特許 7502004 チタニウム基板を活性化させるための組成物及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-10

(45)【発行日】2024-06-18

(54)【発明の名称】チタニウム基板を活性化させるための組成物及び方法

(51)【国際特許分類】

   C25D 5/38 20060101AFI20240611BHJP

【ＦＩ】

C25D5/38

【請求項の数】 14

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019135906

(22)【出願日】2019-07-24

(65)【公開番号】P2020037737

(43)【公開日】2020-03-12

【審査請求日】2022-07-21

(31)【優先権主張番号】16/045,389

(32)【優先日】2018-07-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】スブラマニアラジャ， サクールジャヤラム アール．

【審査官】黒木 花菜子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－０４２１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０２９８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０３０６５１５４（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開昭５６－１３３４５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１７６８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２００７０６１６８７（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開昭６１－１１９６９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２５Ｄ ５／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属基板を活性化させるための活性化溶液であって、
水と、
フッ化塩と、
フッ化水素酸と、
硫酸とを含み、
前記フッ化塩が、前記活性化溶液の総容積に基づいて、１リットルあたり１０グラム～１リットルあたり１２０グラムの範囲内の濃度で存在し、
前記金属基板がチタニウム又はチタニウム合金で形成された基板である、活性化溶液。

【請求項2】

前記フッ化塩が、アルカリ金属陽イオンとアルカリ土類金属陽イオンの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の活性化溶液。

【請求項3】

前記フッ化塩が、フッ化カリウム、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化ルビジウム、フッ化バリウム、及びフッ化ストロンチウムのうちの少なくとも１つを含む、請求項１又は２に記載の活性化溶液。

【請求項4】

前記フッ化塩が、前記活性化溶液の総容積に基づいて、１リットルあたり１０グラム～１リットルあたり１００グラムの範囲内の濃度で存在する、請求項１から３のいずれか一項に記載の活性化溶液。

【請求項5】

前記フッ化水素酸が、前記活性化溶液の総容積に基づいて、１リットルあたり５ミリリットル～１リットルあたり２５０ミリリットルの範囲内の濃度で存在する、請求項１から４のいずれか一項に記載の活性化溶液。

【請求項6】

前記硫酸が、前記活性化溶液の総容積に基づいて、１容積パーセント～４５容積パーセントの範囲内の濃度で存在する、請求項１から５のいずれか一項に記載の活性化溶液。

【請求項7】

請求項１に記載の活性化溶液を製造するための方法であって、
第１酸性溶液を作り出すために、前記硫酸と前記水の少なくとも一部とを混合することと、
第２酸性溶液を作り出すために、前記フッ化水素酸と前記第１酸性溶液とを混合することと、
前記フッ化塩を前記第２酸性溶液中に溶解させることとを含む、
方法。

【請求項8】

金属基板上への材料の堆積に先立って、前記金属基板を前処理するための方法であって、
請求項１に記載の活性化溶液中に、所定の期間にわたって、前記金属基板を浸漬させることを含む、
方法。

【請求項9】

前記活性化溶液が、大気圧において、かつ１５°Ｃ～５０°Ｃの範囲内の温度において維持される、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記所定の期間が５秒～１２０秒の時間である、請求項８又は９に記載の方法。

【請求項11】

前記所定の期間が２０秒～４０秒の時間である、請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

前記所定の期間が経過した後に、前記金属基板を前記活性化溶液から取り出すことと、
前記金属基板を、取り出した後に、すすぎ流体ですすぐこととを更に含む、請求項８から１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

前記すすぎ流体が脱イオン水である、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記金属基板を、浸漬した後に、アノード硫酸プロセスに曝露することを更に含む、請求項８から１３のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この出願は、基板上への材料の堆積に関し、より詳細には、金属基板を活性化させるための組成物及び方法、並びに、スズ－ビスマス合金を金属基板上に電着（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｎｇ）させるための組成物及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

構造体アセンブリの２つ以上の構成要素を接合するために、機械的ファスナが広く使用される。例えば、機械的ファスナは、航空機の機体の構造的構成要素同士を接合するために、広範に使用される。

【0003】

航空機は、多種多様なソース（落雷や降水空電など）から電磁効果（ＥＭＥ）を受ける。金属製の航空機構造体は、よく電気を伝えるので、電磁効果の影響を比較的受けにくい。しかし、複合物（例えば炭素繊維強化プラスチック）の航空機構造体は、電磁効果によって生じる大きな電流及び電磁力を、容易に伝えて放出するものではない。そのため、複合物の航空機構造体において機械的ファスナが使用される場合、電磁効果から保護するための対策が施される必要がある。

