用于形成电化学沉积到金属基底上的保护性涂层的电沉积介质制造技术

提供包括导电性金属基底和在该金属基底上的保护性涂层的制品。该保护性涂层是由包含硅的烷氧化物和季铵化合物或季

An electrodeposition medium for forming a protective coating electrochemically deposited on a metal substrate

Articles comprising a conductive metal substrate and a protective coating on the metal substrate are provided. The protective coating is composed of alkane oxides and quaternary compounds including silicon and quaternary compounds

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于形成电化学沉积到金属基底上的保护性涂层的电沉积介质相关申请的引用本申请要求于2014年9月23日提交的名称为“ELECTRODEPOSITIONMEDIUMSFORFORMATIONOFPROTECTIVECOATINGSELECTROCHEMICALLYDEPOSITEDONMETALSUBSTRATES”的美国临时申请序列No.62/054,223的优先权，并且在此通过引用将该申请以其整体并入本文。
本公开内容总体上涉及由被电化学沉积到金属基底上的电沉积介质形成的保护性涂层及其方法。
技术介绍
未处理的金属基底可遭受限制其在某些应用中使用的多种不期望的属性。例如，未处理的金属基底可具有对于来自周围环境的氧化和腐蚀损害敏感的软的、可容易损害的表面。尽管使用阳极化工艺来提供保护层是已知的，但是通过阳极化工艺形成的保护层相对薄，不能提供某些期望的属性，并且对于化学腐蚀、热开裂和物理不可弯曲性可为敏感的。结果，将期望提供这样的电化学沉积工艺：其向金属基底提供赋予包括热稳定性、物理挠性和优异的传热性的期望优点的有效的保护性涂层。
技术实现思路
根据一个实例，制品包括导电性金属基底和保护性涂层。所述保护性涂层电化学沉积自电沉积介质。该电沉积介质包括硅的烷氧化物(烷氧化硅，siliconalkoxide)、一种或多种季铵化合物或季化合物、和水。根据另一个实例，提供在金属的导电性表面上电沉积保护性涂层的方法。该方法包括：提供电沉积介质，提供具有导电性表面的金属基底，提供阴极，使所述金属基底的导电性表面的至少一部分与所述电沉积介质接触，使电流从所述导电性表面的至少一部分传导到所述阴极，和在所述金属基底上形成保护性涂层。所述电沉积介质包含硅的烷氧化物、一种或多种季铵化合物或季化合物、和水。根据又一个实例，制品包括导电性金属基底和保护性涂层。所述保护性涂层电化学沉积自电沉积介质。所述电沉积介质包含一种或多种金属碳酸盐、水、和任选地包括添加剂。该添加剂包括一种或多种磷酸盐化合物、氟化物化合物、和其共轭酸。附图说明图1示出根据某些实施方式的导体的横截面图。图2示出根据某些实施方式的导体的横截面图。图3示出根据某些实施方式的导体的横截面图。图4示出根据某些实施方式的导体的横截面图。图5示出用于评价形成有保护性涂层的导电线的工作温度的下降的测试装置的示意图。具体实施方式电化学沉积工艺可用来向金属基底提供保护性涂层。沉积到金属基底上的这样的保护性涂层可赋予所述金属基底很多有益的性质，其包括提供优异的传热性、物理挠性,以及对于来自周围环境的损害和腐蚀的抵抗性。所述保护性涂层可由电沉积介质沉积到金属基底上。如可领会的，这样的来自所述介质的电沉积可与由基底材料形成保护性涂层的阳极化工艺不同。例如，在某些实施方式中，所述保护性涂层的约5％或更多可来自所述电沉积介质。另外，所述保护性涂层可由与下伏的金属基底不同的化学物种形成。电化学沉积工艺在将保护性涂层沉积到金属基底或其它表面中可包括若干个步骤。例如，这样的步骤可包括：提供电沉积介质，使金属基底的至少一部分暴露于所述电沉积介质，和使电流传导通过所述金属基底以在所述金属基底上电化学沉积保护层。如将领会的，某些步骤的顺序可变化或与其它步骤组合。例如，在某些实施方式中，可围绕现有的金属基底例如导电线沉积电沉积介质。可在所述电化学沉积工艺中使用多种合适的电沉积介质以形成提供本文所述的优点的保护性涂层。在一个实施方式中，电沉积介质可包括一种或多种金属组分(例如原金属或类金属化合物)、一种或多种季铵化合物、和水。如可领会的，这样的电沉积介质可不含有机溶剂并且可为水溶液。所使用的水可为不干扰其它组分的任何合适的水，例如蒸馏水、去离子水或去矿物质水。在某些实施方式中，所述金属组分可选自金属氧化物、金属氢氧化物、有机金属化合物、金属烷氧化物化合物、与酮或二酮的金属络合物、及其组合。各金属组分可具有选自如下的元素：锆(Zr)；铪(Hf)；钇(Y)；锌(Z)；硅(Si)；或镧系和锕系金属的任意者。合适的金属组分的说明性实例可包括异丙醇锆、丁醇锆、乙醇锆、与合适配体的锆络合物、及其组合。在某些实施方式中，所述金属组分的一种或多种可为具有通式Si(OR)4的硅的烷氧化物，其中R为烷基。这样的金属组分也称为正硅酸烷基酯。合适的正硅酸烷基酯的实例可包括正硅酸四乙酯(“TEOS”)、正硅酸四甲酯、正硅酸四丙酯、和正硅酸四丁酯。可使用包含TEOS的电沉积介质在金属基底上制造硅氧化物保护性涂层、例如二氧化硅保护性涂层。在某些实施方式中，电沉积介质中硅的烷氧化物的浓度可为约1g/L-约10g/L。在某些实施方式中，一种或多种金属组分可为锆的无机金属络合物，其包括例如，碳酸铵锆(“AZC”)、碳酸钾锆、和碳酸钠锆。在某些实施方式中，这样的无机金属络合物在电沉积介质的浓度可为约3g/L-约13g/L。在某些实施方式中，所述金属组分的一种或更多种可为酸性金属或酸性类金属物种，其包括例如，酸性金属例如钼酸和硼酸，或者酸性类金属物种例如五氧化二钒。这样的实例中的金属或类金属可选自钼、钒、硼、硅、磷、钨、钽、砷、锗、碲、钋、或铌。在某些实施方式中，所述酸性金属或酸性类金属物种在所述电沉积介质中的浓度可为约0.5g/L-约3.5g/L。在某些实施方式中，所述金属组分可为异丙醇铝，并且异丙醇铝在所述电沉积介质中的浓度可为约2g/L-约6g/L。在某些实施方式中，可向包含所述一种或多种金属组分的电沉积介质中加入一种或多种季铵化合物或季化合物。合适的季铵化合物可包括三甲基羟乙基氢氧化铵(“胆碱”)、四丁基氢氧化铵、苄基三乙基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四甲基氢氧化铵、和苄基三甲基氢氧化铵。某些电沉积介质中的合适的季化合物可包括四丁基氢氧化苄基三乙基氢氧化四乙基氢氧化四甲基氢氧化苄基三甲基氢氧化和三甲基羟乙基氢氧化所述一种或多种金属组分和所述一种或多种季铵化合物之间的合适的化学计量比可从约1:0.3的摩尔比到约1:3的摩尔比变化。例如，包含约1摩尔五氧化二钒的电沉积介质可包括约4摩尔三甲基羟乙基氢氧化铵。在某些实施方式中，所述一种或多种季铵化合物在所述电沉积介质中具有约0.5g/L-约10g/L的浓度；和在某些实施方式中，约1g/L约5g/L。在另一些实施方式中，可采用另外的电沉积介质，其包括基本不含所述一种或多种金属组分和所述一种或多种季铵化合物或季化合物的电沉积介质。例如，电沉积介质可包括一种或多种金属盐并且可基本不含一种或多种季铵化合物或季化合物。合适的金属盐可包括金属碳酸盐或金属硅酸盐。金属碳酸盐可包括钠、钾、锂、铷、和铯与碳酸根官能团的盐。合适的金属碳酸盐可包括碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸锂、碳酸氢锂、碳酸铷、碳酸氢铷、碳酸铯、和碳酸氢铯。在某些实施方式中，金属碳酸盐可以约0.1g/L-约10g/L的浓度包含于电沉积介质中。金属硅酸盐可包括水溶性一价金属阳离子的盐。合适的金属硅酸盐可包括硅酸锂、硅酸钠、偏硅酸钠、硅酸钾、硅酸铷、和硅酸铯。在某些实施方式中，金属硅酸盐可以约4g/L的浓度包含于电沉积介质中。某些电沉积介质，包括例如具有季铵化合物或季化合物的水性电沉积介质，可进一步包含另外的组分。例如，在某些实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
制品，其包括：导电性金属基底和保护性涂层，该保护性涂层电化学沉积自包含如下的电沉积介质：硅的烷氧化物；一种或多种季铵化合物或季

