(57)【要約】【課題】現実に厚い陽極酸化膜を短時間に形成できるアルミニウム系部材の陽極酸化方法を提供する。【解決手段】本発明のアルミニウム系部材の陽極酸化方法は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金を基材とする被処理面を電解液に接触させつつ、被処理面に対して交流成分と直流成分を重畳させた通電を行うことにより電解処理する交直重畳電解工程を備える。本発明の場合、その交直重畳電解工程が、直流成分の浴電圧値（Ｅｄ）に対する交流成分の浴電圧振幅値（Ｅａ）の比である電圧比（Ｅａ／Ｅｄ）が１．０５以上になると共に該交流の周波数が２〜２００Ｈｚになる通電を電圧制御または電流制御により行う電解過程を含むことを特徴とする。本発明の陽極酸化方法によれば、従来とは異なる成膜条件域で、現実に厚い陽極酸化膜を短時間で効率的に形成することが可能となる。【選択図】図２
2015124400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
純アルミニウムまたはアルミニウム合金を基材とする被処理面を電解液に接触させつつ該被処理面に対して交流成分と直流成分を重畳させた通電を行うことにより電解処理する交直重畳電解工程を備え、
該被処理面に陽極酸化膜を形成するアルミニウム系部材の陽極酸化方法であって、
前記交直重畳電解工程は、
前記直流成分の浴電圧値（Ｅｄ）に対する前記交流成分の浴電圧振幅値（Ｅａ）の比である電圧比（Ｅａ／Ｅｄ）が１．０５以上になると共に該交流の周波数が２〜２００Ｈｚになる通電を電圧制御または電流制御により行う電解過程を含むことを特徴とするアルミニウム系部材の陽極酸化方法。
【請求項２】
前記直流成分の浴電圧値および前記交流成分の浴電圧振幅値は、通電時間に対して漸増する請求項１に記載のアルミニウム系部材の陽極酸化方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の陽極酸化方法によって形成された陽極酸化膜により少なくとも一部の表面が被覆された基材を有することを特徴とするアルミニウム系部材。
【請求項４】
前記陽極酸化膜は、膜厚が３０〜１７０μｍである請求項３に記載のアルミニウム系部材。
【請求項５】
前記基材は、全体を１００質量％（単に「％」と表記する。）としたときにＳｉ：８〜２４％を含む鋳造アルミニウム合金からなる請求項３に記載のアルミニウム系部材。
【請求項６】
前記鋳造アルミニウム合金は、さらに、Ｃｕ：０．５〜５％またはＭｇ：０．５〜３％を含む請求項５に記載のアルミニウム系部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一部表面が陽極酸化膜で被覆されたアルミニウム系部材と、その陽極酸化膜を形成する陽極酸化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム系部材は、耐食性、耐摩耗性、絶縁性等を目的として陽極酸化処理がなされることが多い。陽極酸化処理は、アルミニウム系部材の被処理部を電解液浴（硫酸浴、シュウ酸浴等）に浸漬等して、その被処理部を陽極として通電することによりなされる酸化処理であり、これにより被処理部の表面（被処理面）に基材が酸化してなる主に酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）からなる陽極酸化膜（アルマイト皮膜）が形成される。この点で、陽極酸化方法は、還元反応生成物で被覆するメッキ等とは異なる。
【０００３】
