CN110512250A - 阳极氧化膜及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种阳极氧化膜，形成于一金属基体的表面上，所述阳极氧化膜具有多个微孔，所述阳极氧化膜包括第一金属氧化物和第二金属氧化物，所述第二金属氧化物均匀分布于所述第一金属氧化物中，且所述第一金属氧化物和所述第二金属氧化物的折射率不同。本发明同时提供一种阳极氧化膜的制作方法。上述阳极氧化膜的漫反射率较高，在视觉上可呈现为白色外观，上述制作方法制作简单且效率较高。

Description

阳极氧化膜及其制作方法

技术领域

本发明涉及阳极氧化领域，特别是一种阳极氧化膜及其制作方法。

背景技术

金属产品，如铝/铝合金、镁/镁合金或钛/钛合金，一般会进行阳极氧化处理，以在其表面形成抗腐蚀性及耐磨性较佳的阳极氧化膜。为使产品表面颜色多样化，阳极氧化后会对产品进行染色处理或喷涂处理。在一些情况下，有些产品会需要形成白色的阳极氧化膜。然而，现有的阳极氧化染色方法通常较难形成质感较佳的白色氧化膜，或制作方法中会用到高毒性的化学药剂，制程不环保。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种阳极氧化膜，以解决上述问题。

鉴于上述状况，还有必要提供一种阳极氧化膜的制作方法，以解决上述问题。

一种阳极氧化膜，形成于一金属基体的表面上，所述阳极氧化膜具有多个微孔，所述阳极氧化膜包括第一金属氧化物和第二金属氧化物，所述第二金属氧化物均匀分布于所述第一金属氧化物中，且所述第一金属氧化物和所述第二金属氧化物的折射率不同。

一种阳极氧化膜的制作方法，包括以下步骤：提供一金属基体；在所述金属基体的表面上进行物理气相沉积，以形成一合金化中间镀层，所述合金化中间镀层包括第一金属及均匀分布于所述第一金属中的第二金属；对所述合金化中间镀层进行阳极氧化处理，以形成具有多个微孔的阳极氧化膜，所述阳极氧化膜包括第一金属氧化物及均匀分布于所述第一金属氧化物中的第二金属氧化物；对所述阳极氧化膜进行抛光。

上述阳极氧化膜中，所述第二金属氧化物均匀分布于所述第一金属氧化物中，且所述第二金属氧化物与第一金属氧化物的折射率不同，因此，所述阳极氧化膜具有较高的漫反射率。当入射在阳极氧化膜上的入射光的几乎所有可见波长被漫反射时，所述阳极氧化膜在视觉上呈现为白色或灰白色的外观，目视质感较佳。

上述阳极氧化膜的制作方法包括物理气相沉积和阳极氧化的步骤，制作简单且效率较高。另外，上述制作方法不需使用过多的化学药剂，较为环保。

附图说明

图1是本发明所提供实施方式的金属基体与阳极氧化膜的剖面示意图。

图2是本发明所提供实施方式的金属基体与合金化中间镀层的剖面示意图。

图3是本发明所提供实施方式的阳极氧化膜的制作方法的流程图。

主要元件符号说明

阳极氧化膜	10
		第一金属氧化物	11
第二金属氧化物	12
		微孔	101
金属基体	20
		合金化中间镀层	30

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在限制本发明。

本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明之实施方式提供一种阳极氧化膜10，形成于一金属基体20的表面上，所述阳极氧化膜10上具有多个微孔101，所述阳极氧化膜10包括第一金属氧化物11和第二金属氧化物12，所述第二金属氧化物12均匀分布于所述第一金属氧化物11中，且所述第一金属氧化物11和所述第二金属氧化物12的折射率不同。所述阳极氧化膜10的厚度为1～15微米(um)，所述微孔101的孔径为10～200纳米(nm)。

所述金属基体20可为铝、铝合金、镁、镁合金、钛或钛合金等。

所述第一金属为铝金属，所述第二金属选自为钛、镁、锆、钡等金属中的一种。所述第一金属氧化物11的重量比大于80％且小于100％，所述第二金属氧化物12的重量比大于0且小于20％。

所述阳极氧化膜中，所述第一金属氧化物11和所述第二金属氧化物12的折射率不同，且所述第二金属氧化物12均匀分布于所述第一金属氧化物11中，从而阳极氧化膜10的漫反射率较高。因此，入射在阳极氧化膜10上的入射光的几乎所有可见波长能够被漫反射，从而阳极氧化膜10在视觉上可呈现为白色或灰白色的外观。