【0004】

電磁効果からの防護は、導電性金属の表面堆積物（金属メッキなど）の形態で、機械的ファスナに提供されうる。様々な金属表面堆積物が、電磁効果からの防護を付与するのに適した導電性を提供しうるが、航空宇宙産業のための機械的ファスナに関しては、平滑性及び炭素繊維強化プラスチックとのガルバニック適合性（ｇａｌｖａｎｉｃ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）といったその他の因子も考慮される。

【0005】

スズはアルファ相及びベータ相で存在する。アルファスズは、色が灰色であり、粉末状で、スズペスト（ｐｅｓｔ）を形成する一方、ベータスズは、白色で、正方晶系の体心結晶構造を有する。スズは、ビスマスと、０．４重量パーセントを上回るビスマス濃度で合金化されると、ベータ相として存在し始める。スズ－ビスマスは、その導電性、平滑性、及び炭素繊維強化プラスチックとのガルバニック適合性により、機械的ファスナに適した金属表面堆積物としての将来性が見込まれている。

【0006】

したがって、当業者は、電着の分野における研究開発の努力を続けている。

【発明の概要】

【0007】

水と、フッ化塩と、フッ化水素酸と、硫酸とを含む、活性化溶液。

【0008】

水と、水中に溶解された、フッ化カリウム、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化ルビジウム、フッ化バリウム、及びフッ化ストロンチウムのうちの少なくとも１つと、水中に溶解されたフッ化水素酸と、水中に溶解された硫酸とを含む、活性化溶液。

【0009】

水と、活性化溶液の総容積に基づいて１リットルあたり約５グラム～１リットルあたり約１２０グラムの範囲内の濃度で水中に溶解された、フッ化カリウム、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化ルビジウム、フッ化バリウム、及びフッ化ストロンチウムのうちの少なくとも１つと、活性化溶液の総容積に基づいて１リットルあたり約５ミリリットル～１リットルあたり約２５０ミリリットルの範囲内の濃度で水中に溶解されたフッ化水素酸と、活性化溶液の総容積に基づいて約１容積パーセント～約４５容積パーセントの範囲内の濃度で水中に溶解された硫酸とを含む、活性化溶液。

【0010】

活性化溶液を製造するための方法であって、（１）第１酸性溶液を作り出すために、硫酸と水とを混合するステップと、（２）第２酸性溶液を作り出すために、フッ化水素酸と第１酸性溶液とを混合するステップと、（３）フッ化塩を第２酸性溶液中に溶解させるステップとを含む、方法。

【0011】

基板上への材料の堆積に先立って、基板を前処理するための方法であって、水と、水中に溶解されたフッ化塩と、水中に溶解されたフッ化水素酸と、水中に溶解された硫酸とを含む活性化溶液中に、所定の期間にわたって、基板を浸漬させるステップを含む、方法。

【0012】

金属基板を活性化させるための本開示の組成物及び方法のその他の態様も、下記の「発明を実施するための形態」、添付図面、及び付随する特許請求の範囲から自明となろう。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】基板上に材料を堆積させるための開示されている方法を示すフロー図である。

【図2】図１の方法によりチタニウム基板上に堆積されたスズ－ビスマス合金の顕微鏡写真である。

【図3】図１の方法による、基板（チタニウム基板など）を活性化させるための開示されている一方法を示すフロー図である。

【図4】図３の方法により基板を活性化させるためのシステムの概略図である。

【図5】図１の方法による、基板（チタニウム基板など）を活性化させるための開示されている別の方法を示すフロー図である。

【図6】図５の方法により基板を活性化させるためのシステムの概略図である。

【図7】図１の方法による、基板（チタニウム基板など）を活性化させるための開示されている更に別の方法を示すフロー図である。

【図8】図７の方法により基板を活性化させるためのシステムの概略図である。

【図9】図１の方法により基板をストライクメッキするためのシステムの概略図である。

【図10】図１の方法による、基板上にスズ－ビスマス合金を電着させるための開示されている一方法を示すフロー図である。

【図11】図１０の方法によりスズ－ビスマス合金を堆積させるための電着システムの概略図である。

【図12】航空機の製造・保守方法のフロー図である。

【図13】航空機のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

金属基板（金属ファスナ又はその他の部品／構成要素など）を活性化させるための組成物、システム、及び方法が開示される。金属基板（金属ファスナ又はその他の部品／構成要素など）上に材料を堆積させるための組成物、システム、及び方法も開示される。本開示の組成物、システム、及び方法は、別個に、又は様々な組み合わせで、基板上への望ましい材料堆積を実現するために使用されうる。

