專利名稱：氣相沉積的鋁表面的不含鉻的鈍化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涂布于例如含鐵金屬(ferrous metal)、其它金屬和非金屬的基材上的氣相沉積的鋁表面的鈍化。更具體地，本發(fā)明涉及鋼基材上的氣相沉積的鋁。
背景技術(shù)：
慣常地，鉻已被廣泛用于在涂布隨后的層(例如電鍍金屬或干燥的(siccative)有機涂層)之前鈍化諸如金屬部件的基材。然而，即便是由三價鉻獲得的相對安全的鈍化也會與涉及以下的規(guī)定沖突(a)廢棄電子電氣設(shè)備(WEEE)的收集、再利用和再循環(huán)，(b)在電子設(shè)備中使用有害物質(zhì)的限制(RoHS)，和/或(c)汽車、器具和其它設(shè)備的報廢汽車(ELV)管理的要求。因此，使用鉻作為實例，盡管三價鉻比六價鉻安全，但這兩種鉻源導(dǎo)致形成含 有鉻的物件，其是重金屬，并且與尤其要服從上述規(guī)定。因此，長期以來期望用不那么有害的材料來代替基于鉻的鈍化。一種此類不那么有害的材料是鋁。然而，鋁本身是有點活潑的金屬，并且盡管其能夠?qū)ο聦拥母顫姷慕饘?例如鐵)提供保護，其本身也會發(fā)生腐蝕。此外，氣相沉積的鋁鈍化層通常相當(dāng)薄，從而即便是少量的鋁腐蝕也會導(dǎo)致被氧化的鋁與下層的基材接觸，從而使隔離和保護基材的努力受挫。正如很容易理解地，如果被涂布以提供鈍化的層本身被腐蝕，其可能不能像期望的那樣令人滿意地起鈍化的作用。因此，長期以來期望為氣相沉積的鋁表面提供改善的鈍化，但盡管已進行了很多嘗試，這種長期尋求的目標(biāo)仍未實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了為氣相沉積的鋁表面提供改善的鈍化的長期問題的解決方案。因此，在一個實施方式中，本發(fā)明包括用于鈍化基材上氣相沉積的鋁層的方法，包括提供基材，其表面上包含氣相沉積的鋁；用包含六氟鋯酸鹽的、水性的、基本不含鉻的組合物處理所述基材的表面；以及用水淋洗所述處理的表面。在另一個實施方式中，本發(fā)明包括用于鈍化基材上氣相沉積的鋁層的方法，包括在基材上氣相沉積鋁層；用包含六氟鋯酸鹽的、水性的、基本不含鉻的組合物處理具有氣相沉積的鋁的基材；以及用水淋洗所述處理的基材。在一個實施方式中，在任一前述方法中，包含六氟鋯酸鹽的、不含鉻的組合物還包含鎂鹽、鎳鹽、鋅鹽或者鎂鹽、鎳鹽和鋅鹽中任意兩種或更多種的組合。在一個實施方式中，在任一前述方法中，氣相沉積的鋁通過在環(huán)境氣氛(surrounding atmosphere)中使具有分解溫度(decomposition temperature)的含金屬前體分解而被涂布在表面上，其中基材被保持在高于前體的分解溫度的溫度，同時環(huán)境氣氛被保持在低于前體的分解溫度的溫度。在一個實施方式中，在任一前述方法中，氣相沉積的鋁通過化學(xué)氣相沉積、離子氣相沉積和物理氣相沉積中的一種或者兩種或更多種的組合而被涂布在表面上。在一個實施方式中，在任一前述方法中，基材包含其上氣相沉積有鋁的含鐵金屬。在一個實施方式中，所述含鐵金屬是鋼。在一個實施方式中，在任一前述方法中，所述水性的、不含鉻的組合物不含有添加的鋅尚子。在一個實施方式中，在任一前述方法中，所述水性的、不含鉻的組合物不含有添加的堿金屬離子。 在一個實施方式中，在任一前述方法中，所述方法還包括在被處理的鋁層上方沉積至少一層附加的層，其中所述附加的層包括一層或多層金屬層或有機涂層。