半导体聚合体系、其利用装置以及其在控制腐蚀方面的用途的制作方法

专利名称：半导体聚合体系、其利用装置以及其在控制腐蚀方面的用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将有机涂料、电子及半导体技术结合的半导体体系，用于替代现有的半导体元件并防止腐蚀。
背景技术：
在过去几个世纪，一系列控制腐蚀的方法已经取得进展，特别是在延长在腐蚀环境下的金属结构的寿命方面。这些方法主要包括保护性涂料，该涂料主要用于提高对含铁金属如钢和有色金属如铝的抗腐蚀能力，和避免使用更昂贵的合金。这样，即改善性能又降低成本。然而，这些保护性涂料明显地存在一些缺陷，包括对受腐蚀或积垢的非金属结构适应性较差。
保护性涂料主要分为两大类。最大的一类是局部涂料如油漆，可以对环境起隔离层的作用。第二类由牺牲涂料组成，如锌或镉，可以预先腐蚀从而保护基金属(base metal)不受侵蚀。
阴极保护和涂料都是以减轻和防止腐蚀为基本目的的工程学科。各个工艺是不同的阴极保护是通过从外电源引入电流来抵消正常的电化学腐蚀，而涂料是形成隔离层来防止腐蚀电流或电子在自然形成的阳极和阴极间或电耦间流动。各个工艺取得了有限的成功。迄今为止，涂料在普通抗腐蚀中是最广泛采用的方法(参见Leon等人的美国专利No.3,562,124和Hayashi等人的美国专利No.4,219,358)。而阴极保护被应用于保护在掩埋或浸液环境下的成千上万英里管道和成成千上万英亩的钢材表面。
阴极保护技术通过向金属表面提供足够的阴极电流，使其阳极分解速率变成可以忽略的，从而降低金属表面的腐蚀(例如，参见Prvor的美国专利No.3,574,801；Wasson的美国专利No.3,864,234；Maes美国专利No.4,381,981；Wilson等人的美国专利No.4,836,768；Webster的美国专利No.4,863,578；Stewart等人的美国专利No.4,957,612)。阴极保护原理是通过使用足够的电流使阴极极化到阳极电压，来消除局部阳极和阴极表面的电压差。换句话说，使用阴极电流的作用是降低继续作为阳极的面积，而不是降低该残留阳极的腐蚀速率。当所有的阳极都被消除时，可以实现完全的保护。从电化学的角度来看，这表明足够的电子提供给被保护的金属，从而抑制了金属电离或溶解的任何趋向。
最近对腐蚀的研究工作发现，电化学腐蚀工艺同电化学体系的电学特性如电池电流和电极电压中的无规波动有关。这些无规波动在现有技术中被称为“杂波”。研究者已经开始运用杂波分析技术来研究电化学体系中的腐蚀工艺。
Riffe的美国专利5,352,342和Riffe的美国专利5,009,757中公开了一种锌/氧化锌基硅酸盐涂料，其结合抗腐蚀体系的电子设备使用。所揭示涂料中的锌/氧化锌颗粒具有半导体属性，在Zn-ZnO相界主要形成p-n结。当反向偏压时，该p-n结可以起到二极管的作用，抑制电子通过界面迁移。这种抑制作用限制了电子从Zn氧化区迁移到ZnO表面的氧还原区。从而有效地提高了局部腐蚀电池的阳极和阴极间的抵抗，降低了腐蚀。
一般来说，由于电压同Zn表面的Zn氧化和ZnO表面的O2还原有关，Zn-ZnO基结会被反向偏压。然而会出现明显的随机性电压波动。这些电压波动造成该基结随机地产生进一步偏压。当进一步偏压时，通过该基结的迁移电子增加，加速了Zn氧化和O2还原。从而在局部腐蚀电池阳极和阴极形成短路，加强了腐蚀。
Riffe的专利揭示了在抗腐蚀体系的电化学电路中的定值电容附件。然而没有办法控制电容级数，也没有建议在任何给定的结构中基于有效防止腐蚀的需要确定电容级数的方法。所以，为了发挥有效性必须在体系中使用超电容。
