JP2011219810A - 炭素薄膜付アルミニウム材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 炭素薄膜付アルミニウム材(10)の製造方法は、アルミニウム基材(1)を、鉄、ニッケルおよびコバルトのうちのいずれか1種以上の金属を含む処理液を用いて化成処理を行い、該アルミニウム基材(1)の表面に前記金属を含む化成皮膜からなる下地層(2)を形成する下地層形成工程と、前記工程により下地層(2)を形成したアルミニウム基材(1)を炭化水素ガスが存在する雰囲気中で450℃〜アルミニウム基材の融点未満に加熱し、下地層(2)上に炭素薄膜(3)を形成する炭素薄膜形成工程、とを含む。
【選択図】 図1
Description
前記工程により下地層を形成したアルミニウム基材を炭化水素ガスが存在する雰囲気中で450℃〜アルミニウム基材の融点未満に加熱し、下地層上に炭素薄膜を形成する炭素薄膜形成工程、とを含むことを特徴とする炭素薄膜付アルミニウム材の製造方法。
アルミニウム基材に対し、鉄、ニッケル、コバルトのうちの1種以上の金属を含む処理液を用いて化成処理を行い、アルミニウム基材の表面にこれらの金属を含む化成皮膜を形成し、この化成皮膜を下地層とする。
上記の工程で表面に下地層を形成したアルミニウム基材を、炭化水素ガスの存在下で加熱し、熱分解によって生成した炭素を下地層上に付着させて炭素薄膜を形成する。
化成処理の処理液は、硝酸第二鉄:2g/l、シュウ酸:9g/l、トリエタノールアミン:15g/lの混合水溶液を25%水酸化ナトリウムでpH12に調整し、10分間攪拌後10%硝酸にてpH10に調整したものを使用した。この処理液を95℃に加熱し、アルミニウム基材を5分間浸漬処理して鉄を含む化成皮膜を形成した。化成処理後のアルミニウム基材は110℃で10分間乾燥させた。
化成処理の処理液の液温を60℃とし、処理液への浸漬時間を10分間としたことを除き、実施例1と同じ方法で鉄を含む化成皮膜を形成した。
化成処理の処理液の液温45℃としたことを除き、実施例1と同じ方法で鉄を含む化成皮膜を形成した。
化成処理の処理液として、硝酸第二鉄:2g/lを硝酸ニッケル:2g/lに代えたことを除き、実施例1と同じ方法でアルミニウム基材を処理してニッケルを含む化成皮膜を形成した。
化成処理の処理液として、硝酸第二鉄:2g/lを硝酸コバルト:2g/lに代えたことを除き、実施例1と同じ方法でアルミニウム基材を処理してコバルトを含む化成皮膜を形成した。
化成処理の処理液は、塩化第一鉄:10g/l、H2O2:3g/lの混合水溶液を塩酸でpH2に調整したものを使用した。この処理液を45℃に加熱し、アルミニウム基材を3分間浸漬処理して鉄を含む化成皮膜を形成した。化成処理後のアルミニウム基材は110℃で10分間乾燥させた。
化成処理の処理液は、ケイふっ化ナトリウム:30g/l、ふっ化亜鉛:2g/l、ふっ化鉄:1.5g/lの混合水溶液を、水酸化ナトリウム水溶液でpH4.5に調整したものを使用した。この処理液を60℃に加熱し、アルミニウム基材を30秒間浸漬処理して鉄を含む化成皮膜を形成した。化成処理後のアルミニウム基材は110℃で10分間乾燥させた。
下地層を形成することなく、アルミニウム基材上に直接炭素薄膜を形成した。炭素薄膜の形成は実施例1と同じ条件で行った。
下地処理としてクロメート処理を行った。クロメート処理の処理液は、クロム酸:10g/l、リン酸:4g/l、酸性ふっ化ナトリウム:3g/lの混合水溶液を使用した。この処理液を45℃に加熱し、アルミニウム基材を1分間浸漬処理してクロムを含む化成皮膜を形成した。化成処理後のアルミニウム基材は120℃で10分間乾燥させた。
下地処理としてジルコニウム処理を行った。ジルコニウム処理の処理液は、六ふっ化ジルコン酸アンモニウム:0.12g/l、リン酸:0.073g/l、グルコン酸ナトリウム:0.48g/l、ふっ化水素酸:0.06g/lの混合水溶液を使用した。この処理液を45℃に加熱し、アルミニウム基材を5分間浸漬処理してジルコニウムを含む化成皮膜を形成した。化成処理後のアルミニウム基材は120℃で10分間乾燥させた。
炭素薄膜付アルミニウム材を目視観察し、炭素薄膜が均一に形成されているものを○、炭素薄膜の付着状態にムラがあるものを×とした。
炭素薄膜付アルミニウム材の表面をガーゼでこすり、下記の3段階で評価した。
◎:ガーゼに炭素薄膜の付着がなく、炭素薄膜は全てアルミニウム基材に残った。
○:ガーゼに炭素薄膜の付着が認められ、アルミニウム基材上の炭素薄膜にムラが生じた。×:ガーゼへの炭素薄膜の付着量が多く、炭素薄膜が取り去られた部分はアルミニウム基材をはっきりと視認できる。
粘着テープを貼り、剥がした時の状態に基づいて下記の3段階で評価した。
◎:炭素薄膜の剥がれはなかった。
○:粘着テープに炭素薄膜の付着が認められ、アルミニウム基材上の炭素薄膜にムラが生じた。
×:粘着テープへの炭素薄膜の付着量が多く、炭素薄膜が取り去られた部分はアルミニウム基材をはっきりと視認できる。
2…下地層
3…炭素薄膜
10…炭素薄膜付アルミニウム材
Claims (6)
- アルミニウム基材を、鉄、ニッケルおよびコバルトのうちのいずれか1種以上の金属を含む処理液を用いて化成処理を行い、該アルミニウム基材の表面に前記金属を含む化成皮膜からなる下地層を形成する下地層形成工程と、
前記工程により下地層を形成したアルミニウム基材を炭化水素ガスが存在する雰囲気中で450℃〜アルミニウム基材の融点未満に加熱し、下地層上に炭素薄膜を形成する炭素薄膜形成工程、
とを含むことを特徴とする炭素薄膜付アルミニウム材の製造方法。 - 前記処理液および化成皮膜に含まれる金属が鉄である請求項1に記載の炭素薄膜付アルミニウム材の製造方法。
- 前記炭素薄膜形成工程における加熱雰囲気は不活性ガスによって希釈された炭化水素ガスである請求項1または2に記載の炭素薄膜付アルミニウム材の製造方法。
- 前記炭素薄膜形成工程における炭化水素ガスがアセチレンである請求項1〜3に記載の炭素薄膜付アルミニウム材の製造方法。
- 前記炭素薄膜形成工程における炭化水素ガスがアセチレンであり、不活性ガスによって希釈された加熱雰囲気中のアセチレン濃度は0.01〜1vol%である請求項3に記載の炭素薄膜付アルミニウム材の製造方法。
- アルミニウム基材の表面に、鉄、ニッケルおよびコバルトのうちのいずれか1種以上の金属を含む化成皮膜を介して炭素薄膜が積層されてなることを特徴とする電極用基材。
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