【0015】

図１を参照するに、基板上に材料を堆積させるための方法（概括的に１０と指定されている）が開示されている。３つの概括的なステップだけが図示されているが、本開示の範囲からの逸脱をもたらすことなく、様々な追加ステップが（提示されているステップの前であるか、後であるか、間であるかを問わず）実施されうることが、当業者には認識されよう。

【0016】

方法１０の最初のステップ（ブロック１２）は、基板を、基板上での材料（金属堆積物又はその他の金属／非金属の材料など）の受容に適したものにするために、前処理することを含む。様々な前処理（例えば洗浄、脱脂、エッチングなど）が実施されうる。詳細には、前処理ステップ（ブロック１２）は、基板の表面を活性化させること（ブロック１４）を含みうる。例えば、チタニウム基板の場合、基板の表面を活性化させるステップ（ブロック１４）により、基板上に生じることが既知である固着酸化物層が除去されうる（又は、少なくとも実質的に低減されうる）。

【0017】

方法１０の中間のステップ（ブロック１６）は、前処理された基板をストライクメッキすることを含む。基板の表面をストライクメッキするステップ（ブロック１６）によって、基板の表面上に薄型金属層が形成され、これにより、後続の金属堆積物を受容し、かかる金属堆積物と結合するのにより適した表面を有する基板がもたらされうる。ある特定の実行形態では、ストライクメッキのステップ（ブロック１６）により、基板の表面上にニッケルの薄層が形成されうる。

【0018】

方法１０の最後のステップ（ブロック１８）は、ストライクメッキされた基板上への電着を含む。電着のステップ（ブロック１８）により、基板の表面上に金属堆積物が形成されうる。ある特定の実行形態では、電着のステップ（ブロック１８）により、基板の表面上にスズ－ビスマス合金が堆積されうる。

【0019】

図２を参照するに、チタニウム合金（Ｔｉ-６Ａｌ-４Ｖ）基板の表面上にスズ－ビスマス合金の薄層を堆積させるために、本開示の方法１０が使用されている。その結果は、堆積されたスズ－ビスマス合金とその下のチタニウム合金基板との優良な結合というものであった。

【0020】

本開示は主としてチタニウム基板（チタニウム、又はＴｉ-６Ａｌ-４Ｖといったチタニウム合金で形成された基板）を対象としているが、本開示の方法１０と、更に本開示の方法１０の個々のステップ（例えば、活性化ステップ（ブロック１４）、ストライクメッキステップ（ブロック１６）、及び／又は電着ステップ（ブロック１８））は、非チタニウム基板にも好適でありうると、考えられている。本開示から恩恵を受けうる非チタニウム基板の例は、鉄合金、銅合金、及びニッケル合金（例えばインコネル）を含むが、それらに限定されるわけではない。

【0021】

活性化
３つの活性化方法（関連する組成物及びシステムを含む）が開示される。金属基板（チタニウム基板など）は、本開示の活性化方法のうちの１つだけを使用して活性化されうる。あるいは、金属基板（チタニウム基板など）は、本開示の活性化方法のうちの一又は複数を含む複数の活性化方法（例えば、複数の活性化方法のシーケンス）を使用して、活性化されうる。

【0022】

図３及び図４を参照するに、第１の活性化方法（概括的に１００と指定されている）は、ブロック１１０（図３）において、図４に示しているように活性化溶液１５４を包含する槽１５２を準備するステップで始まりうる。槽１５２及び活性化溶液１５４が、第１活性化システム１５０を構成しうる。

【0023】

槽１５２は、活性化溶液１５４を受容し、包含するのに適した任意の容器でありうる。槽１５２を形成する材料は、組成の点で、活性化溶液１５４に化学的に適合したものであるべきである。言うまでもなく、槽１５２は、第１活性化システム１５０によって活性化されるべき基板１５６を内部に受容することが可能になるよう、サイズ設定され、成形されるべきである。