最近，导电有机聚合物已经发展到可以工业化的程度。其应用涉及蓄电池、抗静电膜、导电管、垫圈、电缆保护层、导电纤维、化学传感器、电磁防护罩、气体分离膜、光电元件、电平板印刷应用中的发电层和抗腐蚀用的油漆。其中一种抗腐蚀应用是称为CATIZE的商品，该商品可以从GeoTech Chemical Company，LLC通过其经销商Seegott，Inc.ofOhio得到。该商品是上面涂有锌金属或离子的导电聚苯胺类聚合物，被用作金属结构上的牺牲阴极保护层。
如上面Riffe所揭示的，以往的抗腐蚀方法一个缺点是，可用于上面揭示的硅酸盐基涂料的颜色选择相对固定，仅具有容易得到的灰色。虽然可以应用在大部分的航海和建筑上，但在一些行业中需要非牺牲性的、能够提供一系列色彩作为油漆替代品的抗腐蚀涂料，特别在汽车和运输行业。

发明内容
因此，本发明的目的之一是提供一种具有半导体性能的有机半导体聚合物涂料，特别在通过电极连接到电源时的有机导电聚合物涂料。
本发明的目的是提供一种有机导电聚合物涂料，其可以向任何导电结构提供抗腐蚀性能。
本发明的另一目的是提供一种保护导电金属结构不受腐蚀的方法，该抗腐蚀性成为金属结构独特的特性。
本发明的另一目的是提供一种防止导电结构腐蚀的方法，其采用没有外阳极、电解液和电流的有机聚合物基半导体技术。
本发明的另一目的是提供一种保护导电结构不受腐蚀的体系，该体系通过最小限度的体系维护可以提供长期的保护。
本发明的另一目的是提供一种具有抗腐蚀性、可以提供任何期望的色彩作为油漆替代物的有机聚合物涂料。
本发明的另一目的是提供一种使用有机涂料和电子设备、易应用于各种终端使用的半导体体系。
通过半导体有机聚合物涂料和相关电子体系的发明实现了这些和其它目的，该电子体系仅通过过滤除去涂有半导体有机聚合物的导电结构的电压波动进行工作，使用该体系的方法包括使用半导体有机聚合物涂料涂覆导电结构，将定值电子滤波器连接到被涂覆的组织上；控制上述连接了定值电子滤波器的涂料产生的杂波；使用连接到上述涂料的可调滤波器确定使上述涂料产生的杂波最小所需的抗腐蚀滤波响应；和用至少具有上述的抗腐蚀滤波器响应的无源或有源的滤波器代替上述的可调滤波器。
本发明还涉及半导体体系，其包括导电或非导电结构上的半导体有机聚合物涂料、电性连接(直接或间接)到该半导体有机聚合物涂料上的电容器(或滤波器，定值或可调)并用在许多半导体方面的使用。
结合附图参考下面的具体描述可以对本发明及其许多优点有更全面的认识和深刻的理解。


图1.是本发明的优选实施例中的Zn-ZnO结的示意图；图2表示本发明的体系的等价电路图。
具体实施例方式
具体来说，本发明提供了一种半导体体系，其包含基板上的半导体有机聚合物涂料和电性连接到该半导体有机聚合物涂料上的电容器(或滤波器)。该电容器(或滤波器)可以是任何期望的电容值。对于滤波器，下面描述的同抗腐蚀有关的定值或可调滤波器也可用于半导体体系。
本发明中的半导体有机聚合物涂料和体系可以用于许多导电基板来提供一系列有价值的性质。本发明中的半导体有机聚合物涂料可以是任何导电或半导电性有机聚合物涂料，包括但并不限于，含添加剂或不含添加剂的聚乙炔、聚苯撑、聚呋喃、聚噻吩、聚吡咯、聚(亚芳基亚乙烯基类)和聚苯胺。本发明中的聚合物涂料可以是这些聚合物中的任何一类和任何适宜的热塑性或热固性聚合物、随意地一种或多种普通填料如玻璃纤维、矿物填料、碳纤维等的混合物、组合物或胶体。在Kirk-Othmer化工技术百科全书第四版第9卷61-85(1994)页揭示了各种导电有机聚合物，在此参考其全部内容。该涂料还可以使用一种或多种通常用于涂料或油漆工业的染料或颜料制成彩色涂料，只要染料或颜料不会破坏有机聚合物涂料的电导率。比较理想的涂料包括CATIZE(聚苯胺和锌金属的化合物，如上所述)、BAYTRON P[PEDT(聚3，4-乙烯二氧噻吩)/PSS(聚苯乙烯磺酸酯)聚合物，该聚合物本身具有导电性，透明，实质上无色(淡蓝色)和LIGNO-PANI(聚苯胺)，所有这些涂料可以从GeoTechChemical Company，LLC通过其经销商Seetech，Inc.of Ohio购买到。