こうして形成された陽極酸化膜は、初期に形成される緻密で薄い（数十ｎｍ程度）バリヤー層（活性層）と、このバリヤー層上に形成され、それがポーラス状になりながら通電量に応じて成長する絶縁性の多孔質（ポーラス）層とからなる。このため陽極酸化膜の膜厚は、実質的に多孔質層の成長量に依存している。
【０００４】
なお、その多孔質層自体は、非晶質で吸着性に富むため、耐食性に劣り汚染され易い。そこで陽極酸化処理後の陽極酸化膜に沸騰水や高温水蒸気等を接触させ、酸化アルミニウム水和物の生成に伴う体積膨張によって、多孔質層の細孔を閉塞する封孔処理が適宜なされる。
【０００５】
ところで、陽極酸化処理は、膜厚の制御性等の観点から定電流制御によりなされることが多いが、陽極酸化膜の成膜速度を向上させるために、直流に交流を重畳させた交直重畳電解を行うことも種々提案されている。これに関連する記載が例えば、下記の特許文献にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−２５３７９７号公報
【特許文献２】特開２０００−２８２２９４号公報
【特許文献３】特開２００４−３５９３０号公報
【特許文献４】特開２００６−８３４６７号公報
【特許文献５】特開２００７−２０４８３１号公報
【特許文献６】特開２００９−２３５５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、単相の商用周波数（６０Ｈｚ）の交流電流と１２Ｈｚの正（プラス）側の矩形パルス波形電流とを重畳して通電している。もっとも特許文献１には、電流密度に関する記載があるものの、重畳させる各電流値または各電圧値について具体的な記載がない。また、そこに示されている交流の周波数は、商用周波数のみである。
【０００８】
特許文献２では、試料（被処理物）に負（マイナス）の電圧が印加されないように、交流電圧と直流電圧を重畳して通電している。もっとも特許文献２では、交流周波数に関して具体的な記載がなく、単に高い周波数側（１００Ｈｚ以上）が好ましい旨の記載があるに過ぎない（［００２２］）。
【０００９】
特許文献３では、被処理物に実質的に正の電圧が印加されるように（重畳電圧の下限値が実質的に０Ｖとなるように）交流電圧と直流電圧を重畳して通電し、その交流の周波数を比較的高く（２００〜２０００Ｈｚ）設定している。
【００１０】
特許文献４では、５〜２０ｋＨｚの高周波数で正の電圧の印加と電荷の除去（マイナス電圧の印加）を行う通電をしている。
【００１１】
特許文献５では、被処理物に正の電圧が印加されるように交流電圧と直流電圧を重畳させて通電し、その交流の周波数を高周波域（１〜１００ｋＨｚ）としている
【００１２】
特許文献６では、ヤケ発生電圧付近まで直流電圧を印加する通電をした後、負側のピーク電流値が正側のピーク電流値の１０％以下となるように、高周波域（５〜１５ｋＨｚ）の交流と直流を重畳させて通電している。
【００１３】
このように陽極酸化処理に関して、一般的な直流通電方式以外に、種々の交直重畳電解方式が提案されている。但し、特許文献１〜５にあるような交直重畳電解方法では、得られる成膜速度は高々数μｍ／分に過ぎなかった。
【００１４】
特許文献６には、高い成膜速度（６５μｍ／分）が得られる旨が記載されているが、実際に形成された陽極酸化膜の厚さは１６．２μｍに過ぎず、数十〜数百μｍ程度の厚い陽極酸化膜が実際に短時間内で形成されている訳ではない。特許文献６では、処理開始後の極短時間内（１５秒内）に、非常に大きな電流密度（１００〜１２０Ａ／ｄｍ２）の通電を行い、ヤケが発生する前に陽極酸化処理を終えている。このような陽極酸化方法では、厚い良好な陽極酸化膜を短時間内に形成することは結局できない。
