非金属涂层和其制造方法与流程

技术特征：
1.一种在金属或半金属衬底的表面上形成非金属涂层的方法，所述方法包括以下步骤：将所述衬底放置在包含水性电解质和电极的电解室内，所述水性电解质为碱性溶液，至少所述衬底的所述表面和所述电极的一部分接触所述水性电解质；以及通过施加一连串具有交替极性的电压脉冲达预定时间段而使所述衬底相对于所述电极电性偏压，正电压脉冲使所述衬底相对于所述电极阳极偏压，而负电压脉冲使所述衬底相对于所述电极阴极偏压；其中所述电压脉冲具有0.1KHz至20KHz的脉冲重复频率，并且其中所述正电压脉冲的振幅以电位恒定方式加以控制，而所述负电压脉冲的振幅以电流恒定方式加以控制，其中所述正电压脉冲和负电压脉冲两者呈梯形，其中在所述预定时间段内，所述正电压脉冲中的每一个的所述振幅是恒定的，并且所述正电压脉冲中的每一个的所述振幅为200伏特至2000伏特；其中每个正电压脉冲包括在其间所述电压增加的时间间隔(Tai)和在其间电压减小的时间间隔(Tad)和/或每个负电压脉冲包括在其间所述电压增加的时间间隔(Tci)和在其间电压减小的时间间隔(Tcd)，其中在其间电压增加或减小的所述时间间隔中的每一个占总脉冲持续时间的3％至30％。2.如权利要求1所述的方法，其中所述正电压脉冲中的每一个的所述振幅为250伏特至900伏特。3.如权利要求1所述的方法，其中所述正电压脉冲中的每一个的所述振幅为600伏特或650伏特或700伏特。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中相继负电压脉冲的所述振幅在所述预定时间段内增加。5.如权利要求4所述的方法，其中相继负性脉冲的所述振幅在所述预定时间段内在从1伏特至最大1000伏特范围增加。6.如权利要求5所述的方法，其中相继负性脉冲的所述振幅在所述预定时间段内从1伏特至最大400伏特的范围增加。7.如权利要求5所述的方法，其中相继负性脉冲的所述振幅在所述预定时间段内从从1伏特至最大350伏特的范围增加。8.如权利要求1-3，5-7中任一项所述的方法，其中所述电压脉冲具有1.5KHz至15KHz的脉冲重复频率。9.如权利要求1-3，5-7中任一项所述的方法，其中所述电压脉冲具有2.5KHz或3KHz或4KHz的脉冲重复频率。10.如权利要求1所述的方法，其中在其间电压增加或减小的所述时间间隔中的每一个占总脉冲持续时间的5％至10％。11.如权利要求1所述的方法，其中每个正电压脉冲还包括在其间维持电压恒定的时间间隔(Tac)和/或每个负电压脉冲还包括在其间维持电压恒定的时间间隔(Tcc)。12.如权利要求11所述的方法，其中所述每个正电压脉冲的所述维持电压恒定的时间间隔(Tac)和每个负电压脉冲的维持电压恒定的时间间隔(Tcc)中的任意一个占其总脉冲持续时间的40％至94％；或所述每个正电压脉冲的所述维持电压恒定的时间间隔(Tac)和每个负电压脉冲的维持电压恒定的时间间隔(Tcc)中的每一个占其总脉冲持续时间的40％至94％。13.如权利要求1所述的方法，其中在其间电压增加或电压减小的所述时间间隔中的任意一个不短于10微秒，或在其间电压增加或电压减小的所述时间间隔中的每个时间间隔不短于10微秒。14.如权利要求11所述的方法，其中所述每个正电压脉冲的所述维持电压恒定的时间间隔(Tac)和每个负电压脉冲的维持电压恒定的时间间隔(Tcc)中的任意一个的持续时间在10微秒至9000微秒的范围内，或所述每个正电压脉冲的所述维持电压恒定的时间间隔(Tac)和每个负电压脉冲的维持电压恒定的时间间隔(Tcc)中的每一个的持续时间在10微秒至9000微秒的范围内。15.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述电解质的pH为9或更高。16.如权利要求15所述的方法，其中所述电解质的导电率大于1mS·cm-1。17.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述电解质包含碱金属氢氧化物。18.如权利要求17所述的方法，其中所述电解质包含氢氧化钾或氢氧化钠。19.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述电解质呈胶态并包含分散在水相中的固体颗粒。20.如权利要求19所述的方法，其中所述电解质包含一定比例的具有小于100纳米的粒度的固体颗粒。21.如权利要求19所述的方法，其中所述固体颗粒具有特征等电点并且该等电点的pH与所述电解质的pH相差1.5或更大。22.如权利要求19所述的方法，其中所述固体颗粒为陶瓷颗粒或玻璃颗粒。23.如权利要求19所述的方法，其中所述固体颗粒为结晶陶瓷颗粒。24.如权利要求19所述的方法，其中所述固体颗粒为金属氧化物或氢氧化物。25.如权利要求19所述的方法，其中所述固体颗粒为是选自包括硅、铝、钛、铁、镁、钽和稀土金属的组的元素的氧化物或氢氧化物。26.如权利要求19所述的方法，其包括以下步骤：将得自所述电解质的固体颗粒并入所述非金属涂层内。27.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中在所述非金属涂层形成期间并不会产生局部的等离子体微放电。28.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述预定时间段为1分钟至2小时。29.如权利要求28所述的方法，其中所述预定时间段为2分钟至30分钟。30.如权利要求28所述的方法，其中所述预定时间段为3分钟至15分钟。31.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其包括以下另一步骤：将所述电解质维持在10℃至40℃。32.如权利要求31所述的方法，其中将所述电解质维持在20℃至30℃。33.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其还包括以下步骤：循环所述电解质。34.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述衬底包括选自以下的金属：铝、镁、钛、锆、钽、铍或任何这些金属的合金或金属间化合物。35.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述衬底为半导体。36.如权利要求35所述的方法，其中所述衬底为硅、锗或砷化镓。37.一种制品，其包括由如权利要求1至36中任一项所述的方法形成的非金属涂层。