本发明中的半导体体系可以应用于任何普通导体或半导体方面，包括但并不限于半导体和电子元件，例如半导体芯片、蓄电池、抗静电膜、导电管、垫圈、电缆保护层、导电纤维、化学传感器、电磁防护罩、气体分离膜、光电元件、电平板印刷应用中的发电层和抗腐蚀用的油漆。在Kirk-Othmer化工技术百科全书第四版第21卷720-816(1994)页揭示了一系列其它的半导体应用及其制备，在此参考其全部内容。该体系可以用于制作半导体芯片内的半导体层，在此半导体有机聚合物涂料取代了常用的半导体材料。可以通过任何一种常用的形成涂层的方法来使用半导体有机聚合物，包括但并不限于以熔融方式或液体状态涂覆在芯片基板上，接着在其表面干燥或固化或聚合。使用液体聚合物的方法之一是用聚合物溶液喷涂该基板，然后干燥形成的聚合物层除去溶剂。该溶剂的选择基于使用的特殊的半导体有机聚合物，可以通过现有技术来实现。理想地，溶剂要选用不会产生挥发性有机体的溶剂，最优选为水，因为那些聚合物不会溶解于水中。其它溶剂包括但不限于的有酒精、碳氢化合物、酯、二甲基亚砜和酮如甲基乙烯基酮或丙酮。本发明中的半导体有机聚合物通过常用的负或正掩蔽法和蚀刻技术加工成任何期望的芯片形状，该蚀刻技术可以采用化学蚀刻和放射物基蚀刻方法。因此，本发明中的半导体体系能够用来替代任何普通的半导体基元件包括但不限于芯片、二极管、整流器、放大器、晶体管和变阻器中的半导体材料。
本发明中的半导体有机聚合物可以是任何期望的分子量(除另外指出所有分子量是重均分子量外)，只要在特定的应用条件下该聚合物能形成薄膜或涂层(即如果低温条件比较普遍，分子量可以更低并能形成涂层或薄膜)。优选分子量在103-107范围，更优选103-106范围。由于有机聚合物的电导率随分子量增加而改变，因此也可能通过聚合物分子量来调节最终元件的半导体属性。使用两种或更多种不同聚合物可以提供不同范围的、接受不同输入的同一元件内的半导电率。
上面涂有半导体有机聚合物的基板可以是导电或不导电的。导电基板可以是金属或非金属的。不导电基板可以是任何可作为绝缘体的材料，如硅晶片或其它非金属基板。在现有技术中对半导体芯片加工过程中的导电或不导电基板的制造已经熟知。
在优选实施例中，本发明为任何易受腐蚀的导电结构提供了一种防止腐蚀的方法，包括用半导体有机聚合物涂料涂覆导电结构和将最终被涂覆的组织连接到定值的电子滤波器上，控制由体系产生的腐蚀杂波，和确定使腐蚀杂波最小化所需的滤波响应(在本发明的上下文中，“腐蚀杂波”一词用于描述由于电腐蚀过程产生的电压波动)。在本发明中的一个实施例中，包括使用可调滤波器来调整滤波响应，从而确定使被涂覆结构产生的杂波最小化所需的滤波响应，然后用至少具有确定的抗腐蚀滤波响应的无源电子滤波器替代可调滤波器。在可选择的实施例中，本发明使用有源电子滤波器和可以连续监测杂波并自动调整滤波响应使体系中的波动最小化的监测体系替代可调滤波器。
本发明通过将半导体有机聚合物涂料耦合到电子滤波器上使腐蚀杂波最小化。电子滤波器所具有的滤波响应在本发明的上下文中定义为在特定频率下杂波的降低级数。如上所述，滤波器可以是无源、低通过率的阻容滤波器或有源滤波器。任何一种情况，滤波器都会使电压波动最小化。在半导体聚合物涂料中的结保持反向偏压。这样，在半导体有机聚合物涂料中从阳极区到阴极区的平均时间电子流降低，涂料被有效地钝化。