【００１５】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、従来の陽極酸化方法とは異なる条件下で交直重畳電解を行うことにより、相当に厚い陽極酸化膜でも短時間内に形成できるアルミニウム系部材の陽極酸化方法を提供することを目的とする。また本発明は、その陽極酸化方法により陽極酸化膜が形成されたアルミニウム系部材も併せて提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、交流成分と直流成分を重畳させて通電する際に、交流の周波数と直流成分の浴電圧値に対する交流成分の浴電圧振幅値（Ｅａ）の比である電圧比とを所定範囲内とすることにより、成膜速度を著しく高めることができ、実際に非常に厚い陽極酸化膜を短時間で形成できることを新たに見出した。この成果を発展させることにより、以降に述べる本発明を完成するに至った。
【００１７】
《アルミニウム系部材の陽極酸化方法》
（１）本発明のアルミニウム系部材の陽極酸化方法（適宜、単に「陽極酸化方法」という。）は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金を基材とする被処理面を電解液に接触させつつ該被処理面に対して交流成分と直流成分を重畳させた通電を行うことにより電解処理する交直重畳電解工程を備え、該被処理面に陽極酸化膜を形成するアルミニウム系部材の陽極酸化方法であって、前記交直重畳電解工程は、前記直流成分の浴電圧値（Ｅｄ）に対する前記交流成分の浴電圧振幅値（Ｅａ）の比である電圧比（Ｅａ／Ｅｄ）が１．０５以上になると共に該交流の周波数が２〜２００Ｈｚになる通電を電圧制御または電流制御により行う電解過程を含むことを特徴とする。
【００１８】
（２）本発明の陽極酸化方法によれば、高い成膜速度が安定して得られるため、過大な電圧を印加するまでもなく、アルミニウム系部材の被処理面（基材表面）に厚い陽極酸化膜を短時間で確実に形成できる。本発明の陽極酸化方法が、そのような優れた成膜性を発揮するメカニズム等は必ずしも定かではないが、現状では次のように考えられる。
【００１９】
先ず、陽極酸化膜は絶縁体であると共に誘電体であることが知られており、陽極酸化膜の近傍には電気抵抗（Ｒ）と静電容量（Ｃ）からなる擬似回路（等価回路）が形成されていると考えられる。この観点からすると、交流と直流を重畳させた通電（交直重畳通電）により陽極酸化処理する場合、その交流の周波数が大きくなるほど、陽極酸化膜近傍のインピーダンスは小さくなり、被処理面を流れる電流密度は大きくなるため、陽極酸化膜の成膜速度が向上するように考えられる。
【００２０】
しかし、本発明者が鋭意研究したところ意外にも、従来よりかなり低い周波数域の交流を直流と重畳させて通電することにより、成膜速度が極大を示すことが明らかとなった。この理由は定かではないが、被処理面上に形成された陽極酸化膜と電解液との界面近傍において、酸素イオンの吸着サイトの電位依存性や電気二重層の存在などが影響しているためと推察される。
【００２１】
ちなみにここでいう電気二重層は、上述した界面近傍の電解液中において、陽極酸化膜側にアニオン（ＯＨ−、ＳＯ４２−等）が層状に整列し、それに対向して対をなすようにカチオン（Ｈ＋等）が層状に整列した状態を意味する。このように電解液を介在して形成される電気二重層も、陽極酸化膜の場合と同様に、電気抵抗（Ｒ’）と静電容量（Ｃ’）からなる擬似回路（等価回路）として考えることができる。つまり、被処理面の近傍は、陽極酸化膜近傍に構成される第１擬似回路と電気二重層により構成される第２擬似回路が接続された等価回路として把握できることになる。従って、上述したように、陽極酸化膜の成膜性は、陽極酸化膜近傍の第１擬似回路だけでは把握され得ず、電気二重層による第２擬似回路の存否さらにはその特性をも加味することにより、初めて全体的な把握が可能になると考えられる。
