微弧氧化处理的镁合金上的表面处理方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请基于35 U.S.C. § 119(e)要求美国临时申请61/963,017的权益，该美国临 时申请于2013年11月21日提交，并且该美国临时申请通过引用而全部结合在本文中。
技术领域
[0003] 本发明涉及一种在微弧氧化（MAO)处理的镁（Mg)合金表面上形成功能性的涂层 的方法，以改变其表面性质。
【背景技术】
[0004] 由于例如轻量化、高强度重量比，良好的电磁屏蔽性质以及可铸性的良好性质，镁 合金已经越来越多地应用在笔记本电脑的壳体和移动电话的壳体材料。然而，因为在电动 势（electromotive force series)和电位势（galvanic series)两方面序列中的活跃位 置，镁合金在大气环境中很快腐蚀，尤其是在潮湿环境中[1]。因此，防腐表面处理对于镁合 金产品来说是一个不可缺少的制造过程。
[0005] 在各种防腐表面处理方法中，微弧氧化（MAO)处理是有前途且有效的，从而将具 有较好粘合性的厚陶瓷层形成到基板，这同样是兼顾环保性和高性价比。使用电解液将复 合镁基陶瓷层形成在其表面上。然而，制造厂商在一些方面并不满意MAO的表面性能。首 先，耐腐蚀性需要进一步增强。其次，MAO处理的表面层是绝热和绝缘的。当MAO过程应用 到电子壳体材料时，绝缘性质将影响镁合金的一些性质，包括散热性，导电性，和抗电磁干 扰性，尤其是在内表面上。第三，使用者并不满意MAO处理的表面的颜色。经过MAO处理之 后，颜色选择是有限的，即不同比例下的灰色。
[0006] 因此，需要提供一种在MAO处理的镁合金表面上的满意的表面处理方法。
【发明内容】
[0007] 鉴于前述的【背景技术】，本发明的目的是提供一种在MAO处理的镁合金表面上的另 一种表面处理方法。
[0008] 因此，一方面，本发明是一种微弧氧化处理的镁（Mg)合金的处理表面的方法，其 包括以下步骤：
[0009] a.提供一种MAO处理的镁合金样品；
[0010] b.将样品浸入到溶液中；和
[0011] C.将步骤（b)的样品进行干燥；
[0012] 其中，从步骤（C)所获得的已处理样品的表面是超疏水的。
[0013] 在本发明的示范性实施方式中，步骤（C)之后，已处理样品的表面的水接触角至 少为140.4°。在另一个示范性实施方式中，步骤（a)的样品在步骤（b)之前通过NaOH溶 液所蚀刻。在另外的示范性实施方式中，该溶液选自于由全氟癸基三甲氧基硅烷（perf Iuor odecyltrimethoxysilane),正辛基三乙氧基硅烷（triethoxyoctylsilane)和全氟癸基三 乙氧基硅烷（perfluorodecyltriethoxysilane)组成的组。
[0014] 在另一示范性实施方式中，溶液是与硅烷混合的四乙基原硅酸酯，并且步骤（b) 和步骤（C)重复两次。
[0015] 在第二方面中，本发明提供了一种镁合金，其包括5-40 μπι厚度的镁基陶瓷层；和 其上的超疏水涂层，该涂层包括硅烷层，从而该表面具有至少140.4°的水接触角。
[0016] 在示范性实施方式中，该产品是通过
【发明内容】
部分的第2到7段中所述的过程而 进行制造。在另一示范性实施方式中，合金表面包括鳞片状结构，并且鳞片状结构的薄片具 有100到200nm的长度。
[0017] 在示范性实施方式中，该产品是通过在
【发明内容】
部分的第2到6段以及第8段中 所述的过程而制造。在另一示范性实施方式中，该表面包括具有200nm大小的纳米颗粒。
[0018] 在第三方面中，本发明提供了一种处理微弧氧化处理的镁合金的表面的方法，包 括：
[0019] a.提供微弧氧化处理的镁合金样品；
[0020] b.在乙醇溶液中利用醋酸镍溶液预处理该样品；
[0021] c.通过还原剂溶液而活化该已预处理样品；以及
[0022] d.通过沉积溶液将化学镀镍（electro-less Ni)形成在已活化的样品的表面上。
[0023] 其中，从步骤（d)获得的已处理样品是导电的。
[0024] 在示范性实施方式中，还原剂溶液是NaBH4Z醇溶液。在另一示范性实施方式中， 沉积溶液包括NiSO 4 · 6H20、NaH2PO2 · H20、柠檬酸钠、H3B03、C3H6O 3W及硫脲。在另一示范性 实施方式中，从步骤（d)获得的已处理样品的表面电阻小于0.05Q/Sq，并且通过四点探针 测试法进行测量。
[0025] 在第四方面中，本发明提供了镁合金，其包括在合金上的10-30 μ m厚度的镍层， 在其之间的微弧氧化处理层的厚度为5-40 μπι。该镍层在微弧氧化处理层上形成均匀表面， 以提供改善的导电性，从而合金具有小于〇. 05 Ω/Sq的表面电阻。
[0026] 在一个示范性实施方式中，微弧氧化处理层具有一些气孔，其具有由镍填充的 1-3 μ m的平均孔径。在另一示范性实施方式中，产品是通过第三方面中的过程所制造。
[0027] 在第五方面中，本发明提供了一种微弧氧化处理的镁合金表面的处理方法，其包 括：
[0028] a.提供微弧氧化处理的镁合金样品；
[0029] b.将样品浸入到硅烷溶液中；
[0030] c.将步骤（b)的样品进行干燥；以及
[0031] d.对步骤（C)的样品进行退火；
[0032] 其中，该溶液是与硅烷相混合的四乙基原硅酸酯，并且步骤（b)和步骤（C)重复三 次以上，其中，表面的颜色与标准颜色代码PANT0NE 19-0303匹配。
[0033] 在第六方面，本发明提供了一种镁合金，其包括5-40 μπι厚度的镁基陶瓷层，和在 其上的硅烷涂层，其中该合金的表面颜色与标准颜色代码ΡΑΝΤ0ΝΕ 19-0303相匹配。在示 范性实施方式中，镁合金是通过第五方面的过程所制造的。
【附图说明】
[0034] 图I (a)和（b)示出了在化学蚀刻过程中形成在MAO处理表面上的纳米结构和其 水接触角。
[0035] 图2(a)和（b)示出了通过溶胶-凝胶过程形成在MAO处理表面上的平均尺寸为 200nm的纳米颗粒及其水接触角。
[0036] 图3 (a)和（b)示出了通过EDX在MAO处理样品上的Ni沉积表面的SEM图以及表 面上的Ni分布。
[0037] 图4 (a)和（b)示出了通过EDX在MAO处理样品上的Ni沉积横截面的SEM图以及 横截面的Ni