【0024】

活性化溶液１５４は、水（Ｈ_２Ｏ）と、水中に溶解されたアンモニウム塩と、水中に溶解された硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）とを含む。活性化溶液１５４は、大気圧（例えば１アトム）において、かつ約１５°Ｃ～約５０°Ｃの温度（例えば室温（～２１°Ｃ））において、維持されうる。しかし、より高い又は低い圧力、及び、より高い又は低い温度を使用することも想定される。かかる圧力及び温度の使用は、本開示の範囲からの逸脱をもたらすものではない。

【0025】

活性化溶液１５４中のアンモニウム塩は、フッ素含有陰イオンを有しうる。一配合では、活性化溶液１５４中のアンモニウム塩は酸性フッ化アンモニウム（ＮＨ_４ＨＦ_２）である。別の配合では、活性化溶液１５４中のアンモニウム塩はテトラフルオロホウ酸アンモニウム（ＮＨ_４ＢＦ_４）である。更に別の配合では、活性化溶液１５４中のアンモニウム塩は、酸性フッ化アンモニウム（ＮＨ_４ＨＦ_２）とテトラフルオロホウ酸アンモニウム（ＮＨ_４ＢＦ_４）の両方を含む。

【0026】

活性化溶液１５４中のアンモニウム塩は、活性化溶液１５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約１０グラム～１リットルあたり約１５０グラムの範囲内の濃度で存在しうる。１つの択一的表現では、アンモニウム塩の濃度は、活性化溶液１５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約２０グラム～１リットルあたり約１２０グラムの範囲となる。別の択一的表現では、アンモニウム塩の濃度は、活性化溶液１５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約３０グラム～１リットルあたり約１１０グラムの範囲となる。別の択一的表現では、アンモニウム塩の濃度は、活性化溶液１５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約４０グラム～１リットルあたり約１００グラムの範囲となる。別の択一的表現では、アンモニウム塩の濃度は、活性化溶液１５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約５０グラム～１リットルあたり約１００グラムの範囲となる。別の択一的表現では、アンモニウム塩の濃度は、活性化溶液１５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約６０グラム～１リットルあたり約１００グラムの範囲となる。別の択一的表現では、アンモニウム塩の濃度は、活性化溶液１５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約７０グラム～１リットルあたり約９０グラムの範囲となる。更なる択一的表現では、アンモニウム塩の濃度は、活性化溶液１５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約８０グラムとなる。

【0027】

活性化溶液１５４中の硫酸は、活性化溶液１５４の総容積に基づいて、約１容積パーセント～約７０容積パーセントの範囲内の濃度で存在しうる。１つの択一的表現では、硫酸の濃度は、活性化溶液１５４の総容積に基づいて、約２容積パーセント～約５０容積パーセントの範囲となる。別の択一的表現では、硫酸の濃度は、活性化溶液１５４の総容積に基づいて、約３容積パーセント～約４０容積パーセントの範囲となる。別の択一的表現では、硫酸の濃度は、活性化溶液１５４の総容積に基づいて、約４容積パーセント～約３０容積パーセントの範囲となる。別の択一的表現では、硫酸の濃度は、活性化溶液１５４の総容積に基づいて、約５容積パーセント～約２５容積パーセントの範囲となる。別の択一的表現では、硫酸の濃度は、活性化溶液１５４の総容積に基づいて、約５容積パーセント～約１５容積パーセントの範囲となる。更に別の択一的表現では、硫酸の濃度は、活性化溶液１５４の総容積に基づいて、約１０容積パーセントとなる。

【0028】

具体的で非限定的な一例としては、活性化溶液１５４は、水と、１リットルあたり８０グラムの酸性フッ化アンモニウム（ＮＨ_４ＨＦ_２）と、１０容積パーセントの硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）とを含む。

【0029】

活性化溶液１５４は、本開示の範囲を逸脱することなく、様々な方式で製造されうる。１つの特定の実行形態では、活性化溶液１５４を製造するための本開示の方法は、（１）酸性溶液を作り出すために、硫酸（例えば６６ボーメ度の硫酸）と水（例えば脱イオン水）とを混合するステップと、（２）この酸性溶液中にアンモニウム塩（例えば酸性フッ化アンモニウム及び／又はテトラフルオロホウ酸アンモニウム）を溶解させるステップと、（３）求められる総容積の活性化溶液１５４を作製するために、（必要であれば）更なる水を添加するステップとを、含む。

