高耐食性を目的とした電気めっき法と陽極酸化法による平面均質性が高く平滑モルフォロジーを持つアルミニウム・アルマイト膜の作製

枯渇資源である亜鉛を使わずに耐食性を高められるアルミニウム薄膜が産業界に求められている。アルミニウム薄膜作成法のなかでも被覆形状が自由になる電気めっき法への期待は大きい。アルミニウム薄膜は陽極酸化によって耐食性と染色性を高めることができる。自動車車体向けのアルミニウム薄膜とアルマイト処理の需要が大きいと考えられる。

1)平面均質性
電流の集中が起きないことが必要。電気めっき技術では、液の撹拌や対向電極の形状の工夫がされている。めっき浴自体に平面均質性を高める工夫が必要である。
2)平滑モルフォロジー
めっき速度を制御する電流値を低く抑えることでゆっくりと平滑なめっきできる。厚さを求められる現場では高速めっきで平滑性を実現することが求められる。
3)アルミニウム電気めっき浴
経済性と安全性の観点からジメチルスルホン・塩化アルミニウム浴を基本とする。
4)陽極酸化
アルミニウム金属を酸溶液中で陽極酸化すると表面が溶けながら細孔ができていくアルマイト化が進みます。細孔は数ナノメーターから数百ナノメーター、厚さは数十ミクロン程度です。

5)めっきメカニズム
ジメチルスルホン・塩化アルミニウム浴では、三価のアルミニウムイオンはスルホン酸に配位して錯イオンを作る。その錯イオンに陰極から電子が供給されて金属アルミニウムが析出する。スルホン酸が持つ -SO3H の官能基はスルホ基 (sulfo group) と呼ばれる。強酸性と強い電子求引性を示す。メチル基は、-CH3 と表される最も分子量の小さいアルキル置換基である。メチル基は隣接基効果として、電子供与性を示す。

6)課題

めっき膜が、平滑性が低い。
めっき膜が、平面均質性が低い。
めっき膜に、めっき浴由来の硫黄と塩素と炭素が含まれる。(電気特性が必要な場合の課題)

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