具有定制的漫反射和镜面反射水平的高反射的阳极化的Al表面制造技术

本发明专利技术涉及在物体上获得反射性的阳极化铝表面的方法。本发明专利技术特别涉及获得具有白色外观的反射性的阳极化铝表面的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有定制的漫反射和镜面反射水平的高反射的阳极化的Al表面
本专利技术涉及一种在物体上获得反射性的阳极化铝表面的方法。本专利技术特别涉及一种获得具有白色外观的反射性的阳极化铝表面的方法。专利技术背景虽然大多数颜色可以通过吸收产生，但是白色并非如此，因为其是所有可见波长的光的组合。铝的白色外观不能视为类似于染色铝的彩色外观，因为其在概念上非常不同。白色表面在大量应用中无处不在(窗框、面板、门、灯等)，虽然可以使用涂料或甚至白色塑料来获得白色表面，但白色耐磨铝表面常常是第一选择——如果可以获得此类表面的话。可以通过将二氧化钛(TiO2)或其它白色颜料嵌入阳极膜来制造白色铝表面。白色颜料主要通过漫反射光来使该膜不透明。由于白色颜料强烈地使光发生散射或弯曲，所以发生这种反射。如果在阳极膜中存在足够的白色颜料，几乎所有与其撞击的可见光均被反射，该阳极膜将显得不透明、白色和明亮。阳极化表面的耐划伤性和耐紫外线性显著高于传统的涂漆表面。因此，当涉及实际应用和持久的装饰目的时，阳极化表面通常优于涂漆表面。因此，与白色涂漆铝相比，白色阳极化表面是优选的，并具有高价值。考虑到颜料的大小通常大于在阳极化过程中生成的纳米级孔隙，将白色颜料嵌入阳极膜并非一种简单的操作。由EP2649224B1已知通过以下方法获得在物体上的辐射散射表面修饰：提供具有包含铝或铝合金的顶层的物体，该顶层包含外加的不同于铝和第一合金的第二材料的离散夹杂物；随后阳极化所述顶层以形成阳极氧化物层，并由该夹杂物生成离散的辐射散射元件。在一个实施方案中，所述辐射散射元件选自钛、锡、锆、铁、氧化钛、氧化锡、氧化锆和氧化铁的粒子。所述方法将确保颜料(如白色颜料)嵌入阳极氧化铝膜，其一起提供最终产生被感知为白色的表面的散射机制。采用高频开关阳极化(HSA)的阳极化方法公开在“Anodizingmethodforaluminumalloybyusinghigh-frequencyswitchingelectrolysis”(H.Tanaka,M.Fujita,T.Yamamoto,H.MuramatsuSuzukiMotorCorporation；H.Asoh,S.Ono,KogakuinUniversity)中。由V.C.Gudla,F.Jensen,A.Simar,R.Shabadi,R.Ambat在FrictionstirprocessedAl–TiO2surfacecomposites:Anodisingbehaviourandopticalappearance,Appl.Surf.Sci.324(2015)554–562中公开了多道次摩擦搅拌处理(FSP)以使TiO2粒子浸渍到铝合金表面中并随后在硫酸电解液中进行阳极化。由V.C.Gudla,F.Jensen,K.Bordo,A.Simar,R.Ambat在EffectofHighFrequencyPulsingontheInterfacialStructureofAnodizedAluminium-TiO2,JournalofTheElectrochemicalSociety,162(7)C303-C310(2015)中公开了在硫酸浴中在固定频率下使用高频脉冲和脉冲反向脉冲技术对摩擦搅拌处理的Al-TiO2表面复合材料进行高频阳极化。由V.C.Gudla,F.Jensen,S.Canulescu,A.Simar,R.Ambat在FrictionstirprocessedAl-metaloxidesurfacecomposites:anodizationandopticalappearance,28thinternationalconferenceonsurfacemodificationtechnologies,2014年6月16-18日,2014,TampereUniversityofTechnology,Tampere,Finland中公开了多道次摩擦搅拌处理(FSP)以使金属氧化物(TiO2、Y2O3和CeO2)粒子浸渍到铝合金表面中并随后在硫酸电解液中进行阳极化。US2009/0236228A1涉及阳极化方法与设备。US2006/0037866涉及阳极氧化物膜和阳极化方法。US2008/0087551涉及阳极化铝合金的方法和用于阳极化铝合金的电源。JP2004-035930涉及铝合金材料及其阳极化处理方法。JP2008-0085574涉及阳极化铝构件的方法。JP2007-154301涉及铝合金阳极氧化方法和用于铝合金阳极氧化的电源。用于产生白色阳极膜的现有技术主要限于亚光表面。此外，现有技术依赖于由结构化表面提供的截然不同的光散射机制，所述结构化表面漫散射光，并且不能提供与通过本专利技术所获得的相同程度的白度。由此，需要开发能够加工铝以产生在视觉上吸引人的、耐磨的白色氧化铝表面的加工技术。专利技术目的本专利技术的实施方案的目的是通过白色阳极化氧化铝表面层(Al2O3)提供具有新颖的光学外观的美观、耐磨的阳极化铝(Al)表面。此外，该表面的外观可以在亚光蚀刻白到非常明亮的光泽白范围内进行调节。