在一個實施方式中，在任一前述方法中，六氟鋯酸鹽以六氟鋯酸、六氟鋯酸銨、六氟鋯酸季銨鹽、六氟鋯酸堿金屬鹽、六氟鋯酸堿土金屬鹽或六氟鋯酸過渡金屬鹽中的一種或者任意兩種或更多種的混合物的形式提供。在以下的詳細描述中提供進一步的細節(jié)，以便提供本發(fā)明的書面描述以及其制備和使用的方式和方法，使得任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均能夠制備和使用本發(fā)明而不需過度的實驗，并且給出本發(fā)明人所構(gòu)思的用于實施本發(fā)明的最佳方式。
具體實施方式
定義在整個公開和權(quán)利要求書中，范圍和比例的數(shù)值限制可以被組合，并且所用范圍均被認為是包括單位增量的所有子范圍。在整個公開和權(quán)利要求書中，當(dāng)列出變量時，本公開被認為是包括列出的每一個變量與其它列表中每一個變量的所有可能的組合，從而所有可能的變量的每一種組合均在本發(fā)明的公開范圍內(nèi)。此外，列出的變量的組中任何單獨成員可以從列表中刪除，且由這種刪除所導(dǎo)致的每個子組合也在本發(fā)明的公開范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明處理的典型部件是緊固件，例如螺栓、螺絲、螺母、其它類型的緊固元件，例如鉸鏈、連接器、鉤型緊固件等，以及所有類型的金屬制品、固定裝置和配件，包括門、櫥柜、廚房、商業(yè)、工業(yè)和農(nóng)業(yè)金屬制品和配件。除了前述之外，在針對任何實施方式所公開的任何工藝步驟之前，可將基材通過各種已知的方法進行清潔。例如，基材可以被脫脂、洗滌、干燥、腌潰等。腌潰可以通過任何公知的腌潰方法進行，例如通過使用單獨的或混合的礦物無機酸，例如鹽酸、硫酸、硝酸和
氫氟酸。氣相沉積方法在基材上進行氣相沉積鋁層的方法可以包括任何已知的氣相沉積方法，包括例如化學(xué)氣相沉積(CVD)、離子氣相沉積(IVD)和/或物理氣相沉積(PVD)中的一種或者兩種或更多種的組合。如本領(lǐng)域中已知的，CVD方法包括，例如低壓CVD (LPCVD)、等離子體增強的CVD (PECVD)、等離子體輔助的CVD (PACVD)、遠程等離子體增強的(RPECVD)、原子層CVD(ALCVD)、熱絲(hot wire)CVD (HWCVD -也稱為催化 CVD (Cat-CVD)或熱絲(hot filament)CVD (HFCVD))、金屬有機化學(xué)氣相沉積(M0CVD)、混合物理化學(xué)氣相沉積(HPCVD)、快速熱CVD (RTCVD )、氣相外延(VPE)和電子回旋共振化學(xué)氣相沉積(ECR CVD)。IVD方法是本領(lǐng)域公知的，且可以在約6X 10_3Torr的真空下進行。向待涂布的金屬表面施加高的負電位。帶正電的氬離子持續(xù)轟擊這些表面以除去污染物和水蒸氣。金屬(如鋁)被氣化，并被金屬基材上的負電荷吸引。在一個實 施方式中，使用(直接)離子束沉積(IBD)來進行鋁的氣相沉積。如本領(lǐng)域中已知的，PVD方法，包括例如蒸發(fā)沉積、電子束物理氣相沉積、濺射沉積、直流電弧沉積、陰極電弧沉積、過濾式陰極電弧(FCA)沉積、脈沖激光沉積、激光燒蝕和DC/RF平面磁控濺射。一些氣相沉積方法的另外的信息可見于例如ASM Handbook, SurfaceEngineering,Vol. 5，^Vacuum Deposition,Reactive Evaporation，and GasEvaporation' ASM International (1999)，556-571 頁。