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.23 US 62/054,2231.制品，其包括：导电性金属基底和保护性涂层，该保护性涂层电化学沉积自包含如下的电沉积介质：硅的烷氧化物；一种或多种季铵化合物或季化合物；和水。2.权利要求1的制品，其中所述硅的烷氧化物包括正硅酸四乙酯。3.权利要求1的制品，其中所述一种或多种季铵化合物或季化合物选自四丁基氢氧化铵、苄基三乙基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四甲基氢氧化铵、苄基三甲基氢氧化铵、三甲基羟乙基氢氧化铵、四丁基氢氧化苄基三乙基氢氧化四乙基氢氧化四甲基氢氧化苄基三甲基氢氧化和三甲基羟乙基氢氧化4.权利要求1的制品，其中所述硅的烷氧化物对所述一种或多种季铵化合物或季化合物的摩尔比为约1:约2到约1:约7的摩尔比。5.权利要求1的制品，其中所述电沉积介质具有约8-约12的pH。6.权利要求1的制品，其中由所述电沉积介质在所述导电性金属基底上电化学沉积所述保护性涂层的约5％或更大。7.权利要求1的制品，其通过本文所述的心轴弯曲测试。8.权利要求1的制品，当工作温度测得为约100℃或更高时，其具有与具有相同的导电性金属基底且不具有保护性涂层的对比性导电线的工作温度相比约5℃或更低的工作温度。9.权利要求1的制品，其中所述保护性涂层具有约5微米-约60微米的厚度。10.权利要求1的...

【专利技术属性】
技术研发人员：VC马尔什，SS贾达夫，VA萨万特，SK兰加纳坦，CR戴维斯，S西里普拉普，V梅塔尔，RM安德森，
申请(专利权)人：通用线缆技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US