【００２２】
ところで、本発明に係る交直重畳電解工程では、直流成分の浴電圧値（Ｅｄ）に対する交流成分の浴電圧振幅値（Ｅａ）の比である電圧比（Ｅａ／Ｅｄ）を１よりも大きくしている。このため、陽極酸化膜の界面近傍には周期的に逆電界が印加されることになる。この逆電界が、その界面近傍に形成された電気二重層に有効に作用することにより、電気二重層を構成していた各イオン粒子はその逆電界に沿って泳動し、電気二重層は解消（崩壊）され得る。電気二重層が解消されると、陽極酸化膜と電解液の界面近傍において、各イオン（特にアニオン）の濃度や移動が、所望状態に近くなって効率的な通電が可能となり得る。
【００２３】
ところが、従来の陽極酸化方法のように高周波数の交流と直流とを重畳させて通電する場合、仮にそれらの電圧比だけを本発明のような範囲にしたとしても、前述したように優れた成膜性は得られない。この理由は次のように考えられる。電気二重層は電子よりも遙かに質量の大きいイオン粒子で形成されている。このような電気二重層へ、交流の高周波数に応じて極短時間だけ逆電界を印加しても、質量の大きなイオン粒子はその逆電界に殆ど追従できない。このため、高周波数の交流と直流とを重畳させて通電しても、電気二重層は実質的に解消されず残存したままとなる。この結果、上述した第２擬似回路は解消されず（つまり第１擬似回路のみとはならず）、結局、従来の交直重畳電解では成膜速度があまり向上しなかったと考えられる。
【００２４】
これに対して本発明の陽極酸化方法では、低周波数の交流を直流に重畳させて通電しているため、電気二重層を構成する各イオン粒子には、追従可能な速度の逆電界が印加される。そして、陽極酸化膜の近傍に電気二重層が形成されないか、または一旦形成された電気二重層も直ぐに解消される。この結果、陽極酸化膜の近傍において、電解液のイオン濃度や通電性が所望の状態に維持され易くなり、上述したように高い成膜速度が安定して維持されるようになったと考えられる。
【００２５】
いずれにしても本発明の陽極酸化方法の場合、特定範囲内に設定した電圧比と交流周波数とが連携し、相乗することによって、非常に優れた成膜性が発揮されるようになったことは確かである。
【００２６】
《アルミニウム系部材》
本発明はアルミニウム系部材の陽極酸化方法としてのみならず、それにより形成された陽極酸化膜により少なくとも一部の表面が被覆された基材を備えたアルミニウム系部材としても把握できる。
【００２７】
《その他》
（１）本発明に係る交流成分と直流成分の重畳は、両成分をそれぞれ合成することが重要ではなく、上述した電圧比および交流周波数を満たすような電圧または電流が供給されることが重要である。従って、本発明でいう「交直重畳」とは、交流電源から供給される交流成分と直流電源から供給される直流成分を文字通り重畳させる場合に限らず、単一の電源装置を用いて選定またはプログラム等した所望波形の電圧または電流を供給する場合でもよい。そして、本発明に係る交直重畳電解工程（または電解過程）は、上述した電圧比および交流周波数が満たされる限り、電圧制御される場合に限らず電流制御される場合でもよい。このような事情を踏まえて、本発明に係る各用語を次のように定義する。
【００２８】