请同时参照图1至图3，本发明之实施方式的阳极氧化膜10的制作方法包括以下步骤：

步骤S110，提供一金属基体20。

所述金属基体20可为铝合金，所述金属基体20可通过压铸成型或机械加工等方式制得。可以理解，金属基体20也可为铝、镁、镁合金、钛或钛合金。

步骤S120，在金属基体20的表面上进行物理气相沉积，以形成一合金化中间镀层30。

具体地，先对所述金属基体20进行脱脂除油处理，以使所述金属基体20的表面清洁。本实施例中，所述脱脂除油处理的工艺为：采用市售的无机非金属用脱脂剂或常用中性清洗剂配置成水溶液后，将金属基体20放入其中浸渍或者进行超声波清洗，然后在对清洗后的金属基体20进行水洗并烘干。

接着，对脱脂除油处理后的金属基体20进行等离子体活化。本实施例中，利用惰性气体离化的等离子体源对脱脂除油处理后的金属基体20进行表面清洁与活化。

然后，将第一金属及第二金属进行离子化，并在可调控的电场与磁场环境中在所述等离子体活化后的金属基体20上形成致密的合金化中间镀层30。所述合金化中间镀层30包括第一金属及均匀分布于所述第一金属中的第二金属。所述合金化中间镀层30的厚度为5～20um。在本实施方式中，可利用电子蒸发、电阻蒸发、感应蒸发、电弧蒸发及阴极喷涂中的至少一种方式将第一金属及第二金属进行离子化。

所述第一金属为铝金属，所述第二金属选自为钛、镁、锆、钡等金属中的一种。在形成的所述合金化中间镀层30中，所述第一金属的重量比大于80％且小于100％，所述第二金属的重量比大于0且小于20％。所述第二金属均匀弥散于第一金属中。

本实施例中，采用电弧法或溅射法在所述等离子体活化后的金属基体20上形成致密的合金化中间镀层30。上述电弧法的具体工艺参数如下：靶材电源电流50A～120A，偏压60V～150V，氩气流速20SCCM～100SCCM，炉内真空压力0.1Pa～0.3Pa，镀膜时间30～300分钟；上述溅射法的具体工艺参数如下：电源功率5kW～10kW，偏压60V～150V，氩气流速20SCCM～100SCCM，炉内真空压力0.1Pa～0.3Pa，镀膜时间30～300分钟。

在制作合金化中间镀层30时，可采用同时包括所述第一金属和所述第二金属的单支靶材，通过调整单支靶材中所述第一金属与所述第二金属的相对比例，来调整合金化中间镀层30中的成分比例。或者，分别采用所述第一金属与所述第二金属为独立靶材，通过调整两个独立靶材的游离化参数，来调整合金化中间镀层30中的成分比例。

步骤S130，对合金化中间镀层30进行阳极氧化处理，以形成具有多个微孔101的阳极氧化膜10。

具体地，首先，对具有合金化中间镀层30的金属基体20进行脱脂除油处理，以使所述合金化中间镀层30的表面清洁。本实施方式中，上述脱脂除油处理的工艺为：将清洗剂配置成水溶液后，再将具有合金化中间镀层30的金属基体20放入其中浸渍5～15分钟。脱脂除油处理后对具有所述合金化中间镀层30的金属基体20进行水洗并烘干。上述清洗剂为能够去除油脂的碱性清洗剂。

接着，对脱脂除油处理后的合金化中间镀层30进行阳极氧化处理。具体地，所述阳极氧化处理是以石墨板作为阴极，具有合金化中间镀层30的金属基体20作为阳极，并在温度为20℃～40℃的电解液中对合金化中间镀层30的表面进行阳极氧化处理，通过阳极氧化场致溶解远离形成具有多个微孔101的阳极氧化膜10，所述多个微孔101有序排列。所述阳极氧化膜10的厚度为1～15um，所述微孔101的孔径为10～200nm。

所述电解液包括酸性试剂及水。所述酸性试剂选自硫酸、草酸、磷酸、柠檬酸、酒石酸的一种或多种。所述酸性试剂在电解液中的体积分数为2％～20％。所述阳极氧化处理的电压为8V～30V，处理时间为40～60分钟。

由于阳极氧化膜10由合金化中间镀层30进行阳极氧化而形成，所述阳极氧化膜10同时包括第一金属氧化物11和第二金属氧化物12，所述第二金属氧化物12均匀分布于第一金属氧化物11中。所述第一金属氧化物11的重量比大于80％且小于100％，所述第二金属氧化物12的重量比大于0且小于20％。

阳极氧化后，将阳极氧化膜10在室温下在干净水中进行超声水洗，以去除阳极氧化膜10中残余的电解液。

步骤S140，对阳极氧化膜10进行抛光。

由于阳极氧化过程中，在阳极氧化膜10的表面形成了表面溶解层(图未示)，因此，对阳极氧化膜10进行抛光可去除所述表面溶解层，从而得到表面光滑的阳极氧化膜10。所述抛光方法可为机械抛光或化学抛光。

