處理金屬表面的方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]例如移動(dòng)電話、平板電腦和便攜式(例如，筆記本或掌上)電腦之類的裝置一般設(shè)有殼體。所述殼體通常提供若干功能特征，例如，保護(hù)裝置不受損壞。
[0002]越來越多地，消費(fèi)者也對(duì)例如外觀、顏色和風(fēng)格之類的殼體的美學(xué)屬性感興趣。此夕卜，例如移動(dòng)電話、平板電腦和便攜式電腦之類的裝置通常是為手持功能而設(shè)計(jì)，因此消費(fèi)者還可能考慮裝置的重量和他們握持裝置所通過的殼體的感覺。
【附圖說明】
[0003]作為非限制性示例，將參考下面的附圖來描述根據(jù)本公開的裝置的殼體和制造這樣的殼體的過程，在附圖中:
圖1為圖示了處理金屬表面的方法的示例的流程圖；
圖2為圖示了處理金屬表面的方法的另一示例的流程圖；
圖3A為具有通過圖1或圖2的方法產(chǎn)生的兩個(gè)金屬氧化物涂層的已處理的金屬表面的示例的頂視剖視圖；
圖3B為沿線3-3的圖3a的已處理的金屬表面的側(cè)向剖視圖；
圖4A為具有通過圖1或圖2的方法產(chǎn)生的三個(gè)金屬氧化物涂層的已處理的金屬表面的示例的頂視剖視圖；
圖4B為沿線4-4的圖4a的已處理的金屬表面的側(cè)向剖視圖；
圖5A-5C為通過圖1或圖2的方法產(chǎn)生的已處理的金屬表面的示例的側(cè)向剖視圖；
圖6A為通過圖1或圖2的方法產(chǎn)生的殼體的示例的透視圖；
圖6B為圖6a的殼體的剖面透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0004]本公開描述了一種處理金屬表面的方法，所述金屬表面例如用于裝置的殼體。所述方法包括通過金屬表面的電化學(xué)處理來形成第一金屬氧化物涂層以覆蓋金屬表面。然后，例如使用化學(xué)蝕刻或激光蝕刻來去除部分的第一金屬氧化物涂層，以暴露部分下面的金屬表面。該暴露的金屬表面隨后被電化學(xué)處理，以在暴露的金屬的位置處形成第二金屬氧化物涂層。
[0005]當(dāng)與其他氧化方法相比時(shí)，所公開的方法使用的相對(duì)高的電壓導(dǎo)致在較少的時(shí)間中形成比較厚的金屬氧化物涂層。這導(dǎo)致在制造環(huán)境(manufacturing settings)中的更高的殼體生產(chǎn)量。
[0006]此外，由于需要毒性和環(huán)境危害較小的電解液，并且通過為處理例如鎂及其合金之類的揮發(fā)性金屬提供更安全的方法，所公開的方法提供改善的環(huán)境、健康和安全因素。[0007 ]圖1和圖2圖不了制造殼體的方法的不例。
[0008]參照?qǐng)D1，提供了金屬表面(110)。例如，所述金屬表面可以形式為用于裝置的殼體。所述殼體能夠使用例如沖壓或模制之類的常規(guī)方法來形成制成品的期望形狀。在一個(gè)示例中，所述殼體由單層的金屬形成，從而產(chǎn)生例如圖5A中所示的產(chǎn)品，所述金屬通常為輕金屬，例如鋁、鎂、鈦或其合金。在另一示例中，所述殼體可由兩層或更多層的金屬的組合形成，從而產(chǎn)生例如圖5B和圖5C中所示的那些產(chǎn)品的產(chǎn)品。
[0009]電化學(xué)處理金屬表面(120)，以形成第一金屬氧化物涂層。根據(jù)電化學(xué)處理的條件和所處理的金屬，所公開的方法能夠被使用并且可以變化來形成在厚度上為1-300μπι并且更優(yōu)選地在厚度上為3-50μ的金屬氧化物涂層。相比之下，通過其他技術(shù)形成的金屬氧化物涂層通常在0.001-0.1ym的范圍中。