本明細書でいう「交流」とは、電圧値または電流値が周期的に変動することをいい、その波形、振幅値、中央値（平均値）、ピーク値等は問わない。「交流成分」とは、周期的に変動する電圧成分または電流成分である。「直流」とは、その交流以外を意味し、電圧値または電流値が一定の場合に限らず、周期的でなければ時間経過と共に変動してもよく、その波形、極性（正負）等は問わない。「直流成分」とは、バイアス電圧またはバイアス電流であるが、具体的には、交直重畳されて周期的に変動する電圧値または電流値の平均値を直流成分とする。なお、本明細書でいう電圧値または電流値の「平均値」とは、実効値ではなく、電圧値または電流値の各上下ピーク値（上下限値）の相加平均値とする。
【００２９】
「直流成分の浴電圧値（Ｅｄ）」とは、上述したように交直重畳したときに、電解液に接触している陽極（基材側）と陰極との間で周期的に変動する電位差（電圧値）の平均値である。また、「交流成分の浴電圧振幅値（Ｅａ）」とは、その周期的に変動する電位差（電圧値）のピーク値とその平均値（つまり、直流成分の浴電圧値（Ｅｄ））との差の絶対値中で、最大のものをいう。
【００３０】
なお、本発明で規定する電圧比の範囲内であれば、直流成分の浴電圧値（Ｅｄ）または交流成分の浴電圧振幅値（Ｅａ）が変動してよいことは勿論、その電圧比自体も本発明で規定する範囲内であれば、電解過程中に変動してもよい。また交流周波数も、本発明で規定する範囲内であれば、電解過程中に変動してもよい。
【００３１】
本発明では、具体的な成膜速度を問わないが、敢えて言うと、２５〜５０μｍ／分さらには３０〜４０μｍ／分程度となり得る。なお、成膜速度は、形成された陽極酸化膜の膜厚を陽極酸化処理時間で除することで求められる。その膜厚は、陽極酸化膜の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したり、渦電流式膜厚計により計測することで求まる。なお、成膜速度は、膜厚が小さいときに大きくなる傾向があるため、本発明に係る成膜速度は膜厚３０μｍ以上で求めた値とする。
【００３２】
（２）特に断らない限り本明細書でいう「ｘ〜ｙ」は下限値ｘおよび上限値ｙを含む。本明細書に記載した種々の数値または数値範囲に含まれる任意の数値を新たな下限値または上限値として「ａ〜ｂ」のような範囲を新設し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】重畳する交流成分と直流成分の一例を示す波形図である。
【図２】交流周波数と成膜速度の関係を示すグラフである。
【図３】電圧比と成膜速度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本明細書で説明する内容は、本発明のアルミニウム系部材の陽極酸化方法のみならず、それにより得られるアルミニウム系部材にも該当し得る。方法に関する構成要素は、プロダクトバイプロセスとして理解すれば物に関する構成要素ともなり得る。上述した本発明の構成要素に、本明細書中から任意に選択した一つまたは二つ以上の構成要素を付加し得る。いずれの実施形態が最良であるか否かは、対象、要求性能等によって異なる。
【００３５】
《陽極酸化方法》
（１）交直重畳電解工程
本発明の陽極酸化方法の場合、高い成膜速度が長期的に安定して得られるように、電解液に接触している基材の被処理面は、電解時間の大部分（例えば５０％以上、８０％以上さらには９０％以上）で陽極になると共に電解時間の一部（例えば５０％以下、２０％以下さらには１０％以下）で陰極になり、この極性反転が交流周波数に対応して周期的になされると好ましい。逆にいえば、このような適切な交直重畳電解がなされる限り、本発明に係る電圧比または交流周波数は、必ずしも既述したような範囲内である必要はないといえる（例えば、電圧比は１よりも大きくてもよい）。
【００３６】
