[发明专利]非金属涂层和其制造方法

权利要求书

1.一种在金属或半金属衬底的表面上形成非金属涂层的方法，所述方法包括以下步骤：

将所述衬底放置在包含水性电解质和电极的电解室内，至少所述衬底的所述表面和所述电极的一部分接触所述水性电解质；以及

通过施加一连串具有交替极性的电压脉冲达预定时间段而使所述衬底相对于所述电极电性偏压，正电压脉冲可使所述衬底相对于所述电极阳极偏压，而负电压脉冲可使所述衬底相对于所述电极阴极偏压。

其中所述正电压脉冲的振幅以电位恒定方式加以控制，而所述负电压脉冲的振幅以电流恒定方式加以控制。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述正电压脉冲和负电压脉冲两者基本上呈梯形。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中在所述预定时间段内，所述正电压脉冲中的每一个的所述振幅是恒定的。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述正电压脉冲中的每一个的所述振幅为200伏特至2000伏特，优选250伏特至900伏特，例如600伏特或650伏特或700伏特。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中相继负电压脉冲的所述振幅在所述预定时间段内增加。

6.如权利要求5所述的方法，其中相继负性脉冲的所述振幅在所述预定时间段内在从约1伏特至最大1000伏特范围增加，优选从约1伏特至最大400伏特的范围增加或从约1伏特至最大350伏特的范围增加。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述电压脉冲具有0.1KHz至20KHz，优选1.5KHz至15KHz、或2KHz至10KHz的脉冲重复频率，例如2.5KHz或3KHz或4KHz。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中每个正电压脉冲包括在其间所述电压增加的时间间隔(T_ai)和在其间电压减小的时间间隔(T_ad)和/或每个负电压脉冲包括在其间所述电压增加的时间间隔(T_ci)和在其间电压减少的时间间隔(T_cd)，优选其中在其间电压增加或减少的所述时间间隔中的每一个占总脉冲持续时间的3%至30%，尤其优选占所述总脉冲持续时间的5%至10%。

9.如权利要求8所述的方法，其中每个正电压脉冲还包括在其间维持电压基本上恒定的时间间隔(T_ac)和/或每个负电压脉冲还包括在其间维持电压基本上恒定的时间间隔(T_cc)，优选其中在其间维持电压恒定的所述时间间隔或每个时间间隔占所述总脉冲持续时间的40%至94%。

10.如权利要求8或9所述的方法，其中在其间电压增加或减少的所述时间间隔或每个时间间隔不短于10微秒。

11.如权利要求9所述的方法，其中在其间维持电压恒定的所述时间间隔或每个时间间隔的持续时间在10微秒至9000微秒的范围内。

12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述电解质是碱性溶液，优选pH为9或更高，并且优选导电率大于1mS cm^-1。

13.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述电解质包含碱金属氢氧化物，优选其中所述电解质包含氢氧化钾或氢氧化钠。

14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述电解质呈胶态并包含分散在水相中的固体颗粒，优选其中所述电解质包含一定比例的具有小于100纳米的粒度的固体颗粒。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述固体颗粒具有特征等电点并且该等电点的pH与所述电解质的pH相差1.5或更大。

16.如权利要求14或15所述的方法，其中所述固体颗粒为陶瓷颗粒，例如结晶陶瓷颗粒或玻璃颗粒。

17.如权利要求14或15所述的方法，其中所述固体颗粒为金属氧化物或氢氧化物，优选是选自包括硅、铝、钛、铁、镁、钽和稀土金属的组的元素的氧化物或氢氧化物。

18.如权利要求14至17中任一项所述的方法，其包括以下步骤：将得自所述电解质的固体颗粒并入所述非金属涂层内。