CVD、IVD和/或PVD的任何已知方法均可以根據(jù)本發(fā)明用于將鋁層氣相沉積在基材上。此外，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，這些方法中的任意一種可以與這些方法中的任意另一種組合，例如按次序組合。在一個實施方式中，氣相沉積方法是MOCVD方法，例如公開于美國專利第7，387，815B2號("US 7387815")中的方法，對于另外的細節(jié)可參閱其公開內(nèi)容，且其公開內(nèi)容引入本文以供參考。US 7387815中公開的方法通過含金屬的前體的分解而在基材上沉積基本上純的、保形的金屬層。在該沉積方法的過程中，使基材保持在高于前體的分解溫度的溫度下，同時使環(huán)境氣氛保持在低于前體的分解溫度的溫度下。將前體分散在傳輸介質(zhì)中，例如蒸汽相中。前體可以是，例如金屬烷基化合物。對于鋁，公開的前體包括液體金屬燒基化合物，例如二甲基招、_■甲基氣化招、二乙基招、_■乙基氣化招、二異丁基招、_■異丁基氫化鋁、或其它式R1R2R3Al的三烷基鋁或二烷基氫化鋁分子，其中R1、R2和R3是支鏈的、直鏈的或環(huán)狀的烴基配體或氫，并且其中R1、R2和R3中的碳原子數(shù)為C1至約C12。所選的配體還可以包括雙官能化的且與兩個或三個鋁原子鍵合的那些，例如丁二烯基或異戊二烯基。所選的液體/蒸汽前體組合物可以含有任意或所有上述物質(zhì)的混合物。US 7387815提出，上述R1、R2和R3優(yōu)選地選自乙基、異丁基和氫，最優(yōu)選的化合物是三異丁基鋁、二異丁基氫化鋁或二者的混合物。US 7387815公開了傳輸介質(zhì)還可以含有金屬烷基在多種非反應(yīng)性溶劑中的稀溶液，所述非反應(yīng)性溶劑的沸點范圍為約60°C至約200°C以上，且烷基鋁的濃度范圍為約5至約 95wt%。US 7387815還公開了多種方法可以用于將基材加熱至期望的溫度，包括間接的“非接觸式”加熱方法，其中基材的加熱通過電磁感應(yīng)或用微波、UV或IR能量輻射來誘導(dǎo)。在可選的實施方式中，感應(yīng)加熱方法，例如電磁感應(yīng),通過在基材中誘導(dǎo)電流而產(chǎn)生熱。在一個實施方式中，如US 5191099中所公開的，以二甲基乙基胺鋁烷[(CH3)2(CH3CH2)N=AlH3W形式向氣相沉積方法提供招，對于另外的細節(jié)可參閱其公開內(nèi)容，且其公開內(nèi)容引入本文以供參考。在另一個實施方式中，如US 5880303中所公開的，以酰氨/胺鋁烷絡(luò)合物H2Al [ (R1) (R2) NC2H4NR3](其中R1、! 2和R3各自獨立地為H或C1-C3烷基)的形式向氣相沉積方法提供鋁，對于另外的細節(jié)可參閱其公開內(nèi)容，且其公開內(nèi)容通過引入本文以供參考。在其它實施方式中，如US 6121443、US 6143357或US 6500250中所公開的，以有機金屬化合物的形式向氣相沉積方法提供鋁，對于另外的細節(jié)可參閱其公開內(nèi)容，且其公開內(nèi)容引入本文以供參考。沉積在基材上的鋁的鈍化