无源、低通过率的阻容滤波器实质上是电容器和电阻器的组合。在本发明的体系中，半导体有机聚合物涂料被认为起到一些电阻器的作用，和电容器形成阻容滤波器。适宜的有源滤波器包括但不限于Butterworth(巴特沃兹)滤波器、Bessel滤波器、Sallen-Key滤波器。这些有源滤波器可以买到和/或可以通过现有技术轻易地制造。这些有源滤波器基本上是带有电容器的运算放大器电路。比较理想地是，本发明中的滤波器的主要元件是电容器，在此滤波器响应和在特定频率下降低杂波所需的电容有关。
本发明中的杂波测量部分被用来调整具体应用的体系设计。基于所测的杂波，可以确定和改善体系中必需的滤波器属性和滤波器的安装位置，使其对整个结构表面可以持续起到抗腐蚀作用，即使在更大的组织中，如航空母舰或大跨度的桥梁。在本发明中，被涂覆的表面和低杂波之间的电压波动和高阻抗标准电极被监测。适宜的高阻抗标准电极可以由如饱和甘汞电极或饱和硫酸盐电极制得。适宜本目的的高阻抗标准电极可以从各种器材公司购买到，例如Beckman Instrument or Coming。通过使用这些电极并通过示波器显示电压波动可以监测杂波。可选择地是，通过使用带有数字模拟转换器的程序控制计算机和使用时间序列分析程序如快速傅立叶变换(FFT)分析或最大熵方法(MEM方法)对最终数据进行分析，从电极得到的数据可以被储存和分析。通过这些方法可以提供期望的实时的或延时的结果。通过这些方法可以确定在示波器上形成近似直线(即杂波最小化)所需的滤波响应和滤波器的位置。可以通过在结构上的一个位置来实现，或为了更好地控制，通过在结构表面上的多个位置实现。为使测到的电压波动最小，可以对电子滤波器属性和滤波器安装位置进行调节，这样可以使涂料最大限度地钝化。最终结果是，用于任何期望的组织的抗腐蚀体系的寿命显著增加。这是由于腐蚀杂波的降低，从而显著地降低了半导体有机聚合物涂料的牺牲腐蚀。
本发明中的半导体有机聚合物涂料可以用在许多终端应用上。主要的终端应用是防止导电结构的腐蚀。本发明中防止导电基板腐蚀的体系包括(a)一种半导体有机聚合物涂料，至少同导电结构表面的部分电性连接，和(b)过滤腐蚀杂波的方法，该方法包括将电子接收器如电池或其它电源同滤波器如电容器连接，再连接到被涂覆的导电基板上；和抗腐蚀方法包括1)将导电结构的外表面清洁干净；2)用本发明中半导体有机聚合物涂料涂覆该外表面；3)使用电子滤波器将体系中的腐蚀杂波最小化。
本发明中抗腐蚀方法和体系的关键是测量由整个体系(包括但不限于基板、涂料和滤波器元件)产生的腐蚀杂波和通过使用电子滤波器使杂波最小化。
在抗腐蚀和积垢的实施例中，本发明体系包含两个相互依赖的组成单元(1)半导体有机聚合物涂料，和(2)提供具有涂料的导电基板净负偏压的方法。一般来说，半导体有机聚合物涂料在导电表面清洁干净后再使用，比较理想地是，通过喷射清理对金属表面喷射磨光或对非金属导电结构的类似处理。当通过喷射清理或类似处理对导电表面进行清洁时，表面会有大量的深度0.1密耳(mil)到几个密耳的凹槽或缺口。本发明中的半导体有机聚合物涂料的应用厚度至少比清洁过程中形成的凹槽深度大2密耳，优选2-10密耳厚度，最优选7-9密耳厚度。在没有明显凹槽的光滑表面，涂料的应用厚度可以降低至大约0.5密耳，而最终不会影响体系的性能。
使用本发明的方法和体系保护的结构可以是任何受腐蚀的导电材料。比较理想地是，该结构是含铁金属的金属结构或有色导电金属的金属结构。典型的金属包括但不限于铁、钢和铝。在最理想的实施例中，基板是汽车或其它交通工具的金属体，半导体有机聚合物涂料包含有机导电聚合物(可以选择地含有导电搀杂物，如Zn)和一种或多种提供涂料期望的色彩的染料或颜料。在该实施例中，通过使用单一的涂层可以提供汽车体理想的色彩和抗腐蚀性，比传统的汽车加工中需要采用的复合(主要是3种或更多底漆、颜料和面漆层的复合)涂层有相当大的改善。在比较理想的实施例中，使用本发明中的半导体有机聚合物涂料通过单一浸渍涂覆，对整个汽车车体的暴露部分进行涂覆，和本发明体系的电子监测和滤波装置应用到最终的汽车装配上。
