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1. WO2009035444 - METHODS FOR TAILORING THE SURFACE TOPOGRAPHY OF A NANOCRYSTALLINE OR AMORPHOUS METAL OR ALLOY AND ARTICLES FORMED BY SUCH METHODS

Publication Number WO/2009/035444
Publication Date 19.03.2009
International Application No. PCT/US2007/023939
International Filing Date 14.11.2007
IPC
C25F 3/14 2006.01
CCHEMISTRY; METALLURGY
25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
FPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
3Electrolytic etching or polishing
02Etching
14locally
C25F 3/08 2006.01
CCHEMISTRY; METALLURGY
25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
FPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
3Electrolytic etching or polishing
02Etching
08of refractory metals
C25D 5/48 2006.01
CCHEMISTRY; METALLURGY
25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; JOINING WORKPIECES BY ELECTROLYSIS; APPARATUS THEREFOR
5Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
48After-treatment of electroplated surfaces
C25D 5/18 2006.01
CCHEMISTRY; METALLURGY
25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; JOINING WORKPIECES BY ELECTROLYSIS; APPARATUS THEREFOR
5Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
18Electroplating using modulated, pulsed or reversing current
CPC
B23H 9/008
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
9Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
008Surface roughening or texturing
C25D 5/18
CCHEMISTRY; METALLURGY
25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING
5Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
18Electroplating using modulated, pulsed or reversing current
C25D 5/48
CCHEMISTRY; METALLURGY
25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING
5Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
48After-treatment of electroplated surfaces
C25F 3/08
CCHEMISTRY; METALLURGY
25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
FPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
3Electrolytic etching or polishing
02Etching
08of refractory metals
C25F 3/14
CCHEMISTRY; METALLURGY
25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
FPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
3Electrolytic etching or polishing
02Etching
14locally
Applicants
  • MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY [US]/[US] (AllExceptUS)
  • SCHUH, Christopher, A. [US]/[US] (UsOnly)
  • RUAN, Shiyun [SG]/[US] (UsOnly)
Inventors
  • SCHUH, Christopher, A.
  • RUAN, Shiyun
Agents
  • WEISSBURG, Steven, J.
Priority Data
60/859,06715.11.2006US
Publication Language English (EN)
Filing Language English (EN)
Designated States
Title
(EN) METHODS FOR TAILORING THE SURFACE TOPOGRAPHY OF A NANOCRYSTALLINE OR AMORPHOUS METAL OR ALLOY AND ARTICLES FORMED BY SUCH METHODS
(FR) PROCÉDÉS DE FAÇONNAGE DE LA TOPOGRAPHIE DE SURFACE D'UN MÉTAL OU D'UN ALLIAGE NANOCRISTALLIN OU AMORPHE ET ARTICLES FORMÉS PAR DE TELS PROCÉDÉS
Abstract
(EN)
Electrochemical etching tailors topography of a nanocrystalline or amorphous metal or alloy, which may be produced by any method including, by electrochemical deposition. Common etching methods can be used. Topography can be controlled by varying parameters that produce the item or the etching parameters or both. The nanocrystalline article has a surface comprising at least two elements, at least one of which is metal, and one of which is more electrochemically active than the others. The active element has a definite spatial distribution in the workpiece, which bears a predecessor spatial relationship to the specified topography. Etching removes a portion of the active element preferentially, to achieve the specified topography. Control is possible regarding: roughness, color, particularly along a spectrum from silver through grey to black, reflectivity and the presence, distribution and number density of pits and channels, as well as their depth, width, size. Processing parameters that have been correlated in the Ni-W system to topography features include, for both the deposition phase and the etching phase of a nanocrystalline surface: duty cycle, current density, deposition duration, plating chemistry, polarity ratio. The relative influence of the processing parameters can be noted and correlated to establish a relationship between values for processing parameters and degree of topography feature. Control can be established over the topography features. Correlation can be made for any such system that exhibits a definite spatial distribution of an active element that bears a predecessor spatial relationship to a desired topography feature.
(FR)
La présente invention concerne la gravure électrochimique qui permet de façonner la topographie d'un métal ou d'un alliage nanocristallin ou amorphe, laquelle peut être produite par tout procédé incluant un dépôt électrochimique. Des procédés de gravure courants peuvent être utilisés. La topographie peut être régulée par des paramètres variables qui produisent l'élément et/ou les paramètres de gravure. L'article nanocristallin présente une surface comprenant au moins deux éléments, au moins l'un d'eux étant un métal, et l'un d'eux étant plus actif sur le plan électrochimique que les autres. L'élément actif a une distribution spatiale définie dans la pièce à travailler, qui est en rapport spatial prédécesseur avec la topographie spécifiée. La gravure élimine préférentiellement une partie de l'élément actif, de façon à obtenir la topographie spécifiée. Une régulation est possible en ce qui concerne : la rugosité, la couleur, en particulier dans un spectre allant de l'argent au noir en passant par le gris, la réflectivité et la présence, la distribution et la densité du nombre de creux et de canaux, ainsi que leur profondeur, largeur, dimension. Des paramètres de traitement qui ont été corrélés dans le système Ni-W aux caractéristiques topographiques incluent, tant pour la phase de dépôt que pour la phase de gravure d'une surface nanocristalline : le cycle de service, la densité du courant, la durée de dépôt, la chimie du dépôt, le rapport de polarité. L'influence relative des paramètres de traitement peut être notée et corrélée pour établir un rapport entre les valeurs des paramètres de traitement et le degré des caractéristiques topographiques. Une régulation peut être établie en ce qui concerne les caractéristiques topographiques. Une corrélation peut être réalisée pour tout système qui présente une distribution spatiale définie d'un élément actif qui est en rapport spatial prédécesseur avec une caractéristique topographique souhaitée.
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