氣相沉積在基材上的鋁層的鈍化方法包括用水性的、基本上不含鉻的組合物處理該層和基材，所述組合物含有六氟鋯酸鹽或者六氟鋯酸鹽以及(a)鎂鹽、(b)鎳鹽或(C)鋅鹽或(d)鎂鹽、鎳鹽和鋅鹽中的任意兩種或更多種的組合。水性的組合物可通過任何適當(dāng)?shù)姆椒ㄍ坎贾粱?，所述方法包括，例如噴霧、浸潰、浸沒、成批桶處理(barrel treatment inbulk)、刷涂、擦拭或任何其它的適于將水性液體涂布至固體基材的方法。當(dāng)氣相沉積的鋁已在成批工藝步驟中(例如在桶或其它成批設(shè)備中)涂布時，在一個實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的方法的后續(xù)步驟，即用水性的組合物處理，也可以在相同的桶或成批設(shè)備中進行。六氟鋯酸鹽可以以酸形式(H2ZrF6)或鹽形式提供，其中六氟鋯酸鹽的陽離子部分可以是，例如一個或多個銨離子、季銨離子、堿金屬離子、堿土金屬離子或過渡金屬離子。因此,可以以六氟鋯酸、六氟鋯酸銨、六氟鋯酸季銨鹽、六氟鋯酸堿金屬鹽、六氟鋯酸堿土金屬鹽或六氟鋯酸過渡金屬鹽中的一種或任意兩種或更多種的混合物的形式將六氟鋯酸鹽提供至水性的、基本上不含鉻的組合物。為了方便起見，六氟鋯酸鹽在本文中被簡單地稱為六氟鋯酸鹽，且其被認為是包括酸形式以及任意的鹽形式，除非其被另外明確指明為酸形式或一種或多種特定的鹽形式。在一個實施方式中，季銨離子獨立地包含四個C1-C4烷基。在一個實施方式中，含有六氟鋯酸鹽的、水性的、基本上不含鉻的組合物含有約0. 001摩爾/升(M)至約0. 25M的六氟鋯酸鹽。在另一個實施方式中，水性的組合物含有約0. 004M至約0. IM的六氟鋯酸鹽。在另一個實施方式中，水性的組合物含有約0. 008M至約0. 05M的六氟鋯酸鹽。在另一個實施方式中，水性的組合物含有約0. 008M至約0. 012M的六氟鋯酸鹽。在另一個實施方式中，水性的組合物含有約0. 02M的六氟鋯酸鹽，且在一個實施方式中，含有約0. 0196M的六氟鋯酸鹽。在一個實施方式中，當(dāng)水性的、基本上不含鉻的組合物含有六氟鋯酸鹽以及(a)鎂鹽時,組合物含有鎂鹽的濃度為約0. Oi摩爾/升(M)至約1M。在另一個實施方式中，組合物含有鎂鹽的濃度為約0.03摩爾/升(M)至約o. 2M。在另一個實施方式中，組合物含有鎂鹽的濃度為約0.05摩爾/升(M)至約o. 1M。在另一個實施方式中，組合物含有鎂鹽的濃度為約0.06摩爾/升(M)至約o. 08M。在另一個實施方式中，組合物含有鎂鹽的濃度為約0. 072 摩爾 / 升(M)。鎂鹽可以與任何適當(dāng)?shù)钠胶怆x子一起提供，且在一個實施方式中，其以硝酸鎂的形式提供。其它適當(dāng)?shù)钠胶怆x子包括，例如硫酸根、磷酸根、磺酸根、膦酸根、碳酸根等。在一個實施方式中，當(dāng)水性的、基本上不含鉻的組合物含有六氟鋯酸鹽以及(b)鎳鹽時,組合物含有鎳鹽的濃度為約0.008摩爾/升(M)至約1M。在另一個實施方式中，組合物含有鎳鹽的濃度為約0. Oi摩爾/升(M)至約o. 2M。在另一個實施方式中，組合物含有鎳鹽的濃度為約0. 025摩爾/升(M)至約0. 1M。在另一個實施方式中，組合物含有鎳鹽的濃度為約0. 03摩爾/升(M)至約0.05M。在另一個實施方式中，組合物含有鎳鹽的濃度為約0. 032 摩爾 / 升(M)。鎳鹽可以與任何適當(dāng)?shù)钠胶怆x子一起提供，且在一個實施方式中，其以硫酸鎳的形式提供。其它適當(dāng)?shù)钠胶怆x子包括，例如硝酸根、磷酸根、磺酸根、膦酸根、碳酸根等。在一個實施方式中，當(dāng)水性的、基本上不含鉻的組合物含有六氟鋯酸鹽以及(C )鋅鹽時,組合物含有鋅鹽的濃度為約0.001摩爾/升(M)至約1M。