本发明中的半导体有机聚合物涂料比较理想地是包括(a)含有或不含有搀杂物的导电有机聚合物，和(b)可选择地，一种或多种存在或不存在金属氧化物的金属或金属合金。在最理想的实施例中，被包含在涂料中的金属或金属合金是Zn-ZnO体系。导电有机聚合物或涂料中的金属或金属合金(存在时)必须比被保护的导电材料具有更高的氧化电势。最理想地是，基于被保护的大部分才材料的氧化电势考虑，本发明中的半导体有机聚合物涂料包含有一种或多种存在或不存在金属氧化物的金属或金属合金。已经知道大部分金属的标准电极电势，下面列出一些不同金属的电极电势。
标准电极还原电势(相对氢电极)-0.41-0.76-1.63-1.71-2.34-2.38-2.90-2.92(源自CRC Handbook of Chemistry and Physics，60thed，Ed.RobertC.Weast，CRC Press，Inc，Boca Raton，FL，1979)由于本发明体系和方法中的涂料对于被保护的导电材料是牺牲性的，在确定包含在涂料中的金属时，选择标准电极电势比被保护的导电材料更小的金属是很重要的。例如，为了保护Fe(如出现在钢材中)，涂料中可以使用Zn、Ti或其它任何标准电极电势比-0.44更小的金属。当保护标准电极电势很小的金属如铝(-1.68)时，可以采用具有相对大的标准电极电势的金属(如Zn)和具有相对小的标准电极电势的金属(如)Mg混合的合金。这种合金可以给予涂料所必需的牺牲性，而避免仅含有具有很小标准电极电势的金属(如)Mg的涂料过度氧化。也可以通过将具有很小标准电极电势的金属包含在上面提到的粘结剂中，避免涂料过快地牺牲。可以通过将具有很小标准电极电势的金属包含作为硅酸盐粘结剂的平衡离子，代替两种金属的合金。
本发明中的涂料中也可以另外包含n型半导体，如Sn/SnO。另外，该涂料可以和金属一起涂覆，如和Al或Ge来提高涂料的电导率或和1-5％的Li降低涂料的电导率。在本发明中比较理想的涂料内的金属/金属氧化物界面(Zn-ZnO)在电化学体系中可以起二极管的作用。这样，涂料中含有许多充当二极管的微小区域。由于涂料产生腐蚀杂波，在涂料微小区域的电导势中波动会使二极管周期性地开闭。电导势波动和二极管开闭造成涂料牺牲性腐蚀。通过降低涂覆涂料的电导率如使用Li，可能使二极管开闭电势降低到杂波波动曲线的最低点以下。这样会使涂料牺牲腐蚀最小化，而且依然可以保护被保护组织的导电金属。
需要补充的是，通过正确地选择用于导电表面的半导体有机聚合物涂料材料，可以实现传统的被动阻隔和创新的主动阻隔。
在优选实施例中，本发明中涂料内的锌粒和n类半导体的氧化锌，在锌金属和氧化锌的界面形成金属-半导体结。
完成涂料的优选实施例在图1得到展示。图1显示了导电有机聚合物·粘结剂形成的导电模式，表明本发明中比较理想的锌/氧化锌/聚合物涂料(4)是多孔性的。锌粒(1)被氧化锌层(2)所覆盖，氧化锌层(2)具有各种被涂覆的氧化物颗粒，并被导电有机聚合物粘结剂(3)所包围。
本发明中的导电结构可以是任何需要抗腐蚀保护的导电结构，包括金属结构和非金属结构。金属结构的例子包括如轮船、飞机、汽车、军用坦克或运输机的金属交通工具、金属交通工具部件、桥梁、连接机械装置的铁路、容器、管道和金属塔，及更小的结构如生物医学装置。金属交通工具部件的例子包括汽车、飞机、火车、军用陆地交通工具如坦克、轮船和其它海上交通工具的金属部件。容器的例子包括炼油装置、储存窖和储存柜。非金属导电结构的例子包括导电混凝土和导电聚合物组织。腐蚀过程也会影响非金属导电结构，也可以通过本发明使其最小化。导电混凝土已经被建议作为用于制造悬浮的飞机场跑道的可能材料。本发明中的体系可以帮助混凝土防止腐蚀，从而延长混凝土结构的寿命和提高完整性。