【0030】

ブロック１２０（図３）において、基板１５６が活性化溶液１５４中に浸漬される（例えば完全浸漬される）。ブロック１３０（図３）に示している基板１５６の活性化溶液１５４からの取り出しに先立って、基板１５６は、所定の期間にわたり、活性化溶液１５４中に浸漬したままにされうる。チタニウム基板（基板１５６）の場合、所定の期間は、活性化溶液１５４が、基板１５６上の固着酸化物層を、この酸化物層の下にあるチタニウム／チタニウム合金を著しく害することなく低減させる／消去するのに十分な時間があるように、選択されうる。一表現では、所定の期間は約５秒間～約１２０秒間である。別の表現では、所定の期間は約１０秒間～約１００秒間である。別の表現では、所定の期間は約２０秒間～約４０秒間である。更に別の表現では、所定の期間は約３０秒間である。

【0031】

ブロック１４０（図３）において、活性化溶液１５４から取り出された基板１５６はすすぎ流体ですすがれうる。一例としては、すすぎ流体は水（脱イオン水など）でありうる。

【0032】

図５及び図６を参照するに、第２の活性化方法（概括的に２００と指定されている）は、ブロック２０２（図５）において、図６に示しているように活性化溶液２５４を包含する槽２５２を準備するステップで始まりうる。槽２５２及び活性化溶液２５４が、第２活性化システム２５０を構成しうる。

【0033】

槽２５２は、活性化溶液２５４を受容し、包含するのに適した任意の容器でありうる。槽２５２を形成する材料は、組成の点で、活性化溶液２５４に化学的に適合したものであるべきである。言うまでもなく、槽２５２は、第２活性化システム２５０によって活性化されるべき基板２５６を内部に受容することが可能になるよう、サイズ設定され、成形されるべきである。

【0034】

活性化溶液２５４は、水（Ｈ_２Ｏ）と、水中に溶解されたフッ化塩と、水中に溶解されたフッ化水素酸（ＨＦ）と、水中に溶解された硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）とを含む。活性化溶液２５４は、大気圧（例えば１アトム）において、かつ約１５°Ｃ～約５０°Ｃの温度（例えば室温（～２１°Ｃ））において、維持されうる。しかし、より高い又は低い圧力、及び、より高い又は低い温度を使用することも想定される。かかる圧力及び温度の使用は、本開示の範囲からの逸脱をもたらすものではない。

【0035】

活性化溶液２５４中のフッ化塩は、アルカリ金属陽イオン及び／又はアルカリ土類金属陽イオンを有しうる。一配合では、活性化溶液２５４中のフッ化塩はフッ化カリウム（ＫＦ）である。別の配合では、活性化溶液２５４中のフッ化塩はフッ化リチウム（ＬｉＦ）である。別の配合では、活性化溶液２５４中のフッ化塩はフッ化ナトリウム（ＮａＦ）である。別の配合では、活性化溶液２５４中のフッ化塩はフッ化ルビジウム（ＲｕＦ）である。別の配合では、活性化溶液２５４中のフッ化塩はフッ化バリウム（ＢａＦ_２）である。別の配合では、活性化溶液２５４中のフッ化塩はフッ化ストロンチウム（ＳｒＦ_２）である。更に別の配合では、活性化溶液２５４中のフッ化塩は、フッ化カリウム（ＫＦ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化ルビジウム（ＲｕＦ）、フッ化バリウム（ＢａＦ_２）、及びフッ化ストロンチウム（ＳｒＦ_２）のうちの、少なくとも２つを含む。

【0036】

活性化溶液２５４中のフッ化塩は、活性化溶液２５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約５グラム～１リットルあたり約１２０グラムの範囲内の濃度で存在しうる。１つの択一的表現では、フッ化塩の濃度は、活性化溶液２５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約１０グラム～１リットルあたり約１００グラムの範囲となる。別の択一的表現では、フッ化塩の濃度は、活性化溶液２５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約１５グラム～１リットルあたり約７５グラムの範囲となる。別の択一的表現では、フッ化塩の濃度は、活性化溶液２５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約１５グラム～１リットルあたり約５０グラムの範囲となる。別の択一的表現では、フッ化塩の濃度は、活性化溶液２５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約１５グラム～１リットルあたり約３０グラムの範囲となる。更なる択一的表現では、フッ化塩の濃度は、活性化溶液２５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約２０グラムとなる。