技术实现思路
本专利技术人已经发现，通过提供具有包含铝或铝合金的顶层的物体，该顶层包含嵌入的金属或金属氧化物的离散粒子，所述金属不同于铝，并在施加时变信号(如方波脉冲的高频信号)的有机酸水溶液中来阳极化所述顶层，获得了在装饰性方面吸引人的、耐磨的白色氧化铝表面。因此，在第一方面，本专利技术涉及在物体上获得反射性阳极化铝表面的方法，包括以下步骤：a.提供具有包含铝或铝合金的顶层的物体，该顶层包含嵌入的金属或金属氧化物的离散粒子，所述金属不同于铝；b.随后阳极化所述顶层以形成阳极氧化物层；其中步骤b的所述阳极化在施加时变信号的有机酸水溶液中进行。附图概述图1(a)显示了DC形成的阳极孔隙几乎平行的生长，使其难以到达粒子下方的区域；图1(b)显示了在高频阳极化过程中形成的支化孔隙；和图2显示了实施例1中公开的方法。专利技术详述本专利技术的具体实施方案在本专利技术的一个实施方案中，嵌入的离散粒子选自钛、锡、锆、铁、氧化钛、氧化锡、氧化锆、氧化铅、氧化钇和氧化铁组成的组，优选氧化钛。二氧化钛(TiO2)表现出与密封的阳极氧化铝大不相同光折射率，使其成为获得良好光散射的理想颜料。因此，可以使用具有其它化学组成的颜料，如果它们具有类似于二氧化钛的性质的话。在本专利技术的一个实施方案中，嵌入的离散粒子的粒度为100-500nm、优选150-400nm，如200-300nm。TiO2粒子的尺寸应优选为200-300nm以确保所有可见波长的光散射，以使该表面被感知为白色。在本专利技术的一个实施方案中，该铝或铝合金包含至少95重量％的铝、优选至少96重量％的铝，如至少97重量％的铝，如至少98重量％的铝、更优选至少99重量％的铝。阳极膜需要纯铝合金以便尽可能地光学透明。必须将合金元素如Fe、Mn和Cu保持在绝对最小值，因为已知这些元素将产生一定程度的光吸收，这会损害阳极膜白度。已经证实使用具有等效于6060(或甚至更纯)的组成的合金获得了良好的结果。在本专利技术的一个实施方案中，通过固态过程嵌入金属或金属氧化物的离散粒子。固态过程的非限制性实例包括选自摩擦搅拌处理(FSP)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.在物体上获得反射性的阳极化铝表面的方法，包括以下步骤：a.提供具有包含铝或铝合金的顶层的物体，该顶层包含嵌入的金属或金属氧化物的离散粒子，所述金属不同于铝；b.随后阳极化所述顶层以形成阳极氧化物层；其中步骤b的所述阳极化在施加时变信号的有机酸水溶液中进行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.27 DK PA2016002501.在物体上获得反射性的阳极化铝表面的方法，包括以下步骤：a.提供具有包含铝或铝合金的顶层的物体，该顶层包含嵌入的金属或金属氧化物的离散粒子，所述金属不同于铝；b.随后阳极化所述顶层以形成阳极氧化物层；其中步骤b的所述阳极化在施加时变信号的有机酸水溶液中进行。2.如权利要求1所述的方法，其中所述嵌入的离散粒子选自由钛、锡、锆、铁、氧化钛、氧化锡、氧化锆、氧化铅、氧化钇和氧化铁组成的组，优选氧化钛。3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述嵌入的离散粒子的粒度为100-500nm、优选150-400nm、如200-300nm。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述铝或铝合金包含至少95重量％的铝、优选至少96重量％的铝，如至少97重量％的铝，如至少98重量％的铝、更优选至少99重量％的铝。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中金属或金属氧化物的离散粒子通过固态过程嵌入。6.如权利要求5所述的方法，其中所述固态过...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·康斯塔德，F·延森，R·安巴特，K·博尔迪，V·C·古德拉，
申请(专利权)人：邦及奥卢夫森公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK