記載的方法中，形成上述氧化層的鋁或鋁合金是在真空、大氣或氮?dú)夥障?，將上述鋁或鋁合金在150-300℃加熱處理后，進(jìn)行壁壘型陽極氧化處理。
根據(jù)本發(fā)明，為了賦予鋁或鋁合金耐腐蝕性，在形成壁壘型陽極氧化膜之前，通過形成致密的氧化層，可以使壁壘型陽極氧化膜致密，可使其成為耐腐蝕性以及氣體放出特性優(yōu)良的壁壘型陽極氧化膜。
附圖簡單說明[

圖1](a)實(shí)施例1的SEM圖像，(b)比較例1的SEM圖像具體實(shí)施方式
作為可以在本發(fā)明中使用的鋁或鋁合金沒有特別的限定。例如，可使用純鋁系的1000系合金、Al-Cu系、Al-Cu-Mg系的2000系合金、Al-Mn系的3000系合金、Al-Si系的4000系合金、Al-Mg系的5000系合金、Al-Mg-Si系的6000系合金、Al-Zn-Mg-Cu系、Al-Zn-Mg系的7000系合金、7N01合金等，但對于純鋁系、2000系、3000系、5000系、6000系的鋁合金本發(fā)明特別有效。4000系的鋁合金，在合金組織中分散存在數(shù)μm程度的硅，在鋁的部分長不成致密的氧化膜，所以成為部分處理。
在上述鋁或鋁合金上形成的致密的氧化層為5-20nm。
另外，在本說明書中，所謂致密的氧化膜是指除去由非金屬夾雜物的存在所引起的缺陷外，沒有納米級以上的空穴的連續(xù)的被膜、氧化層形成后，盡管在大氣中進(jìn)行氧化等促進(jìn)氧化，氧化層也不會(huì)變成更厚的層。
該氧化層不足5nm，難于使其成長為連續(xù)的層狀，變成不均勻的氧化膜，如果超過20nm，則不能形成致密的氧化層，成為多孔結(jié)構(gòu)，其后如果成長為壁壘型陽極氧化膜，則成為氣體放出多的膜。
作為形成上述氧化層的方法，雖然沒有特別的限定，但優(yōu)選使用酸性溶液進(jìn)行，進(jìn)一步，優(yōu)選使酸性溶液為含有磷酸50-80重量％以及硝酸1-5重量％的酸性溶液，將酸性溶液加熱到80-100℃，把鋁或鋁合金在其中浸漬1-10分鐘。
這樣，就容易在鋁或鋁合金的表面上形成厚5-20nm的致密的表面氧化層。
再有，進(jìn)一步，優(yōu)選在上述氧化層形成后，在真空、大氣或氮?dú)夥障?，將上述鋁或鋁合金在150-300℃下加熱處理。因?yàn)檫@樣可以促進(jìn)氧化。
形成了上述氧化層的鋁或鋁合金的壁壘型陽極氧化處理，通過電解質(zhì)溶液進(jìn)行電解來施行。
作為電解質(zhì)水溶液，例如，可使用己二酸銨等己二酸鹽、硼酸和硼酸銨的混合物等硼酸鹽、磷酸二氫銨等磷酸鹽、酒石酸鹽、硅酸鹽、鄰苯二甲酸氫鉀等鄰苯二甲酸鹽、碳酸鈉等碳酸鹽、檸檬酸鹽、鉻酸鈉等的溶液的任意一種，或使用這些鹽類的混合溶液。
在上述電解質(zhì)水溶液中，連接電源以使鋁或鋁合金材料成為陽極，進(jìn)行電解，在陰極，使用不溶性的導(dǎo)電材料。電解電流沒有特別的限定，在直流電流的場合，直流密度可以是0.2-5A/cm2左右，電解時(shí)間可根據(jù)形成的膜的厚度等電解條件適宜選擇。另外，關(guān)于施加的電壓，沒有特別的限定，可以使其為20-500V。
實(shí)施例以下，對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
(實(shí)施例1)作為被處理物，準(zhǔn)備表面用車床切削的、直徑45mm、厚3mm的A5052合金制的圓板。將該被處理物浸漬在含有80重量％磷酸以及3重量％硝酸的85℃的溶液中，一邊攪拌，一邊進(jìn)行2分鐘氧化處理。接著，將被處理物浸漬在純水中，再次使用純水浸漬洗滌。
然后，將被處理物浸漬在40℃的10重量％的己二酸銨溶液中，以200V直流電壓用1小時(shí)形成壁壘型陽極氧化膜。
(實(shí)施例2)準(zhǔn)備和實(shí)施例1同樣的被處理物。
將該被處理物浸漬在含有80重量％磷酸以及3重量％硝酸的85℃的溶液中，一邊攪拌，一邊進(jìn)行2分鐘氧化處理。
接著，將被處理物浸漬在純水中，浸漬在50℃的純水中，再次用純水浸漬洗滌。
洗滌過的被處理物在真空裝置內(nèi)，減壓至10-4Pa左右，在300℃進(jìn)行30分鐘加熱，然后，冷卻到室溫(10℃-40℃左右，以下相同)，在大氣中取出，浸漬在含有10重量％的己二酸銨的40℃的溶液中，以200V直流電壓用1小時(shí)形成壁壘型陽極氧化膜。
(比較例1)準(zhǔn)備和實(shí)施例1中所使用的相同的被處理物。