本发明中一个显著的优点是通过使半导体有机聚合物涂料的牺牲腐蚀最小化，将该涂料的寿命延长到比常用的涂料保护体系中的涂料大许多倍。在水中通过使用阴极电流也可能实现这个目的，但需要足够大的电流，非常难控制。本发明方法在涂料内部发生作用，当腐蚀介质仅限于空气中被凝结的湿气时，可以防止大气腐蚀。这在保护如汽车车体和其它交通工具的表面，及现代轮船的内表面上是极其重要的，当提供高强度的设计相应地增加了易腐蚀区域时，对保护汽车部件、桥梁、飞机和火车同样重要。
另一个优选实施例是将本发明的方法和体系用于现代轮船的内表面，这时，由于高的含盐量浓缩是最大的腐蚀，同时，没有足够的湿气使阴极保护体系发挥作用。在不使用本发明的杂波滤波器时，涂料中的锌很快浸出，被浓缩物流体腐蚀掉入舱底。然而在金属基板上使用本发明的杂波滤波器时，这种浸提得到有效抑制。
另外，在汽车的底层钢材上采用杂波滤波器基本上不会对随车携带的电子仪器产生干扰，这一点是现在市场上交易的高度计算机化和电子化的汽车重点考虑的。进而，将其应用在轮船底层钢材上产生的干扰没有在轮船里打开一盏灯的大，还不会给敌方的探测仪器提供可发觉的信号，由于使用了杂波滤波器，即使轮船使用电池或其它电源也不会在涂料之外产生可察觉的辐射区。对锌的吸光特性已经清楚地知道，其经常被用于EM防护罩和电子屏蔽。这样，在应用本发明中体系的支撑基组织就不会有可测的EM辐射。
本发明中的定值电子滤波器起电容器的作用，连接有保持电容器反向偏压的电子接受器。比较理想地是，定值电子滤波器是普通电源，例如直流(DC)电源如电池，优选12伏电池；太阳能电池；和交流(AC)电源的组合体。值得注意的是，在本说明书中提到的“电源”，在本发明的体系中没有电流和电压。因此，这个电源术语仅仅为了方便，而不用于暗指电流。如果得到最终的电路，采用的电源比较理想地是可以足以提供0.5-30伏电压，最理想地是10-20伏。定值电子滤波器(即电源和电容器)可以被连接到被涂覆的导电基板上，或直接连接到基板上或涂料上。在优选实施例中，本发明中的电源的负极接线端直接连接在被保护的导电结构上。电源正极接线端经过滤波器/电容器连接到导电结构上，其连接的导电结构部分应远离负极接线端结合处。在本发明中通过采用半导体有机聚合物作为涂料，这些电性连接可以变换为直接在有机聚合物涂料上完成，而不是在导电结构上，或者正极接线端连接到有机聚合物涂料或导电结构其中一个上，负极接线端连接到另外一个上面。电流随接线端间的距离增加而逐渐减小，由于本发明不依赖于电流的建立，因此接线端间的距离不是关键，只要正极和负极接线端不互相接触。比较理想地是正极接线端结合处在组织上的位置距离负极接线端结合处的位置在0.01-30米之间，最理想地是距离负极接线端结合处的位置在5-10米之间。
本发明中的方法可以自动延长体系的寿命。在普通的阴极保护体系中没有对电流和电压进行监测和周期性地控制，因而，本发明的体系中不可能出现在印象深刻的阴极保护体系中未进行控制和严重损坏支撑组织的情况。因此，唯一对涂料寿命影响较大的是风和水产生的磨损。由于涂料的磨损阻力比电镀的稍好一些，涂料的寿命期望延长几十年。此外，使用有源滤波器和监测系统连续对杂波波动进行监测和调整滤波器属性如滤波器响应和终止频率，通过对长期腐蚀的增加造成的牺牲损失率的增加进行抑制，涂料寿命得到延长。
图2是表示本发明的体系的等价电路图。在该电路中，10是溶液电阻(Rs)，11和12分别是电流产生的电势的正极(Ea)和负极(Ec)。13代表电路中的杂波源(En)。感应电流的阻抗分别在14和15中显示。Zn-ZnO的金属-半导体结的边界表示成二极管(D)16。杂波滤波器(F)无论有源或无源滤波器由17表示。