在另一個實施方式中，組合物含有鋅鹽的濃度為約o. Oi摩爾/升(M)至約o. 2M。在另一個實施方式中，組合物含有鋅鹽的濃度為約0.02摩爾/升(M)至約o. 1M。在另一個實施方式中，組合物含有鋅 鹽的濃度為約0.03摩爾/升(M)至約o. 05M。在另一個實施方式中，組合物含有鋅鹽的濃度為約0.04摩爾/升(1)。鋅鹽通常以二價鋅鹽的形式提供。鋅鹽可以與任何適當(dāng)?shù)钠胶怆x子一起提供，且在一個實施方式中，其以硫酸鋅的形式提供。其它適當(dāng)?shù)钠胶怆x子包括，例如乙酸根、磷酸根、磺酸根、膦酸根、碳酸根等。在一個實施方式中，水性的、基本上不含鉻的組合物含有六氟鋯酸鹽以及(d)鎂鹽、鎳鹽和/或鋅鹽的組合，該組合物含有上述范圍內(nèi)的鎂鹽、鎳鹽和/或鋅鹽。在一個實施方式中，水性的、基本上不含鉻的組合物含有六氟鋯酸鹽以及鎂鹽和鎳鹽的組合，該組合物含有鎂與鎳的比例為約1:20至約20:1，或者該范圍內(nèi)的任意比例。在一個實施方式中，水性的、基本上不含鉻的組合物含有六氟鋯酸鹽以及鎂鹽和鋅鹽的組合，該組合物含有鎂與鋅的比例為約1:20至約20:1，或者該范圍內(nèi)的任意比例。在一個實施方式中，水性的、基本上不含鉻的組合物含有六氟鋯酸鹽以及鋅鹽與鎳鹽的組合，該組合物含有鋅與鎳的比例為約1:20至約20:1，或者該范圍內(nèi)的任意比例。在一個實施方式中，水性的、基本上不含鉻的組合物含有六氟鋯酸鹽以及鎂鹽、鎳鹽和鋅鹽的組合，該組合物含有鎂、鎳、鋅的比例在上述范圍內(nèi)。當(dāng)水性的、基本上不含鉻的組合物含有六氟鋯酸鹽以及鎂鹽、鎳鹽和/或鋅鹽的組合時，六氟鋯酸鹽可以與鎂、鎳或鋅中的任一種一起以其平衡離子的形式提供。六氟鋯酸鹽、鎂、鎳和鋅中每一種的前述濃度可以適當(dāng)?shù)卦谇笆龇秶鷥?nèi)獨立地選擇和組合。即，六氟鋯酸鹽、鎂鹽、鎳鹽和/或鋅鹽的濃度的每一種可能的組合均被認為是落在前述公開的范圍內(nèi)，盡管沒有刻板地列舉每個可能的組合。因此，例如，六氟鋯酸鹽可以為或接近與鎂、鎳和鋅離子中的任意一種或多種組合的上述范圍的上限，而鎂、鎳和鋅離子可以在相當(dāng)?shù)幕蚋偷臐舛?。類似地，六氟鋯酸鹽可以為或接近與鎂、鎳和鋅離子中的任意一種或多種組合的上述范圍的下限，而鎂、鎳和鋅離子可以在相當(dāng)?shù)幕蚋叩臐舛?。本領(lǐng)域技術(shù)人員會很容易識別、理解和得出，所有這些可能的組合均在本公開內(nèi)容的范圍內(nèi)。在一個實施方式中,含有六氟錯酸鹽或者六氟錯酸鹽以及(a)鎂鹽、(b)鎳鹽、(C)鋅鹽或(d)鎂鹽、鎳鹽和鋅鹽中任意兩種或更多種的組合的、水性的、基本上不含鉻的組合物，除了調(diào)節(jié)PH的酸或堿之外基本上不含有其它附加的成分。因此，在一個實施方式中，含有六氟錯酸鹽或者六氟錯酸鹽以及(a)鎂鹽、(b)鎳鹽、(C)鋅鹽或(d)鎂鹽、鎳鹽和鋅鹽中任意兩種或更多種的組合的、水性的、基本上不含鉻的組合物，不含有添加劑，例如添加的表面活性劑、其它添加的金屬離子(除了前述的用于PH調(diào)節(jié)的)、添加的鹽或緩沖劑。因此，在各種實施方式中，水性的、基本上不含鉻的組合物基本上由六氟鋯酸鹽組成、基本上由六氟錯酸鹽和鎂鹽組成、基本上由六氟錯酸鹽和鎳鹽組成、或者基本上由六氟錯酸鹽和鋅鹽組成、或者基本上由六氟鋯酸鹽與鎂鹽、鎳鹽和鋅鹽中任意兩種或更多種的組合組成。