將該被處理物浸漬在含有15重量％硝酸以及1重量％氫氟酸溶液的室溫下的溶液中3分鐘，浸漬在純水中，浸漬在50℃的純水中，再次用純水浸漬洗滌。
將洗滌的被處理物在35重量％的硝酸溶液中浸漬1分鐘，用純水洗滌。然后，在與實(shí)施例1同樣的條件下形成壁壘型陽極氧化膜。
(比較例2)準(zhǔn)備和實(shí)施例1中所使用的相同的被處理物。
將該被處理物用丙酮脫脂洗滌。
將洗滌過的被處理物在與實(shí)施例1相同的條件下形成壁壘型陽極氧化膜。
(比較評價(jià)1)對實(shí)施例1、2以及比較例1、2的利用己二酸銨形成壁壘型陽極氧化膜的試樣的氣體放出特性進(jìn)行了評價(jià)。在氣體放出特性的評價(jià)中，使用升溫脫離測定裝置(アルバツクテクニオルジヤ一ナルNo.58P.30)，測定在升溫至300℃過程中的每單位面積的氣體放出量，其結(jié)果示于表1。
表1 可知作為進(jìn)行壁壘型陽極氧化處理的前處理，形成10nm左右的致密氧化層的實(shí)施例1、2的氣體放出量與未形成氧化層的比較例1、2的試樣相比，氣體放出量少。
(比較評價(jià)2)實(shí)施例1以及比較例1的試樣的壁壘型陽極氧化處理層的表面通過掃描型電子顯微鏡(SEMScanning electron microscopy)觀察，其表面SEM圖像示于圖1。圖1的(a)為實(shí)施例1的表面SEM圖像，(b)為比較例1的表面SEM圖像。與實(shí)施例1相比，可知比較例1缺陷多，氧化膜為粗糙的結(jié)構(gòu)。可推測比較例1的氣體放出量多的原因是因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)。
(比較評價(jià)3)用俄歇電子分光法在深度方向?qū)?shí)施例1、2以及比較例1、2的在形成由己二酸銨引起的壁壘型陽極氧化膜之前的試樣，進(jìn)行分析，使各試樣的測定位置相對應(yīng)抽出8個(gè)點(diǎn)的表面氧化層的厚度(nm)，求出氧化層厚度的偏差，結(jié)果示于表2。再有，以氧峰值的半幅值作為表面氧化層厚度。
表2 從表2可知，相對于在前處理中沒有形成氧化層的比較例1、2的試樣，實(shí)施例1、2的試樣測定點(diǎn)之間的偏差小，形成了均質(zhì)的氧化層。
上述實(shí)施例中，使用了A5052系的鋁合金，但已確認(rèn)本發(fā)明對純鋁、2000系、3000系、5000系、6000系的鋁合金也有效。
另外，在壁壘型陽極氧化處理中，使用了己二酸銨，但已確認(rèn)硼酸銨、磷酸銨等也可以使用。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的鋁或鋁合金的耐腐蝕處理方法，可用于賦予半導(dǎo)體制造裝置或薄膜形成裝置等的置于真空氣氛下部件耐腐蝕性。
權(quán)利要求
1.鋁或鋁合金的耐腐蝕處理方法，其特征在于，在鋁或鋁合金的表面形成厚5-20nm的致密氧化層，然后，進(jìn)行壁壘型陽極氧化處理。
2.權(quán)利要求1所述的鋁或鋁合金的耐腐蝕處理方法，其特征在于，上述氧化層是通過酸性溶液進(jìn)行氧化處理形成的。
3.權(quán)利要求2所述的鋁或鋁合金的耐腐蝕處理方法，其特征在于，上述酸性溶液是含有50-80重量％磷酸以及1-5重量％硝酸的酸性溶液，將上述酸性溶液加熱到80-100℃，將上述鋁或鋁合金浸漬1-10分鐘。
4.權(quán)利要求1-3的任一項(xiàng)所述的鋁或鋁合金的耐腐蝕處理方法，其特征在于，形成有上述氧化層的鋁或鋁合金是在真空、大氣或氮?dú)夥障?，將上述鋁或鋁合金在150-300℃加熱處理后，進(jìn)行上述壁壘型陽極氧化處理。
全文摘要
本發(fā)明以提供通過使賦予鋁或鋁合金耐腐蝕性的壁壘型陽極氧化處理膜成為致密的膜，使其成為氣體放出特性優(yōu)良的壁壘型陽極氧化處理膜的鋁或鋁合金的耐腐蝕處理方法為目的。其特征為，在鋁或鋁合金的表面形成厚5－20nm的致密的氧化層，然后，進(jìn)行壁壘型陽極氧化處理。
文檔編號(hào)C23C22/05GK101031674SQ20068000087
公開日2007年9月5日 申請日期2006年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月18日
發(fā)明者稻吉榮, 石澤克修, 野村健, 齊藤真一, 山口真奈美 申請人:株式會(huì)社愛發(fā)科