用于通过形成分支孔结构来形成白色阳极化膜的方法技术

本文所述的实施例涉及阳极化过程以及阳极化膜。可使用所述的方法来在衬底上形成不透明且白色的阳极化膜。在一些实施例中，该方法涉及形成具有分支孔结构的阳极化膜。该分支孔结构为入射可见光提供光散射介质，从而向阳极化膜赋予不透明且白色的外观。在一些实施例中，该方法涉及在阳极化膜的孔内注入金属络合物离子。一旦处于孔内，金属络合物离子便经历化学变化，从而形成金属氧化物颗粒。该金属氧化物颗粒为入射可见光提供光散射介质，从而向阳极化膜赋予不透明且白色的外观。在一些实施例中，组合了用于形成不规则孔或分支孔的方法和用于在孔内注入金属络合物离子的方法的各个方面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术所述的实施例涉及阳极化膜和用于形成阳极化膜的方法。更具体地，描述 了用于提供具有不透明且白色的外观的阳极化膜的方法。
技术介绍
阳极化是一种使得在金属表面上自然形成的保护性氧化物变厚并变坚韧的电化 学工艺。阳极化工艺涉及将金属表面的一部分转换成阳极膜。因此，阳极膜变成金属表面的 整体部分。由于其硬度的原因，阳极膜可针对底层金属来提供耐腐蚀性和表面硬度。此外， 阳极膜可增强金属表面的外表外观。阳极膜具有可被染料注入的多孔微结构。染料可添加 从阳极膜的顶表面观察到的特定颜色。例如，可在阳极膜的孔内注入有机染料以向阳极膜 添加多种颜色中的任一种颜色。可通过调谐染色工艺来选择颜色。例如，可以控制染料的类 型和数量以向阳极膜提供特定颜色和暗度。 然而，用于对阳极膜进行着色的常规方法不能实现具有清爽且饱满外观白色的阳 极膜。相反，常规技术使得膜看起来是偏离白色、柔和灰色、奶白或稍微透明的白色。在一些 应用中，这些接近白色的阳极膜可能看起来颜色单调并在外观上不吸引人。
技术实现思路
本文描述了涉及阳极膜或阳极化膜以及用于在衬底上形成阳极膜的方法的各种 实施例。实施例描述了用于生产在视觉上不透明且颜色为白色的保护性阳极膜的方法。 根据一个实施例，描述了一种用于在金属部件上形成保护膜的方法。该方法涉及 将金属部件的第一部分转换成阻隔层。该阻隔层具有与金属部件的顶表面对应的顶表面并 基本上不具有孔。该方法还涉及在阻隔层的至少顶部部分内形成若干个分支结构。该分支 结构在阻隔层内被布置成分支图案。该分支结构提供光散射介质，该光散射介质对入射在 顶表面上的几乎所有可见波长的光进行漫反射并向阻隔层赋予白色外观。该方法还涉及将 金属部件的位于阻隔层下方的第二部分转换成多孔阳极层。该多孔阳极层为阻隔层提供结 构化支撑。 根据另一个实施例，描述了一种金属部件。金属部件包括被设置在金属部件的底 层金属表面上方的保护膜。该保护膜包括阻隔层，该阻隔层具有与金属部件的顶表面对应 的顶表面。该阻隔层具有被设置在其中的若干个分支结构。该分支结构在阻隔层内被布置 成分支图案，其中每个分支结构具有细长形状。该分支结构提供光散射介质，该光散射介质 对入射在顶表面上的几乎所有可见波长的光进行漫反射并向阻隔层赋予白色外观。该金属 部件还包括被设置在阻隔层下方并且具有若干孔的多孔阳极层。该多孔阳极层为阻隔层提 供结构化支撑。每个孔基本上垂直于顶表面并且基本上平行于其他孔中的每个孔。 根据附加实施例，描述了一种金属衬底。该金属衬底包括在底层金属表面上方一 体形成的阳极膜。阳极膜包括阻隔层，该阻隔层具有与金属衬底的顶表面对应的顶表面。该 阻隔层包括氧化物基质内的不规则取向的分支结构的组件。该分支结构的组件对入射在顶 表面上的几乎所有可见波长的光进行漫反射并向阻隔层赋予白色外观。该阳极膜还包括被 设置在阻隔层和底层金属表面之间的结构化阳极层。结构化阳极层具有足以为阻隔层提供 结构化支撑的厚度。【附图说明】 参考以下描述以及附图可更好地理解所述实施例。此外，参考以下描述和附图可 更好地理解所述实施例的优点。 图1A和图1B分别示出了使用传统阳极化技术形成的阳极化膜的一部分的透视图 和横截面视图。 图2A-图2E示出了经历阳极化工艺以用于为阳极化膜提供分支孔的金属衬底的横 截面视图。 图3示出了用于指示用于为阳极化膜提供分支孔的阳极化工艺的流程图。 图4A-图4E示出了经历阳极化工艺以为阳极化膜提供注入金属氧化物颗粒的金属 衬底的横截面视图。 图5示出了描述用于为阳极化膜提供所注入的金属络合物的阳极化工艺的流程 图。 图6A和图6B示出了经历阳极化工艺以用于为阳极化膜提供具有所注入的金属氧 化物颗粒的分支孔结构的金属衬底的横截面视图。 