含有六氟錯酸鹽或者六氟錯酸鹽以及(a)鎂鹽、(b)鎳鹽、(C)鋅鹽或(d)鎂鹽、鎳鹽和鋅鹽中任意兩種或更多種的組合的、水性的、基本上不含鉻的組合物，在其被涂布至氣相沉積的鋁基材的過程中被攪動或攪拌以幫助保持成分的濃度的均一性，并從而保持所施加的處理的均一性。在一個實施方式中,含有六氟錯酸鹽或者六氟錯酸鹽以及(a)鎂鹽、(b)鎳鹽、(C)鋅鹽或(d)鎂鹽、鎳鹽和鋅鹽中任意兩種或更多種的組合的、水性的、基本上不含鉻的組合物，被保持在約2. 5至約6的pH，并且在另一個實施方式中，該組合物被保持在約3至約5的pH，并且在另一個實施方式中，該組合物被保持在約4至約4. 5的pH。在一個實施方式中,含有六氟錯酸鹽或者六氟錯酸鹽以及(a)鎂鹽、(b)鎳鹽、(C)鋅鹽或(d)鎂鹽、鎳鹽和鋅鹽中任意兩種或更多種的組合的、水性的、基本上不含鉻的組合 物，在約20°C至約160°C的溫度下涂布，并且在另一個實施方式中，該組合物在約40°C至約70°C的溫度下涂布。在一個實施方式中,含有六氟錯酸鹽或者六氟錯酸鹽以及(a)鎂鹽、(b)鎳鹽、(C)鋅鹽或(d)鎂鹽、鎳鹽和鋅鹽中任意兩種或更多種的組合的、水性的、基本上不含鉻的組合物，被涂布約I分鐘至約10分鐘的時間，并且在另一個實施方式中，該組合物被涂布約2分鐘至約6分鐘的時間，并且在另一個實施方式中，該組合物被涂布約4分鐘的時間。在一個實施方式中，在本文中所述的根據(jù)本發(fā)明的任何方法中，所述方法可以進一步包括在被處理的鋁層上沉積至少一層另外的層，其中所述另外的層包括一層或多層金屬層或有機涂層。另外的金屬層可以通過電沉積、化學(xué)鍍或浸鍍中的任意一種或多種，通過這些本領(lǐng)域已知的方法中的任何適當(dāng)?shù)姆椒▉沓练e。另外的有機涂層可以是任何已知的用于金屬物體的涂層，例如干燥的有機涂層、涂料、潤滑劑、密封劑、抗蝕材料或本領(lǐng)域已知的任何其它適當(dāng)?shù)挠袡C涂層。這種有機涂層可以通過本領(lǐng)域已知的任何方法涂布，例如噴霧、刷涂、浸潰等。實施例以下的實驗顯示，對于氣相沉積在基材上的鋁涂層，根據(jù)本發(fā)明的含有六氟鋯酸鹽或者六氟鋯酸鹽以及(a)鎂鹽、(b)鎳鹽、(C)鋅鹽或(d)鎂鹽、鎳鹽和鋅鹽中任意兩種或更多種的組合的、水性的、基本上不含鉻的組合物優(yōu)于常規(guī)的Cr+3鈍化。氣相沉積的鍍鋁緊固件得自Akzo Nobel，使用其目前的FUZEBOXO$技術(shù)(據(jù)所知所信，其描述于美國專利第7，387，815B2號中)。當(dāng)該方法被應(yīng)用于處理氣相沉積的鍍鋁緊固件以及合金1100鋁的固體條時，該實驗使用電化學(xué)腐蝕技術(shù)以獲得腐蝕速率的迅速精確的比較。如下文所示，在不同的金屬基材和由固體鋁合金形成的基材上的氣相沉積的鋁之間的腐蝕保護存在不同。實施例I :制備了兩組樣品基材用于這些測試。將具有FUZEB0X 氣相沉積的鋁的第一組緊固件與1100系列鋁合金的第二組條一起測試。1100 TH合4為99%鋁，其為所有鋁合金中最高的鋁含量，并且因此為了對比的目的與FUZEB0X 氣相沉積的鋁(其被認為是基本上純的(例如至少99. 9%)鋁)具有最接近的組成。