[0010]參照?qǐng)D1，在電化學(xué)處理金屬表面之后(120)，例如通過化學(xué)蝕刻或激光蝕刻來去除部分的第一金屬氧化物涂層(130)，從而暴露下面的部分金屬表面。下面的金屬的這些暴露的部分經(jīng)歷另一電化學(xué)處理(140)，由此形成第二氧化物涂層。該第二金屬氧化物涂層可填充在第一金屬氧化物的涂層的被去除的區(qū)域中，從而在金屬表面上提供由兩種不同的金屬氧化物材料形成的連續(xù)的金屬氧化物涂層。
[0011]如圖1中所示，氧化物去除(蝕刻)(130)和電化學(xué)處理(140)可以重復(fù)多次，以在金屬的表面上實(shí)現(xiàn)期望數(shù)量的金屬氧化物涂層。
[0012]所述電化學(xué)處理包括將大于氧化物涂層的介質(zhì)擊穿電位的電壓施加于電解液中的金屬表面。
[0013]材料的介質(zhì)擊穿電位(dielectric breakdown potential)是通過電場(chǎng)施加的所述材料能夠承受而不擊穿(break down)的電壓。當(dāng)利用大于例如金屬氧化物之類的材料的介質(zhì)擊穿電位的電位來處理所述材料時(shí)，擊穿會(huì)導(dǎo)致通過金屬的擊穿放電(disruptivedischarge)ο
[0014]材料的介質(zhì)擊穿電位根據(jù)若干因素變化，例如，材料的組分、厚度和溫度。
[0015]合適的電化學(xué)過程的示例包括微弧氧化(也已知為等離子體電解氧化)。微弧氧化是用于在金屬上產(chǎn)生氧化物涂層的電化學(xué)表面處理過程。
[0016]在微弧氧化的一個(gè)示例中，金屬被沉浸在電解質(zhì)(electrolyte)的溶池(bath)中，所述電解質(zhì)通常為例如氫氧化鉀之類的堿溶液。所述殼體被電連接為變成電化學(xué)電池中的電極中的一個(gè)，其中，通常由例如不銹鋼之類的惰性材料形成的溶池的壁作為對(duì)電極(counter-electrode)。電位被施加在兩個(gè)電極之間，所述電位可以是連續(xù)的或脈沖的，并且可以是直流或交流。
[0017]其他電化學(xué)處理包括陽(yáng)極氧化。在陽(yáng)極氧化中，使用降低的電壓，使得在微弧氧化中觀察到的擊穿放電不會(huì)發(fā)生。作為結(jié)果，在陽(yáng)極氧化中所使用的電解液通常是腐蝕性酸溶液，其作用于形成通過形成的氧化物涂層到金屬表面的孔，從而允許氧化物涂層繼續(xù)生長(zhǎng)。在與微弧氧化過程的更安全且毒性更小的堿溶液相比，使用、搬運(yùn)和處置化學(xué)品的需求增加的情況下，使用這些腐蝕性酸能夠給制造過程增加復(fù)雜性。
[0018]當(dāng)微弧氧化中所使用的電位大于形成的金屬氧化物涂層的介質(zhì)擊穿電位時(shí)，擊穿放電發(fā)生，并且所產(chǎn)生的高溫、高壓等離子體修改氧化物涂層的結(jié)構(gòu)。這導(dǎo)致有孔的和具有處于基本上結(jié)晶形式的氧化物的氧化物涂層。
[0019]此外，以上述方式形成的氧化物涂層是轉(zhuǎn)化涂層(convers1n coating)，其將現(xiàn)有的金屬材料轉(zhuǎn)化成氧化物涂層。相對(duì)于如使用其他方法發(fā)生的沉積在金屬表面上的氧化物涂層，這種金屬的轉(zhuǎn)化提供了氧化物涂層到金屬的良好的粘合性。
[0020]通過改變電化學(xué)處理的參數(shù)，能夠改變氧化物涂層的屬性，例如有孔性、硬度、顏色、傳導(dǎo)性、耐磨性、韌性、耐腐蝕性、厚度和到金屬表面的粘附性(adherence)等。這樣的參數(shù)包括電解質(zhì)(例如，溫度和組分)、電位(例如，脈沖或連續(xù)、直流或交流、頻率、持續(xù)時(shí)間和電壓)以及處理時(shí)間。
[0021]在一個(gè)示例中，通過改變所施加的電壓，能夠改變所產(chǎn)生的二氧化鈦涂層的顏色。在