可以理解，在其他实施方式中，步骤S140可以取消。

可以理解，在步骤S140之后，还可对阳极氧化膜10进行封孔处理，以增强阳极氧化膜10的耐磨性。

上述阳极氧化膜10同时包括第一金属氧化物11及第二金属氧化物12，所述第二金属氧化物12均匀分布于第一金属氧化物11中，且所述第二金属氧化物12与第一金属氧化物11的折射率不同，因此，所述阳极氧化膜10具有较高的漫反射率。当入射在阳极氧化膜上的入射光的几乎所有可见波长被漫反射时，阳极氧化膜在视觉上呈现为白色或灰白色的外观，目视质感较佳。

上述阳极氧化膜10的制作方法包括物理气相沉积和阳极氧化的步骤，制作简单且效率较高。上述制作方法不需使用过多的化学药剂，较为环保。通过上述制作方法来制作白色的阳极氧化膜10，不需使用传统的有机分子染料，可避免阳极氧化膜出现光照褪色等老化现象。

另外，上述制作方法适用于多种金属材料的基材，适用范围较广。并且，在通过物理气相沉积法制作合金化中间镀层30时，可自由调整上述合金化中间镀层30的组成比例。

最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种阳极氧化膜，形成于一金属基体的表面上，其特征在于：所述阳极氧化膜具有多个微孔，所述阳极氧化膜包括第一金属氧化物和第二金属氧化物，所述第二金属氧化物均匀分布于所述第一金属氧化物中，且所述第一金属氧化物和所述第二金属氧化物的折射率不同。

2.如权利要求1所述的阳极氧化膜，其特征在于：所述第一金属为铝金属，所述第二金属选自为钛、镁、锆、钡中的一种，所述第一金属氧化物的重量比大于80％且小于100％，所述第二金属氧化物的重量比大于0且小于20％。

3.如权利要求1所述的阳极氧化膜，其特征在于：所述阳极氧化膜的厚度为1～15微米，所述微孔的孔径为10～200纳米。

4.一种阳极氧化膜的制作方法，包括以下步骤：

提供一金属基体；

在所述金属基体的表面上进行物理气相沉积，以形成一合金化中间镀层，所述合金化中间镀层包括第一金属及均匀分布于所述第一金属中的第二金属；

对所述合金化中间镀层进行阳极氧化处理，以形成具有多个微孔的阳极氧化膜，所述阳极氧化膜包括第一金属氧化物及均匀分布于所述第一金属氧化物中的第二金属氧化物。

5.如权利要求4所述的阳极氧化膜的制作方法，其特征在于：所述第一金属为铝，所述第二金属选自为钛、镁、锆、钡中的一种,所述合金化中间镀层的厚度为5～20微米，在所述合金化中间镀层中，所述第一金属的重量比大于80％且小于100％，所述第二金属的重量比大于0且小于20％。

6.如权利要求5所述的阳极氧化膜的制作方法，其特征在于：所述阳极氧化膜的厚度为1～15微米，所述微孔的孔径为10～200纳米,所述第一金属氧化物的重量比大于80％且小于100％，所述第二金属氧化物的重量比大于0且小于20％。

7.如权利要求5所述的阳极氧化膜的制作方法，其特征在于：形成所述合金化中间镀层的步骤具体包括：

对所述金属基体进行脱脂除油处理；

对脱脂除油处理后的所述金属基体进行等离子体活化；

将所述第一金属及所述第二金属进行离子化，并在可调控的电场与磁场环境中在所述等离子体活化后的所述金属基体上形成致密的所述合金化中间镀层。

8.如权利要求7所述的阳极氧化膜的制作方法，其特征在于：采用电弧法在等离子体活化后的所述金属基体上形成所述合金化中间镀层，所述电弧法的具体工艺参数如下：靶材电源电流50A～120A，偏压60V～150V，氩气流速20SCCM～100SCCM，炉内真空压力0.1Pa～0.3Pa，镀膜时间30～300分钟。

9.如权利要求7所述的阳极氧化膜的制作方法，其特征在于：采用溅射法在所述等离子体活化后的金属基体上形成所述合金化中间镀层，所述溅射法的具体工艺参数如下：电源功率5kW～10kW，偏压60V～150V，氩气流速20SCCM～100SCCM，炉内真空压力0.1Pa～0.3Pa，镀膜时间30～300分钟。

10.如权利要求5所述的阳极氧化膜的制作方法，其特征在于：所述阳极氧化步骤具体包括：

以石墨板作为阴极，具有所述合金化中间镀层的所述金属基体作为阳极，在温度为20℃～40℃的电解液中对所述合金化中间镀层的表面进行阳极氧化处理，所述阳极氧化处理的电压为8V～30V，处理时间为40～60分钟。