图7示出了用于指示用于为阳极化膜提供分支孔以及注入金属络合物的阳极化工 艺的流程图。【具体实施方式】 以下公开描述了阳极膜和用于形成阳极膜的方法的各种实施例。在以下描述和附 图中阐述了特定细节，以提供对本技术的各种实施例的彻底理解。此外，在其他适当结构和 环境中，可组合本技术的各种特征、结构和/或特性。在其他情况下，在以下公开中未详细示 出或描述熟知的结构、材料、操作和/或系统，以避免不必要地模糊该技术的各种实施例的 描述。然而，本领域的普通技术人员将认识到，可无需本文阐述的多个细节中的一个或多个 细节，或利用其他结构、方法、部件等来实践本技术。 本专利申请论述了外观为白色的阳极膜和用于形成这种阳极膜的方法。通常，白 色是对几乎所有可见波长的光进行漫反射的物体颜色。本文所述的方法提供了阳极膜内的 内表面，该内表面可对通过阳极膜外表面的基本上所有波长的可见光进行漫反射，从而向 阳极膜赋予白色外观。该阳极膜可充当保护层，因为其可为底层衬底提供耐腐蚀性和表面 硬度。白色阳极膜很适合向消费产品的可见部分提供保护性美观的表面。例如，本文所述的 方法可用于提供电子设备的金属外壳和壳体的保护性的和美观的外部。 用于形成白色阳极膜的一种技术涉及一种光学方法，其中修改膜的多孔微结构以 提供光散射介质。该技术涉及在阳极模内形成分支孔或不规则布置的孔。该分支孔系统可 散射或漫射来自衬底的顶表面的入射可见光，从而为阳极膜赋予从衬底的顶表面观看时的 白色外观。 另一技术涉及化学方法，其中在阳极膜的孔内注入金属络合物。该金属络合物在 电解溶液中提供，该金属络合物是金属氧化物的离子形式。在向电解溶液施加电压时，可将 金属络合物汲取到阳极膜的孔中。一旦处于孔中，金属络合物便可经历化学反应以形成金 属氧化物。在一些实施例中，金属氧化物的颜色为白色，由此向阳极膜赋予白色外观，这种 外观可从衬底的顶表面观察到。如本文所用，术语阳极膜、阳极化膜、阳极层、阳极化层、氧化物膜和氧化物层可互 换地使用，并且指任何适当的氧化物膜。阳极膜被形成在金属衬底的金属表面上。金属衬底 可包括若干个适当的金属中的任一适当的金属。在一些实施例中，金属衬底包括纯铝或铝 合金。在一些实施例中，适当的铝合金包括1000、2000、5000、6000和7000系列铝合金。图1A和图1B分别示出了使用传统阳极化技术形成的阳极化膜的一部分的透视图 和横截面视图。图1A和图1B示出了具有被设置在金属衬底104上方的阳极膜102的部件100。 通常，通过将金属衬底的顶部部分转换成氧化物来在金属衬底上生长阳极膜。因此，阳极膜 变成金属表面的一体部分。如图所示，阳极膜102具有若干个孔106,该若干个孔是相对于衬 底104的表面基本上垂直形成的细长开口。孔106均匀地形成在整个阳极膜102内并彼此平 行，并且相对于顶表面108和金属衬底104是垂直的。每个孔106具有阳极膜102的顶表面108 处的开放末端和接近金属衬底104的闭合末端。阳极膜102通常具有半透明的特性。也就是 说，入射在顶表面108上的大部分可见光可穿透阳极膜102并反射离开金属衬底104。结果， 具有阳极膜102的金属部件将通常具有稍微柔和的金属外观。 形成分支孔结构 -种用于在衬底上提供白色阳极膜的方法涉及在阳极膜内形成分支孔结构。图 2A-图2E示出了经历阳极化工艺以用于为阳极膜提供分支孔的金属部件200的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在金属部件上形成保护膜的方法，包括：将所述金属部件的第一部分转换成阻隔层，所述阻隔层具有与所述金属部件的顶表面对应的顶表面，其中所述阻隔层基本上不具有孔；在所述阻隔层的至少顶部部分内形成多个分支结构，所述多个分支结构在所述阻隔层内被布置成分支图案，其中所述多个分支结构提供光散射介质，所述光散射介质对入射在所述顶表面上的几乎所有可见波长的光进行漫反射并向所述阻隔层赋予白色外观；以及将所述金属部件的位于所述阻隔层下方的第二部分转换成多孔阳极层，所述多孔阳极层为所述阻隔层提供结构化支撑。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：正成建部，J·R·阿卡纳，大岛贵弘，P·N·罗素克拉克，浴口真幸，原健二，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US