独立行政机构国立产业技术综合研究所[会长野间口裕]（以下简称“AIST”）可持续材料研究部[研究主任 Mamoru Nakamura] 金属材料结构控制研究小组的研究员 Takahiro Ishizaki 使用了一种非常简单的工艺，不使用化学品结构色。
目前，采用喷漆在镁合金表面添加图案，但工艺复杂、成本高。凭借新开发的加工技术，超纯水并将容器在恒温下保持一定时间，纳米(nm)鳞片结构直接生长在合金表面。通过在表面形成微细结构，可以赋予颜色（结构色）。该处理技术较传统涂装处理具有以下优势：1）不使用化学品，因此不产生废液；2）反应重现性高；3）可在保持金属光泽的同时添加颜色；4）可轻松处理大面积。
利用这种加工技术，可以很容易地以低成本为各种类型的含铝和锌的镁合金添加设计特征，因此有望应用于电子设备的外壳。此外，该技术工艺简单，对环境影响较小，因为它不使用化学品。此外，由于镁合金中不添加任何杂质，处理后的部件可以很容易地回收利用。这样，该加工技术有望为镁合金相关工艺的节能做出贡献。
该技术的详细内容将于2009年8月28日在东京召开的镁协会第12届表面处理小组委员会上公布。
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改变加工条件得到的各种颜色的镁合金 |
近年来，需要从大规模生产/大众消费社会向可持续社会转变。为了实现这一目标，全球范围内的节能至关重要，而开发有助于节能的新材料和制造工艺是一个紧迫的问题。
镁利用其作为所有实用金属中最轻的特性，已被用于笔记本电脑外壳和汽车仪表板。在此类应用中，需要赋予镁表面设计特性。迄今为止，已经进行了类似于汽车等所使用的涂装工艺，但存在工艺复杂且昂贵的问题。因此，需要一种能够容易且低成本地为镁表面提供设计特征的技术。
生物在室温和压力下，使用所需的最少能量表现出各种优异的功能。模仿生物体特定精细结构所产生的功能的材料/制造工艺技术称为仿生工艺，从能源和资源节约的角度来看是一种很有前途的技术。迄今为止，AIST一直在进行仿生工艺的研究和开发，预计这将成为创建可持续发展社会的关键技术之一。
这次是球甲虫鞘翅目（Shoshi）由于其多层结构和不均匀结构而能够产生颜色。我们一直在进行表面处理技术的研究和开发，旨在通过在镁合金表面形成精细结构来赋予镁合金设计特征和耐腐蚀性。
该处理技术将超纯水和镁合金（AZ31、AZ61等含有铝和锌的合金）密封在氟树脂制的密闭容器中。通过将材料保持在 30°F 的温度（25 至 10 小时）这一非常简单的过程，镁合金表面会形成由亚微米尺寸的微结构组成的薄膜，并呈现颜色（图 1）。该微结构是垂直于基板表面生长的纳米级片状结构，片状面内方向的尺寸约为200～2000nm，厚度约为50～100nm。通过控制处理时间和温度，合金表面的颜色会发生变化，但这是由于表面处理形成的微结构所形成的薄膜的厚度不同所致。薄膜厚度的再现性优异，相信该加工技术能够稳定地生产出具有所需颜色的镁合金。注意，通过该处理形成的结构由镁和水之间的反应生成的氧化镁或氢氧化镁构成。
镁合金表面经过主处理（120℃，3小时）反射率漫反射光谱测量的结果的示例。 (此时的薄膜厚度约为500nm。)在波长250nm和400nm附近观察到反射率峰值。 250 nm 左右的峰值位于紫外区，不影响颜色。另一方面，400nm附近的峰值是由于对应于图1所示的可见光的颜色而产生的。 2、即紫色。当通过控制加工时间和温度形成较厚的薄膜时，表面会呈现出绿色、黄色或浅色等结构色。颜色的差异是由于薄膜与薄膜之间的界面反射的光与薄膜与镁合金之间的界面反射的光之间的干涉效应造成的。由于这些颜色源自结构色，因此它们的特征之一是它们会根据视角而变化。
该处理技术的独特之处在于，它积极利用镁的缺点，即由于镁的化学活性和与水的高反应性而具有高腐蚀性，从而在镁合金表面形成纳米级结构。这种想法的逆转导致了这种可以轻松为镁合金添加着色的加工技术的实现。
这种表面处理不使用除水以外的任何溶剂或化学品，因此不存在废液处理等问题，是一种简单、低成本、低环境影响的工艺，满足社会的需求。此外，由于经过这种处理的镁合金不含任何杂质，因此在回收过程中不需要去除杂质的步骤，并且在回收过程中的节能方面具有很大的期望。
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图1：结构色显色处理流程图 |
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图2：表面处理后镁合金表面漫反射光谱及样品外观照片 |
新开发的加工技术使得通过简单且环保的工艺为镁合金以设计形式增加高附加值成为可能。未来，我们的目标是通过技术转让，将这种加工技术投入实际应用，例如应用于电子设备的外壳。