組=FUZEBOX 涂布的緊固件組2=1100 鋁(I" x3"條)工藝循環(huán)(兩個鉬)I. ALKALUME 143 (50g/l,60°C,5min)2.淋洗3. Alklean AC-2 (10%，20°C，2min)4.水淋洗5.Desmutter NF-2 (80g/l,20°C,Imin)6.水淋洗7.預(yù)處理溶液(25°〇，51^11)8.去離子水淋洗9.烘干(10(TC, IOmin)ALKALUME 是用于清潔鎂和鋁基材的專用組合物；Alklean AC_2 是用于清潔金屬基材的專用組合物；DeSmutter NF-2 是用于使金屬基材出光的專用組合物；所有這三種均可得自Atotech USA, Rock Hill, SC0涂布至氣相沉積的鋁和鋁條的組合物I.無處理，僅清潔鋁表面，如上文所述。2. INTERLOX 338(NH4)2ZrF65g/l ( 1. 9g/l Zr)氯化鉻(CrCl3 6H20)7g/l ( 1. 37g/l Cr)3.本發(fā)明，六氟鋯酸鹽和Mg離子(NH4)2ZrF65. Og/1 ( 1. 9g/l Zr)Mg(NO3)2 6H206. 3g/l ( 0. 75g/l Mg)4.本發(fā)明，六氟鋯酸鹽和Zn離子(NH4)2ZrF65. Og/1 ( 1. 9g/l Zr) ZnSO4 7H209. 18g/l ( 2. lg/1 Zn)5.本發(fā)明，六氟鋯酸鹽和Ni離子(NH4)2ZrF65. Og/1 ( 1. 9g/l Zr)NiSO4 6H208. 43g/l ( 1. 9g/l Ni)將板和緊固件在上述溶液中處理之后，使用來自Princeton Applied Research的帶有Power⑶RR軟件的PARSTAT 2273恒電位器裝置對它們進行評價。以下是進行腐蝕測試的條件池定義電解質(zhì)溶液5%NaCl (用于每一樣本的新鮮溶液)工作電極面積1. OOOcm2密度(Al)=2. 7000g/ml當(dāng)量(Al)=9. 000 克參比電極Ag，AgCl/KCl(飽和)(0. 197V)掃描定義
初始電位-0. 250V vs開路最終電位0. 250V vs開路階躍高度0.5000mV掃描速率2.00mV/s階躍時間0.250s點數(shù)1001腐蝕計算
權(quán)利要求
1.一種用于鈍化基材上氣相沉積的招層的方法，包括 提供基材，其表面上包含氣相沉積的鋁； 用包含六氟鋯酸鹽的、水性的、基本不含鉻的組合物處理所述基材的表面；以及 用水淋洗所述處理的表面。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述包含六氟鋯酸鹽的不含鉻的組合物還包含鎂鹽、鎳鹽、鋅鹽或鎂鹽、鎳鹽和鋅鹽中任意兩種或更多種的組合。
3.如權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的方法，其中所述氣相沉積的鋁通過在環(huán)境氣氛中使具有分解溫度的含金屬前體分解而被涂布至所述表面上，其中所述基材被保持在高于所述前體的分解溫度的溫度，同時所述環(huán)境氣氛被保持在低于所述前體的分解溫度的溫度。
4.如權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的方法，其中所述氣相沉積的鋁通過化學(xué)氣相沉積、離子氣相沉積和物理氣相沉積中的一種或者兩種或更多種的組合而被涂布在所述表面上。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法，其中所述基材包含其上氣相沉積有鋁的含鐵金屬。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述含鐵金屬是鋼。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法，其中所述水性的、不含鉻的組合物不含有添加的鋅離子。