制备高浓度金属氧化物层的方法以及由此制造的层技术

用于制造氧化物层的方法包括使金属表面氧化，其中所述金属表面与电子控制单元（ＥＣＵ）电连接；其中，与通过在没有ＥＣＵ下使所述金属表面氧化所制造的金属氧化物层中存在的金属的量相比，所制造的金属氧化物层具有更高的存在于所述金属氧化物层的金属量；或者使可氧化的非金属导电表面氧化，其中所述可氧化的非金属导电表面与电子控制单元（ＥＣＵ）电连接；其中所制造的氧化物层比通过在没有ＥＣＵ下使所述可氧化的非金属导电表面氧化制造的层具有更高浓度；以及由此所制造的金属氧化物层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制造高浓度氧化物层，优选金属氧化物层的方法，以及这些层在 包括但不限于半导体、腐蚀抑制和其它氧化物涂层应用中的用途。
技术介绍
腐蚀是全球范围的高成本问题。在许多国家中已经进行腐蚀的成本的研究，并且 估计占国民生产总值的2 5%。钢材的腐蚀是其中的主要问题，其影响建筑物、道路、桥 梁、交通工具、轮船等。防止钢材腐蚀自身是一个巨大的产业。在腐蚀防止方面的任何进步 对全球经济具有巨大冲击的潜能。在电镀工业中，锌通常被用作钢材上的防护涂层。更具有活性的锌优选腐蚀，而使 底层钢材保持完好。热浸渍镀锌使在整个表面上留下薄层锌。其它涂覆系统更为复杂，其 使用富锌的涂料底漆(通常是粘结剂中间涂层)和阻挡层夹层。本文讨论将集中在富锌涂 层的性能。通过锌电接触而电流保护钢材是阴极保护的一种形式。即更具活性的锌优选腐 蚀，变为电偶对中的阳极，通过维持其作为阴极来保护钢材。强加电流技术是阴极保护的另 一种形式，其中使用外部电源向钢材稳定地供给电，再次维持其作为阴极并且防止铁被溶解。很长时间富锌涂层(ZRC’ s)被用于防止钢材结构上的腐蚀(Mimger，C. G.； Vincent, L. D. , Corrosion Prevention by Protective Coatings ；2nd ed. ；NACE Houston, 1999) 0 ZRC’ s包含结合在无机粘结剂(例如硅酸乙酯)或有机粘结剂(例如环 氧树脂)的锌粉(通常>80重量％)。广泛接受的是，通过由锌颗粒(其相互电连接且电 连接至钢基材)提供的牺牲电流保护起初发生保护(Feliu，S. ；Barajas, R. ；Bastidas, J. M. ；Morcillo, M. Journal of Coatings Technology 1989，61，63-69)。在几个星期或几 个月之后，在ZRC内和顶部上积累起锌腐蚀产品，导致形成阻挡层(Feliu，S. ；Barajas,R.； Bastidas, J. M. ；Morcillo, M. Journal ofCoatings Technology 1989，61，71—76)。腐蚀物 质进入底层钢材的这种物理防护成为腐蚀抑制的主要手段。E⑶(电子控制单元)概念的原始形式由Riffe最初开发出来的(Riffe，W. J. US Patent 5，055, 165，1991)，后来被 Dowling 等人进行改善(US Patents6, 562，201 ； 6，811，681 等)。Dowling的美国专利US6，562，201认为通过电路中的电容提供电子过滤。其主张 通过抑制与腐蚀工艺相关的随机电压波动(电化学噪声)，腐蚀发生得更慢，并且涂层的寿 命延长。Dowling和Khorrami的美国专利US6, 811，681报道了使ECU的频率响应与每个待 保护的物体所经历的腐蚀噪音的频率响应相匹配的主动可调装置。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种用于制造金属氧化物层的方法，所述金属氧化物层具有比通常在环境氧化条件下生成的金属氧化物层具有更高的在所述氧化物层中的金 属的密度。本专利技术的进一步目的是提供一种用于制造高浓度的金属氧化物层(densemetal oxide layer)的方法，其可以使用任何形式的金属作为原料。本专利技术的进一步目的是提供一种用于制造金属合金或混合物的高浓度的氧化物 层的方法。本专利技术的进一步目的是提供一种用于在能够形成氧化物的非金属导电基材上制 造高浓度的氧化物层的方法。本专利技术的进一步目的是提供通过本专利技术方法制造的高浓度氧化物层。