增强耐原电池腐蚀性的预电镀表面处理制造技术

本发明专利技术涉及一种方法，该方法包括：（ａ）从金属石墨复合材料的至少一个表面上除去石墨；（ｂ）对金属石墨复合材料的表面进行化学清洗或等离子体蚀刻；（ｃ）对化学清洗过的或等离子体蚀刻过的金属石墨复合材料的表面施加含金属的材料，并由此形成中间层；（ｄ）在中间层上施加金属涂层，并由此形成复合材料。本发明专利技术还涉及一种复合材料，该材料包括：（ａ）具有至少一个基本上无石墨的表面的金属石墨复合物基材；（ｂ）位于基材表面上的含金属的中间层；和（ｃ）在中间层上的金属涂层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】增强耐原电池腐蚀性的预电镀表面处理技术背景涂覆金属的金属(或金属合金)石墨复合材料已经被用于热应用。令人遗憾的是：用于涂覆这种金属石墨复合材料的常规方法具有缺点。例如，已经发现当使用常规涂覆的金属石墨复合材料时，石墨延伸进入并往往从金属涂层中凸出，并且因此导致涂层失效。这种从金属涂层中凸出的纤维形成传递水汽的通道，导致腐蚀。同样，从涂层中凸出的纤维也为气体透过复合物提供通道。常规的金属石墨复合材料的另一个问题是：该复合材料中的表面石墨与涂层之间的热膨胀系数的差异导致在脆性金属涂层中形成裂纹。这种缺陷损害金属石墨复合材料的性能。基于上述原因，开发一种气密的涂覆金属的金属石墨复合材料将是有利的。基于上述原因，开发一种不受化学品影响的涂覆金属的金属石墨复合材料将是有利的。基于上述原因，开发一种耐腐蚀的涂覆金属的金属石墨材料将是有利的。基于上述原因，需要开发一种制备耐腐蚀的涂覆金属的金属石墨复合材料的方法。基于上述原因，需要开发一种制备气密的涂覆金属的金属石墨复合材料的方法。专利技术概述本专利技术涉及一种方法，该方法包括(a)从金属石墨复合材料的至少一个表面上除去石墨；(b)对金属石墨复合材料的表面进行化学清洗或等离子体蚀刻；(c)对化学清洗过的或等离子体蚀刻过的金属石墨复合材料的表面施加含金属的材料，并由此形成中间层；(d)在中间层上施加金属涂层，并由此形成涂覆金属的金属石墨复合材料。本专利技术还涉及一种可以由这种方法制造的涂覆金属的金属石墨复合材料，例如一种下述的涂覆金属的金属石墨复合材料，其包括：(a)具-->有至少一个基本上无石墨的表面的金属石墨复合物基材；(b)位于该基材上的含金属的中间层；和(c)在中间层上的金属涂层。附图说明参考下列说明和所附的权利要求书，将更好地理解本专利技术的这些及其它特征、方面和优点。其中：图1是根据本专利技术制造的铝石墨复合材料的图；和图2是没有附加表面改性(未根据本专利技术)而制造的铝石墨复合材料的图，其中纤维凸出于镍涂层。专利技术详述本专利技术涉及一种方法，该方法包括(a)从金属石墨复合材料的至少一个表面上除去石墨；(b)对金属石墨复合材料的表面进行化学清洗或等离子体蚀刻；(c)对化学清洗过的或等离子体蚀刻过的金属石墨复合材料的表面施加含金属的材料，并由此形成中间层；(d)在中间层上施加金属涂层，并由此形成涂覆金属的金属石墨复合材料。优选地，在该方法的步骤(d)中形成的复合材料具有气密的或耐腐蚀的或者气密并耐腐蚀的表面。本专利技术还涉及一种涂覆金属的复合材料，其包括：(a)具有至少一个基本上无石墨的表面的金属石墨复合物基材；(b)位于该基材的表面上的含金属的中间层；和(c)在中间层上的金属涂层。从其表面除去石墨的金属石墨复合材料可以是任何金属石墨复合材料，当它根据本专利技术使用时，能够制备本专利技术的涂覆金属的金属石墨复合材料。通常，金属石墨复合材料可以是铝石墨复合材料、铜石墨复合材料、镁石墨材料或这些材料的组合。同样，也可以使用铝合金石墨复合材料、铜合金石墨复合材料、镁合金石墨材料和上述的组合。金属石墨复合材料优选是一种含有无规平面间断纤维(random in-planediscontinuous fibers)的金属基质复合物。使用无规平面间断纤维允许金属基质复合物具有高的纤维体积分数(本文中使用的“平面”应理解为X-Y面，例如平行于散热装置的结合面的平面)。此外，通过使用平面定向纤维，基本上所有的纤维可以有助于控制X-Y面内的热膨胀系数。尽管Z-方向的热膨胀系数不是通过平面纤维控制的，但对于散热装置应用而言，这种控制通常是不必要的，-->因为集成电路或其它物体连接于散热装置的X-Y定向表面。有利地，使用这些平面定向纤维允许在很宽的数值范围内选择热膨胀系数。选择所需的平面定向纤维的体积分数以获得所需的热膨胀系数。通过使基本上所有的纤维在X-Y平面内定向，可以获得很高的体积分数。这允许在大的范围内选择体积分数并且相应地能在大的数值范围内选择热膨胀系数。在一个实施方案中，金属石墨复合材料的无规平面间断纤维的体积分数为约0.15到约0.6。在另一个实施方案中，少数无规平面间断纤维以大于约10°的角度被定向在平面外。在一个优选的实施方案中，无规平面间断纤维被均匀分布在金属基质复合物内。优选地，金属基质复合材料是铝石墨复合材料。金属石墨复合材料通常具有含量足以使该材料能够用于本专利技术的碳纤维。在一个实施方案中，复合材料具有含量至少为约30wt％、或至少为约40wt％的碳纤维。在一个实施方案中，金属石墨复合材料具有约30wt％到约40wt％的碳纤维。金属石墨复合材料可具有各种含量的碳纤维。在一个实施方案中，碳含量为至少约15％。在另一个实施方案中，碳含量为约15％到约60％。合适的金属石墨复合材料的实例可见U.S.S.N.09/855,466，其内容在本文中全文引用以供参考。可以通过任何能使石墨从复合材料上除去以便制造本专利技术的复合材料的方法从金属石墨复合材料上除去石墨。例如，可以通过选自诸如氧化技术、振动研磨(vibratory finishing)技术、等离子体剥离(plasma stripping)技术、辉光放电技术、机械喷砂(mechanical blasting)技术、研磨(lapping)技术及其组合中的一种技术除去石墨。振动研磨技术通常涉及使用组件和相对各自表面移动的研磨剂。等离子体剥离技术通常涉及含有等量正负电荷以及一些其它非电离气体粒子的部分电离气体(如Ar)撞击组件的表面。辉光放电技术通常涉及使用完全中性区以及含有净正负电荷颗粒撞击组件表面的区。大部分薄膜方法可以交换地使用“等离子体”和“辉光放电”。机械喷砂技术通常涉及使用研磨剂材料如玻璃珠、氧化铝粉，在压力下撞击在组件表面上。研磨技术通常涉及使用注入在组件和组件一侧或者两侧的旋转板之间的液体研磨介质。这些技术是普通技术人员已知的。当选择氧化作用作为除去石墨的技术时，可以通过任何能够从金属石墨复合材料的表面上除去至少一些石墨的技术来氧化金属石墨复合材料。优选地，-->通过将金属石墨复合材料加热到足够高以氧化该复合材料并且从复合材料中除去石墨的温度来氧化金属石墨复合材料。通常，氧化金属石墨复合材料的最高温度低于金属石墨复合材料的熔化温度。在一个实施方案中，氧化金属石墨复合材料的温度为至少约250℃。从金属石墨复合材料的表面上除去的石墨的量足以能够根据本专利技术的方法制造金属石墨复合材料。在一个实施方案中，至少10％的残留石墨残存在金属石墨复合材料的表面之上或之下。在另一个实施方案中，少于10％的残留石墨残存在金属石墨复合材料的表面之上或之下。