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項所述的方法，其中所述水性的、不含鉻的組合物不含有添加的堿金屬離子。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項所述的方法，其還包括在被處理的鋁層上方沉積至少ー層附加的層，其中所述附加的層包括ー層或多層金屬層或有機涂層。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項所述的方法，其中所述六氟鋯酸鹽以六氟鋯酸、六氟鋯酸銨、六氟鋯酸季銨鹽、六氟鋯酸堿金屬鹽、六氟鋯酸堿土金屬鹽或六氟鋯酸過渡金屬鹽中的一種或者任意兩種或更多種的混合物的形式提供。
11.一種用于鈍化基材上氣相沉積的招層的方法，包括 在基材上氣相沉積鋁層； 用包含六氟鋯酸鹽的、水性的、基本不含鉻的組合物處理具有氣相沉積的鋁的所述基材；以及 用水淋洗所述處理的基材。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述包含六氟鋯酸鹽的不含鉻的組合物還包含鎂鹽、鎳鹽、鋅鹽或鎂鹽、鎳鹽和鋅鹽中任意兩種或更多種的組合。
13.如權(quán)利要求11或權(quán)利要求12所述的方法，其中所述氣相沉積通過在環(huán)境氣氛中使具有分解溫度的含金屬前體分解而進行，其中所述基材被保持在高于所述前體的分解溫度的溫度，同時所述環(huán)境氣氛被保持在低于所述前體的分解溫度的溫度。
14.如權(quán)利要求11或權(quán)利要求12所述的方法，其中所述氣相沉積通過化學(xué)氣相沉積、離子氣相沉積和物理氣相沉積中的ー種或者兩種或更多種的組合而進行。
15.如權(quán)利要求11-14中任一項所述的方法,其中所述基材包含含鐵金屬。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述含鐵金屬是鋼。
17.如權(quán)利要求11-16中任一項所述的方法，其中所述水性的、不含鉻的組合物不含有添加的鋅離子。
18.如權(quán)利要求11-17中任一項所述的方法，其中所述水性的、不含鉻的組合物不含有添加的堿金屬離子。
19.如權(quán)利要求11-18中任一項所述的方法，其還包括在被處理的鋁層上方沉積至少ー層附加的層，其中所述附加的層包括ー層或多層金屬層或有機涂層。
20.如權(quán)利要求11-19中任一項所述的方法,其中所述六氟鋯酸鹽以六氟鋯酸、六氟鋯酸銨、六氟鋯酸季銨鹽、六氟鋯酸堿金屬鹽、六氟鋯酸堿土金屬鹽或六氟鋯酸過渡金屬鹽中的一種或者任意兩種或更多種的混合物的形式提供。
全文摘要
用于鈍化基材上氣相沉積的鋁層的方法，包括提供基材，其表面上包含氣相沉積的鋁；用包含六氟鋯酸鹽的、水性的、基本不含鉻的組合物處理所述基材的表面；以及用水淋洗所述處理的表面。用于鈍化基材上氣相沉積的鋁層的方法，包括在基材上氣相沉積鋁層；用包含六氟鋯酸鹽的、水性的、基本不含鉻的組合物處理具有氣相沉積的鋁的基材；以及用水淋洗所述處理的基材。
文檔編號C23C28/00GK102782186SQ201180010315
公開日2012年11月14日 申請日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月24日
發(fā)明者約翰·R·科奇拉, 雅各布·G·懷爾斯 申請人:埃托特克德國有限公司