很明显，通过上述技术本发明具有很大的改进和变化。本发明不应仅限于在此所描述的范围，应在所附的权利要求范围内进行理解。
权利要求
1.一种防止与腐蚀环境接触的导电结构受腐蚀的方法，其特征在于该方法包括(a)将半导体有机聚合物涂料涂覆在该导电结构上并将电子滤波器连接到被涂覆的导电结构；(b)监测由被涂覆的导电结构产生的腐蚀杂波并调整该电子滤波器的滤波器属性使腐蚀杂波最小化。
2.根据权利要求1所述的防止腐蚀的方法，其特征在于该电子滤波器包含电源和电容器。
3.根据权利要求1所述的防止腐蚀的方法，其特征在于该监测和调整步骤(b)是通过使用有源滤波器和监测方法连续实现的。
4.根据权利要求1所述的防止腐蚀的方法，其特征在于该电子滤波器包含多个电容器，该步骤(b)还包含在该导电结构上确定该多个电容器各自的位置。
5.根据权利要求1所述的防止腐蚀的方法，其特征在于该导电结构是金属导电结构。
6.根据权利要求5所述的防止腐蚀的方法，其特征在于该金属导电结构包含由含铁金属和导电有色金属组成的组中的一种金属。
7.根据权利要求6所述的防止腐蚀的方法，其特征在于该金属是钢。
8.根据权利要求6所述的防止腐蚀的方法，其特征在于该金属是铝。
9.根据权利要求1所述的防止腐蚀的方法，其特征在于该导电结构是从由桥的构件、连接机械装置的铁路、炼油装置、容器、金属塔和导电混凝土结构组成的组中挑选出的。
10.根据权利要求1所述的防止腐蚀的方法，其特征在于该导电组织是从由汽车、汽车部件、卡车、公共汽车和建筑设备组成的组中挑选出的。
11.根据权利要求1所述的防止腐蚀的方法，其特征在于该半导体有机聚合物涂料包含导电有机聚合物和一种或多种金属、金属合金或非金属半导体材料。
12.根据权利要求11所述的防止腐蚀的方法，其特征在于该半导体有机聚合物选自聚乙炔、 聚苯撑、聚呋喃、聚噻吩、聚吡咯、聚(亚芳基亚乙烯基)、聚苯胺及其混合物。
13.根据权利要求11所述的防止腐蚀的方法，其特征在于该一种或多种金属、金属合金选自Zn、Ti、Al、Ga、Ce、Mg、Ba、Cs及相应的金属氧化物和合金。
14根据权利要求13所述的防止腐蚀的方法，其特征在于该一种或多种金属、金属合金选自Zn、Ti、Al、Ga、Ce、Mg、Ba、Cs中的一种或多种金属和一种或多种组中金属形成的金属氧化物的混合物。
15.根据权利要求13所述的防止腐蚀的方法，其特征在于该一种或多种金属、金属合金是锌/氧化锌的组合物。
16.根据权利要求1所述的防止腐蚀的方法，其特征在于该半导体有机聚合物涂料还包含一种或多种染料或颜料。
17.一种用于防止导电组织腐蚀的体系，其特征在于，该组织包括(a)半导体有机聚合物涂料；(b)定值电子滤波器；(c)腐蚀杂波监测体系；和(d)可调滤波器。
18.根据权利要求17所述的体系，其特征在于该腐蚀杂波监测体系还包含高阻抗的标准电极和示波器。
19.根据权利要求17所述的体系，其特征在于该可调滤波器选自手调滤波器和有源滤波器组成的组中挑选的。
20.根据权利要求17所述的体系，其特征在于该半导体有机聚合物涂料包含导电有机聚合物和一种或多种金属、金属合金或非金属半导体材料。
21.根据权利要求20所述的体系，其特征在于该半导体有机聚合物是选自聚乙炔、聚亚苯基、聚呋喃、聚噻吩、聚吡咯、聚芳基亚乙烯基、聚苯胺及其混合物。
22.根据权利要求20所述的体系，其特征在于该一种或多种金属、金属合金选自Zn、Ti、Al、Ga、Ce、Mg、Ba、Cs及相应的金属氧化物和合金。
23.根据权利要求22所述的体系，其特征在于该一种或多种金属、金属合金选自Zn、Ti、Al、Ga、Ce、Mg、Ba、Cs中的一种或多种金属和一种或多种组中金属形成的金属氧化物的混合物。
24.根据权利要求22所述的体系，其特征在于该一种或多种金属或金属合金是锌/氧化锌的混合物。