在另一个实施方案中，基本上从表面上除去所有的石墨。在另一个实施方案中，从表面上除去百分之百的石墨。金属石墨复合材料可以通过任何能根据本专利技术制造金属石墨复合材料的技术进行化学清洗。用于清洗金属石墨复合材料表面的合适化学品的实例包括在较高pH值的碱性化学清洗技术中使用的化学品。通常通过浸渍和漂洗操作来清洗金属石墨复合材料。在一个实施方案中，将金属复合材料进行等离子体蚀刻处理以代替化学清洗处理。施加在化学清洗过的或等离子体蚀刻过的金属石墨复合材料的表面上的含金属的中间层，例如薄膜，可含有一种能制造本专利技术的涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：（ａ）从金属石墨复合材料的至少一个表面上除去石墨；（ｂ）对金属石墨复合材料的表面进行化学清洗或等离子体蚀刻；（ｃ）对化学清洗过的或等离子体蚀刻过的金属石墨复合材料的表面施加含金属的材料，并由此形成中 间层；（ｄ）在中间层上施加金属涂层，并由此形成涂覆金属的金属石墨复合材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-1-23 60/442,0421.一种方法，其包括：(a)从金属石墨复合材料的至少一个表面上除去石墨；(b)对金属石墨复合材料的表面进行化学清洗或等离子体蚀刻；(c)对化学清洗过的或等离子体蚀刻过的金属石墨复合材料的表面施加含金属的材料，并由此形成中间层；(d)在中间层上施加金属涂层，并由此形成涂覆金属的金属石墨复合材料。2.权利要求1的方法，其中通过选自氧化技术、振动研磨技术、等离子体剥离技术、辉光放电技术、机械喷砂技术、研磨技术及其组合的技术除去石墨。3.权利要求1的方法，其中在步骤(d)中形成的复合材料具有气密的或耐腐蚀的或气密并耐腐蚀的表面。4.权利要求1的方法，其中在步骤(c)中，所施加的含金属的材料是含锌材料。5.权利要求4的方法，其中含锌材料是锌酸盐。6.权利要求1的方法，其中在步骤(d)中的金属涂层选自铝、铜、镍、金、银、铑、钌、铝合金、铜合金、镍合金、金合金、银合金、铑合金、钌合金及上述的组合。7.权利要求1的方法，其中金属石墨复合材料具有的碳纤维含量为约30wt％到约40wt％。8.权利要求1的方法，其中金属石墨复合材料选自铝石墨复合材料、铜石墨复合材料、镁石墨材料、铝合金石墨复合材料、铜合金石墨复合材料、镁合金石墨材料及其组合。9.权利要求1的方法，其中在步骤(a)中，通过将金属石墨复合材料加热到足够高以氧化复合材料并从复合材料中除去石墨的温度对金属石墨复合材料进行氧化作用而除去石墨。10.权利要求9的方法，其中所述温度为至少约250℃。11.权利要求9的方法，其中最高温度低于金属石墨复合材料的金属熔化温度。12.权利要求1的方法，其中在步骤(c)中施加的含金属的材料形成厚度小于约1微米的含锌材料的薄膜。13.权利要求1的方法，其中在步骤(c)中施加的含金属的材料形成厚度约1纳米到约1微米的锌酸盐薄膜。14.权利要求1的方法，其中通过选自镀敷技术、浸涂技术、物理气相沉积技术、化学气相沉积技术、离子气相沉积技术及其组合的技术施加金属涂层。15.权利要求1的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴荣祯，J库尼，H布赖特，L巴拉德，R马伦，P库马，J希尔兹，R德斯伯格，S库尼，
申请(专利权)人：HC施塔克公司，金属矩阵铸造组合物公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]