但し、本発明では、そのような交直重畳電解の範囲をより明確化にするため、敢えて、電圧比および交流周波数を特定範囲内に規定している。この電圧比は１．０５以上、１．１以上、１．１５以上さらには１．２以上であると好ましい。その上限値は問わないが、陽極酸化処理の効率や印加電圧の抑制、ヤケ防止等の観点から、電圧比は２以下、１．７以下、１．６以下さらには１．５以下であると好ましい。なお、浴電圧振幅値が大きくなると、陽極酸化膜の表面近傍で水素が発生し陽極酸化膜の破壊を生じ得る。従って、電流制御に限らず電圧制御を行う場合でも、逆電流があまり流れない範囲で電圧比を調整するとよい。特に、交直重畳したときの電流値の下限値が極力０（Ａ）に近くなるように電圧制御または電流制御を行うと、陽極酸化膜の形成に関与しない無駄な時間を省け、成膜速度の向上を図れる。
【００３７】
交流周波数は、２〜２００Ｈｚ、５〜１５０Ｈｚ、１０〜１００Ｈｚさらには１５〜５０Ｈｚであると好ましい。陽極酸化膜の界面近傍に形成される擬似回路を直列の交流回路と考えると、そのインピーダンス（Ｚ）は、Ｚ＝｛Ｒ２＋（ωＬ−１／ωＣ）２｝１／２  （Ｒ：抵抗、Ｌ：インダクタンス、Ｃ：キャパシタンス、ω：角周波数（＝２πｆ）、ｆ：交流周波数）と表される。このように考えると、交流周波数が過小では、反応層、電気二重層の生成に伴う容量成分に起因してインピーダンスが大きくなり、交流周波数が過大になると、陽極酸化反応に伴う誘導成分に起因してインピーダンスが大きくなり、いずれにしても電流値が低下して成膜の抑制または停滞が生じ得ることがわかる。なお、具体的なＲ、Ｌ、Ｃの特定は容易ではないが、上式に基づけば、ω＝（１／ＬＣ）１／２のとき、つまりｆ＝（１／ＬＣ）１／２／２πのときに、Ｚが最小値（極小値）となり得る。逆にいえば、Ｚを最小とするようなｆ０ の存在が予想され、上述した範囲の交流周波数がそのようなｆ０ を与えると考えられる。
【００３８】
なお、本発明に係る電圧比や交流周波数の最適値は、基材の材質、電解液の濃度、温度（浴温）、浴内の流動性（例えば撹拌の程度）等の状況変化に応じて、上述した範囲内で多少変動し得る。もっとも、そのような状況変化があっても、本発明に係る基本的な考え方（原理）は不変である。従って、電圧比および交流周波数が既述した数値範囲内にある限り、成膜性に優れた陽極酸化処理をなし得ることに変わりない。
【００３９】
本発明の陽極酸化方法では、交流成分と直流成分の各波形、それらの合成波形または合成方法等を問わない。さらにいえば、所望する電解波形の直接的な出力が可能なら、別個な交流成分と直流成分をそれぞれ重畳（合成）させて所望の電解波形を合成するまでもない。このような場合も、本発明でいう交直重畳電解に含まれる。
【００４０】
但し、一般的には、電源設備の観点から交流成分と直流成分をそれぞれ重畳させる方が容易である。その場合、交流成分は、一般的な正弦波交流成分の他、矩形波、三角波、のこぎり波等の異形波交流成分でもよい。直流成分も、一般的な直線波形の他、極性反転を伴わない限り、パルス波形等でもよい。なお、直流成分電圧（バイアス成分）は、１５〜１２０Ｖさらには２０〜１００Ｖ内で調整されるとよい。また、通電制御は、電流制御でも、電圧制御でもよい。
【００４１】
電圧制御電解を行う場合、直流成分の浴電圧値（電圧値、電流値）または交流成分の浴電圧振幅値を時間的に変化させてもよい。例えば、直流成分の浴電圧値および交流成分の浴電圧振幅値を電解時間に対して漸増させると好ましい。また、交直重畳電解は、通電開始後、一定時間（数秒程度）経過してから開始してもよい。つまり、当初は直流成分だけの通電を行い、その後、交直重畳電解を行ってもよい。このような電圧制御電解により、陽極酸化膜の成長と共に通電抵抗が上昇しても、安定した成膜速度を得ることができる。
【００４２】
その一例として、次式を満たすように電圧制御電解を行うと好ましい。