25.根据权利要求17所述的体系，其特征在于该半导体有机聚合物涂料还包含一种或多种染料或颜料。
26.一种抗腐蚀的交通工具，其特征在于，该交通工具包括具有一种或多种外部件的交通工具，至少一个该一种或多种外部件涂有半导体有机聚合物涂料层；腐蚀杂波监测体系；和可调滤波器。
27.根据权利要求26所述的交通工具，其特征在于该腐蚀杂波监测体系还包含高阻抗的标准电极和示波器。
28.根据权利要求26所述的交通工具，其特征在于该可调滤波器是有源滤波器。
29.根据权利要求26所述的交通工具，其特征在于该半导体有机聚合物涂料包含导电有机聚合物和一种或多种金属、金属合金或非金属半导体材料。
30.根据权利要求29所述的交通工具，其特征在于该半导体有机聚合物选自聚乙炔、聚亚撑、聚呋喃、聚噻吩、聚吡咯、聚(亚芳基亚乙烯基)、聚苯胺及其混合物。
31.根据权利要求29所述的交通工具，其特征在于该一种或多种金属、金属合金选自Zn、Ti、Al、Ga、Ce、Mg、Ba、Cs及相应的金属氧化物和合金。
32.根据权利要求31所述的交通工具，其特征在于该一种或多种金属、金属合金选自Zn、Ti、Al、Ga、Ce、Mg、Ba、Cs中的一种或多种金属和一种或多种组中金属形成的金属氧化物的混合物。
33.根据权利要求31所述的交通工具，其特征在于该一种或多种金属或金属合金是锌/氧化锌的混合物。
34.根据权利要求26所述的交通工具，其特征在于该半导体有机聚合物涂料还包含一种或多种染料或颜料。
35.根据权利要求34所述的交通工具，其特征在于该交通工具是汽车，该一种或多种外部件是车体的外体嵌板。
36.一种半导体体系，特征在于其包括半导体有机聚合物涂料；和选自电容器、定值滤波器和可调滤波器的电子元件，该电子元件电性地与该半导体有机聚合物涂料连接。
37.根据权利要求36所述的半导体体系，其特征在于该电子元件是可调滤波器。
38.根据权利要求37所述的半导体体系，其特征在于该可调滤波器是有源滤波器。
39.根据权利要求36所述的半导体体系，其特征在于该半导体有机聚合物涂料包含导电有机聚合物和一种或多种金属、金属合金或非金属半导体材料。
40.根据权利要求39所述的半导体体系，其特征在于该半导体有机聚合物选自聚乙炔、聚亚撑、聚呋喃、聚噻吩、聚吡咯、聚(亚芳基亚乙烯基)、聚苯胺及其混合物。
41.根据权利要求39所述的半导体体系，其特征在于该一种或多种金属、金属合金选自Zn、Ti、Al、Ga、Ce、Mg、Ba、Cs及相应的金属氧化物和合金。
42.根据权利要求41所述的半导体体系，其特征在于该一种或多种金属、金属合金选自Zn、Ti、Al、Ga、Ce、Mg、Ba、Cs中的一种或多种金属和一种或多种组中金属形成的金属氧化物的混合物。
43.根据权利要求41所述的半导体体系，其特征在于该一种或多种金属或金属合金是锌/氧化锌的混合物。
44.根据权利要求36所述的半导体体系，其特征在于该半导体有机聚合物涂料还包含一种或多种染料或颜料。
45.根据权利要求36所述的半导体体系，其特征在于该半导体体系还包含涂有该半导体有机聚合物的基板，该体系由半导体芯片、二极管、整流器、放大器、晶体管和变阻器组成的组中挑选的半导体元件组成。
全文摘要
为了提供更广泛系列的半导体元件和一种可以防止同腐蚀环境接触的金属组织表面受腐蚀的体系，本发明提供了一种将有机涂料、电子及半导体技术结合的半导体体系，该体系包括a)半导体有机聚合物涂料，至少同部分表面接触；和b)电子滤波器，用于过滤腐蚀杂波，及一种使用该体系防止腐蚀的方法。
文档编号C23F13/04GK1526036SQ02811467
公开日2004年9月1日 申请日期2002年6月7日 优先权日2001年6月8日
发明者大卫B·道林, 大卫B 道林 申请人:实用半导体公司