[发明专利]阀金属等离子体电解氧化表面处理方法

说明书

技术领域

本发明系关于一种阀金属(valve metal)等离子体电解氧化(plasma electrolytic oxidation)表面处理方法，特别是关于一种使用碳酸氢根的阀金属等离子体电解氧化表面处理方法。

背景技术

等离子体电解氧化技术又称为微弧氧化技术，电浆氧化、阳极火花沉积、火花放电阳极沉积和表面陶瓷化等，其性质为一种直接在金属表面原位生长氧化膜的技术。等离子体电解氧化技术是一种在阳极氧化的基础上发展的表面处理技术，其可用于铝、镁、钛、锆及钽等阀金属或合金。

等离子体电解氧化是将样品金属置于电解液中，在表面上施加电压，最初表面会氧化成膜。当电压超过某一临界值时，这层氧化绝缘膜上较薄的地方将会被击穿，发生类似等离子体放电现象。反应时表面的瞬间可达到(约8000K)的高温，使金属表面在热化学、等离子体效应和电化学的共同作用下生成氧化陶瓷膜层。因为氧化陶瓷膜层与基材氧化且烧结，故氧化陶瓷膜层的厚度可达100μm以上。氧化陶瓷膜层因从基材上生长，故与基材有着良好的结合力。而且等离子体电解氧化技术在制程、设备需求及废水处理方面皆比传统阳极处理法简单，故可降低成本，具有很高的应用推展价值。

因此，相于传统的阳极氧化技术，等离子体电解氧化技术的主要特点有：

a.等离子体电解氧化直接把基材金属氧化烧结成氧化陶瓷膜，与基材紧密结合，不易脱落。

b.一般阳极处理膜后只能达30μm，但等离子体电解氧化陶瓷层厚度可达30～200μm。

c.操作简单，环境污染很小，缩减前处理程序，节省操作时间与成本。

d.提升了材料的表面硬度、耐磨性与耐蚀性。

等离子体电解氧化技术电解液的组成和浓度是影响等离子体电解氧化膜的结构和性能的重要因素，也是研究等离子体电解氧化技术的重点。在选择电解液组成时必须考虑到等离子体电解氧化成膜的过程，因此电解液中要有能产生氧化膜的物质，又要有对氧化膜钝化的物质，及/或对形成氧化膜有抑制作用的物质。

目前等离子体电解氧化技术专利与文献上的电解液多为硅酸盐类电解液、铝酸盐类电解液、磷酸盐类电解液。其中大多数等离子体电解氧化技术以硅酸盐类(DE4209733、US6350028)或磷酸盐类(RU2070622)为主盐。

有鉴于等离子体电解氧化技术所具的优势以及电解液的组成对于等离子体电解氧化技术的重要性，开发一种用于等离子体电解氧化技术的新颖电解液，是目前所需努力的目标。

发明内容

本发明提供一种等离子体电解氧化技术，其具有新颖电解液。

依据本发明的一实施例，一种阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，包含下列步骤：提供一电解液至一等离子体电解氧化装置，其中电解液至少包括碳酸氢根，且电解液的pH值为7-14；浸润一基材于电解液，其中基材包含一阀金属材料；将基材与等离子体电解氧化装置电性连接；以及自等离子体电解氧化装置的一电极提供一阳极电流于基材，使一阀金属氧化物膜形成于基材的表面。

依据本发明的另一实施例，一种阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，其特征在于所用的一电解液至少包含碳酸氢根，且电解液的pH值为7-14。

本发明上述及其它实施方式、特性及优势可由附图及实施例的说明而可更加了解。

附图说明

图1为侧视图显示依据本发明一实施例的等离子体电解氧化装置。

图2至图3显示依据本发明另一实施例的实验结果。

【主要组件符号说明】

1电解槽

2搅拌器

3冷却装置

4电源供应器

5基材

具体实施方式

本发明系提供一种阀金属等离子体电解氧化表面处理方法，本发明的阀金属等离子体电解氧化表面处理方法可藉由现有的等离子体电解氧化装置实施。请参照图1为一示意图显示一等离子体电解氧化装置，其可由电解槽1、搅拌器2、冷却装置3和电源供应器4组成。利用上述的等离子体电解氧化装置的高功率电源供应器4，阴极可为不锈钢、白金、白金钛等钝态金属，阳极为待镀着的基材5，其中基材5具有阀金属，阀金属例如但不限于铝、镁、钛、锆或钽，较佳者为铝。