０＜ｔ≦ｔ１のとき：Ｅａ＝α・Ｅｄ０
ｔ１≦ｔ≦ｔ２のとき：Ｅａ＝α・Ｅｄ、Ｅｄ＝ Ｅｄ０＋β（ｔ−ｔ１）
但し、ｔ：電解開始からの時間、Ｅｄ：直流成分の浴電圧値、Ｅｄ０：Ｅｄの初期値、
Ｅａ：交流成分の浴電圧振幅値、α：電圧比（Ｅａ／Ｅｄ）、β：直流電圧の昇圧率
そして、硫酸浴中で電圧制御電解を行う場合なら、例えば、Ｅｄ０：１０〜３０（Ｖ）、α：１．０５〜１．６、β：５〜１０（Ｖ／分）、ｔ１：１〜５秒、交流周波数：５〜２００Ｈｚとするとよい。
【００４３】
なお、本発明に係る電解過程は、上述した電圧制御電解により得られる電流波形に基づいて、同様な波形の電流を供給して行う電流制御電解でもよい。
【００４４】
（２）電解液
電解液（陽極酸化処理液）は、その種類を問わず、例えば、硫酸水溶液、燐酸水溶液、クロム酸水溶液等の無機酸液でも、蓚酸水溶液等の有機酸液でもよい。但し、経済性等の観点から電解液は硫酸水溶液であると好ましい。この硫酸水溶液は、濃度が５〜４０質量％さらには１０〜３０質量％程度であると好ましい。濃度が過小では十分な成膜速度が得られず、濃度が過大では陽極酸化膜の耐食性が低下し得る。電解液の温度（浴温）は０〜４０℃さらには１０〜３０℃程度であると好ましい。この温度が過小または過大になると、十分な成膜速度が得られない。ちなみに、電解液中に設ける対極は、白金、黒鉛等に限らず、導電材であればよい。
【００４５】
（３）後処理
本発明に係る陽極酸化膜は、陽極酸化処理のままでも良いが、封孔処理、熱処理、塗装等の後処理が適宜なされる。例えば、封孔処理を行うと、陽極酸化膜（多孔質層）の細孔が封じられ、アルミニウム系部材の耐食性が向上し得る。ちなみに封孔処理方法は周知であり、例えば、陽極酸化膜を沸騰水や高圧蒸気に曝すことにより行われる。この他、陽極酸化膜を遮熱膜として用いるような場合、陽極酸化膜の表面にポリシラザン、ポリシロキサン等を塗布し、それを焼成してシリカに転化させてなる強化層を、多孔質層中またはその最表面に別途形成させてもよい。
【００４６】
《アルミニウム系部材》
（１）陽極酸化膜
陽極酸化膜は、主に酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）からなるが、陽極酸化処理の条件によりその形態（特に多孔質層の形態）は変化し得る。用途や要求仕様に応じて、適切な陽極酸化膜が選択されるとよい。例えば、耐摩耗性を目的とする場合なら密な陽極酸化膜が好ましいが、遮熱性を目的とする場合なら疎な陽極酸化膜でもよい。陽極酸化膜の膜厚も、その用途や要求仕様に応じて、適宜選択される。本発明の陽極酸化方法によれば、例えば、遮熱膜等に用いられる膜厚３０〜１７０μｍ程度の非常に厚い陽極酸化膜でも、僅か１〜６分程度で形成可能であり、処理時間を従来の１／５〜１／１０とすることができる。
【００４７】
（２）基材
本発明に係る基材は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるが、その組成や製造過程は問わない。基材の組成が純アルミニウムに近いほど、緻密な陽極酸化膜が得られ易い。もっとも、本発明の陽極酸化方法を用いると、基材がＳｉ、Ｃｕ、Ｍｇなどの合金成分を多く含む鋳造アルミニウム合金からなる場合にも、十分に大きな成膜速度が得られる。鋳造アルミニウム合金は、例えば、金全体を１００質量％（単に「％」と表記する。）としたときに、Ｓｉ：８〜２４％、８〜１７％さらには８〜１３％、Ｃｕ：０．５〜５％さらには０．５〜１．５％、Ｍｇ：０．５〜３％の一種以上を含むと好ましい。
【００４８】
なお、本発明のアルミニウム系部材は、陽極酸化膜が形成される被処理面がアルミニウム合金等の基材からなれば足り、全体がアルミニウム合金等である必要はない。また基材の形態や断面形状等も問わない。