通过用于制造金属氧化物层的方法的发现，已经满足了本专利技术的这些和其它目 的，无论是单独的目的或者这些目的的组合，所述方法包括使金属表面氧化，其中所述金属表面与电子控制单元(ECU)电连接；其中，与通过在没有ECU下使所述金属表面氧化所制造的金属氧化物层中存在的 金属相比，所制造的金属氧化物层具有更高含量的存在于所述金属氧化物层中的金属；或 者用于制造氧化物层的方法，包括使可氧化的非金属导电表面氧化，其中所述可氧化的非金属导电表面与电子控制 单元(ECU)电连接；其中所制造的氧化物层比通过在没有ECU下使可氧化的非金属导电表面氧化所 制造的层具有更高浓度；以及由此制造的氧化物层或金属氧化物层。 附图说明将会容易获得更完全的理解本专利技术以及许多伴随的优点，因为通过参考如下详细 描述以及考虑以下附图2将会更好地理解所述相同内容，其中图1显示了具有锌/氧化锌/硅酸铝涂层的对照板在没有E⑶下腐蚀一年以后的 显微照片；以及显示每种元素的X-射线计数的线扫描(终止于纯锌颗粒)，显示出在纯锌 颗粒中在界面附近的氧化物含有37. 7%的锌。图2显示了当板与本专利技术的E⑶连接时所述板在腐蚀一年以后的显微照片；以及 显示每种元素的χ-射线计数的线扫描(终止于纯锌颗粒)，显示出在纯锌颗粒中在界面附 近的氧化物含有49. 1 %的锌。图3显示了 1600倍放大倍数下对照板的横截面SEM图，其中在氧化物阻挡层碰到 所述基材处可见开裂，如箭头所示的。图4显示了 1600倍放大倍数下E⑶板的横截面SEM图像，其中所述氧化物阻挡层 与所述基材之间具有良好的粘结性且未见开裂。本专利技术的详细描述本专利技术是在富含金属的涂料和/或金属的表面上生长高浓度的氧化物层的方法。在本专利技术的文中，富含金属的涂料或者金属表面中的金属可以是单金属、金属合金或金属混合物。通过本专利技术方法制造的氧化物层比没有任何介入所生长的氧化物层具有更高浓 度。通过测量在所述氧化物层内的金属(金属合金或混合物)相对于包含在纯金属内的 量，确定氧化物层的浓度(density)。与在环境氧化条件下传统生长的氧化物层相比，本发 明的氧化物层因此具有更高量的存在于所述氧化物结构中的金属、合金或金属混合物。本专利技术方法包括将电子控制单元施加到含金属的表面(无论是富含金属的涂料、 金属片或者金属物体)，正如在美国专利6，325，915,6, 562，201,6, 811，681中所描述的，这 些专利的全部内容引入本文作为参考。所述电子控制单元(EOT’s)在这些引用的专利中已 经显示出对防止腐蚀有用。然而，本专利技术人已经发现当在氧化条件下时，通过将E⑶连接 到含金属的表面，人们可以在所述表面上生长高浓度的的氧化物层，所述氧化物层在其金 属量方面比在没有ECU下在环境氧化条件下生长的氧化物层具有更高浓度。在金属上生长高浓度的氧化物层对于在任何金属涂覆的产品，例如镀锌钢材中的 锌涂层上的腐蚀防护是有用的。在本专利技术的富含金属涂料或金属表面中的金属可以是在环 境条件下氧化的任何金属。优选的金属包括但不限于选自以下金属所组成的组中的一种或 多种金属Zn、Ti、Al、Ga、Ce、Mg、Ba、Cu和Cs、以及它们的合金和混合物，最优选的金属包 括但不限于Zn、Ti、Mg、Al、以及其合金和混合物。本专利技术可以在完全由金属、金属合金或金属混合物组成的物体上进行，或者可以 在包含基材的物体上进行，在所述基底上存在有金属、金属合金或金属混合物。除了使用金 属、金属合金或金属混合物，本专利技术可以使用含有粘结剂中的金属和金属氧化物的涂层，例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造金属氧化物层的方法，包括：使金属表面氧化，其中所述金属表面与电子控制单元（ＥＣＵ）电连接；其中，与通过在没有ＥＣＵ下使所述金属表面氧化所制造的金属氧化物层中存在的金属相比，所制造的金属氧化物层具有更高含量的存在于所述金属氧化物层中的金属。

【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：安德鲁B博查尔斯利，布伦特W柯比，戴维道林，
申请(专利权)人：应用半导体国际有限公司，普林斯顿大学理事会，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]