【００４９】
《用途》
本発明のアルミニウム系部材または陽極酸化膜は、その用途を問わない。例えば、ピストン（アルミニウム系部材）の頂面部（ピストンリングのランド部および溝部を含む）を被覆する遮熱膜、コイルや配線（アルミニウム系部材）の外表面を被覆する絶縁膜等に本発明の陽極酸化膜が用いられると好ましい。
【実施例】
【００５０】
実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
《試料の製造》
（１）基材
陽極酸化膜を形成する基材として、鋳造用アルミニウム合金（ＪＩＳ  ＡＣ８Ａ／Ａｌ−１２％Ｓｉ−１％Ｃｕ−１％Ｍｇ）からなる試験片を用意した。
【００５１】
（２）陽極酸化処理
硫酸水溶液（電解液）中に試験片（被処理面）を浸し、それを陽極、白金電極を陰極として通電した。この際、被処理面を除く試験片の他面はマスキングして、被処理面と白金電極の間で通電がされるようにした。また電解液は、硫酸濃度（質量％）：２０％、温度（浴温）：１０℃とした。
【００５２】
通電は、図１に示すように直流と交流を重畳させて、電圧制御により行った。その際、直流電圧値（Ｖｄ：浴電圧値）は、通電開始から０．２分間（１２秒間）は２０Ｖ（一定）とし、その後、８Ｖ／分で昇圧した。交流の電圧振幅値（Ｖａ：浴電圧振幅値）は、直流電圧値に対して０．５〜１．６倍の電圧比（Ｖａ／Ｖｄ：電圧比）とした。また交流周波数は２Ｈｚ〜１ｋＨｚとした。こうしてクーロンメータで７０Ｃ／ｃｍ２となるまで通電し、電解開始から電解終了までの電解時間も測定した。
【００５３】
電解終了後の試験片は、電解液から取り出した後に蒸留水でよく洗浄し、圧縮空気を吹き付けて水分を除去した後、大気中で十分に乾燥させた。そして、各試験片の被処理面上に形成されている陽極酸化膜の膜厚を測定した。なお、各試料の膜厚は、ほぼ７０μｍであった。
【００５４】
こうして各試料に係る成膜条件（交流成分の電圧比と周波数）と成膜速度（陽極酸化膜の膜厚／電解時間：μｍ／分）を表１に併せて示した。また、表１に基づいて、交流周波数と成膜速度の関係を図２に、電圧比と成膜速度の関係を図３にそれぞれ示した。
【００５５】
《評価》
（１）表１および図２からわかるように、電圧比を１．１として交直重畳電解すると、低周波数域で成膜速度が極大を示すことがわかる。具体的には、交流周波数が２〜２００Ｈｚさらには１０〜１００Ｈｚであると、高い成膜速度が得られることがわかる。
【００５６】
（２）この結果に基づいて交流周波数を例えば２０Ｈｚとしたとき、電圧比（電圧比）が１を超えて被処理面または陽極酸化膜の界面に逆電界が印加されると、成膜速度が急激に上昇し始めることも、表１および図３からわかる。電圧比が１．１以上になると、成膜速度の上昇度合いは緩やかになるものの、電圧比が１．５になるまで成膜速度は上昇した。その後、電圧比が１．６になると成膜速度が低下し始めた。なお、電圧比を１．７とした場合、陽極酸化膜中にヤケを生じた。これは、印加電圧のピーク値が過大になったためと考えられる。
【００５７】
以上の結果から、交流周波数を２〜２００Ｈｚ、電圧比（電圧比）を１超さらには１．０５〜１．６とすると、陽極酸化膜の成膜速度を大幅に向上させ得ることができ、消費電力等を抑制しつつ、現実に、厚い陽極酸化膜を短時間で効率的に成膜できることが確認された。
【００５８】
【表１】
2015124400.tif 000003
【図２】
2015124400.tif 000004
【図３】
2015124400.tif 000005
【図１】
2015124400.tif 000006