【0037】

活性化溶液２５４中のフッ化水素酸は、活性化溶液２５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約５ミリリットル～１リットルあたり約２５０ミリリットルの範囲内の濃度で存在しうる。１つの択一的表現では、フッ化水素酸の濃度は、活性化溶液２５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約１０ミリリットル～１リットルあたり約２００ミリリットルの範囲となる。別の択一的表現では、フッ化水素酸の濃度は、活性化溶液２５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約１５ミリリットル～１リットルあたり約１５０ミリリットルの範囲となる。別の択一的表現では、フッ化水素酸の濃度は、活性化溶液２５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約２０ミリリットル～１リットルあたり約１５０ミリリットルの範囲となる。別の択一的表現では、フッ化水素酸の濃度は、活性化溶液２５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約３０ミリリットル～１リットルあたり約１００ミリリットルの範囲となる。別の択一的表現では、フッ化水素酸の濃度は、活性化溶液２５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約４０ミリリットル～１リットルあたり約８０ミリリットルの範囲となる。更に別の択一的表現では、フッ化水素酸の濃度は、活性化溶液２５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約６０ミリリットルとなる。

【0038】

活性化溶液２５４中の硫酸は、活性化溶液２５４の総容積に基づいて、約１容積パーセント～約４５容積パーセントの範囲内の濃度で存在しうる。１つの択一的表現では、硫酸の濃度は、活性化溶液２５４の総容積に基づいて、約２容積パーセント～約３５容積パーセントの範囲となる。別の択一的表現では、硫酸の濃度は、活性化溶液２５４の総容積に基づいて、約２容積パーセント～約２０容積パーセントの範囲となる。別の択一的表現では、硫酸の濃度は、活性化溶液２５４の総容積に基づいて、約３容積パーセント～約１５容積パーセントの範囲となる。別の択一的表現では、硫酸の濃度は、活性化溶液２５４の総容積に基づいて、約３容積パーセント～約１０容積パーセントの範囲となる。更に別の択一的表現では、硫酸の濃度は、活性化溶液２５４の総容積に基づいて、約５容積パーセントとなる。

【0039】

具体的で非限定的な一例としては、活性化溶液２５４は、水と、１リットルあたり２０グラムのフッ化カリウム（ＫＦ）と、１リットルあたり６０ミリリットルのフッ化水素酸（ＨＦ）と、５容積パーセントの硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）とを含む。

【0040】

活性化溶液２５４は、本開示の範囲を逸脱することなく、様々な方式で製造されうる。１つの特定の実行形態では、活性化溶液２５４を製造するための本開示の方法は、（１）第１酸性溶液を作り出すために、硫酸（例えば６６ボーメ度の硫酸）と水（例えば脱イオン水）とを混合するステップと、（２）第２酸性溶液を作り出すために、フッ化水素酸（例えば水の４８重量％）と第１酸性溶液とを混合するステップと、（３）フッ化塩（例えばフッ化カリウム）を第２酸性溶液中に溶解させるステップと、（４）求められる総容積の活性化溶液２５４を作製するために、（必要であれば）更なる水を添加するステップとを、含む。

【0041】

ブロック２０４（図５）において、基板２５６が活性化溶液２５４中に浸漬される（例えば完全浸漬される）。ブロック２０６（図５）に示している基板２５６の化溶液２５４からの取り出しに先立って、基板２５６は、所定の期間にわたり、活性化溶液２５４中に浸漬したままにされうる。チタニウム基板（基板２５６）の場合、所定の期間は、活性化溶液２５４が、基板２５６上の固着酸化物層を、この酸化物層の下にあるチタニウム／チタニウム合金を著しく害することなく低減させる／消去するのに十分な時間があるように、選択されうる。一表現では、所定の期間は約５秒間～約１２０秒間である。別の表現では、所定の期間は約１０秒間～約１００秒間である。別の表現では、所定の期間は約２０秒間～約４０秒間である。更に別の表現では、所定の期間は約３０秒間である。

【0042】

ブロック２０８（図５）において、活性化溶液２５４から取り出された基板２５６はすすぎ流体ですすがれうる。一例としては、すすぎ流体は水（脱イオン水など）でありうる。

【0043】

図７及び図８を参照するに、第３の活性化方法（概括的に３００と指定されている）は、ブロック３０２（図７）において、図８に示しているように活性化溶液３５４を包含する槽３５２を準備するステップで始まりうる。槽３５２及び活性化溶液３５４は、グラファイト電極３５８及び電流源３６０と共に、第３活性化システム３５０を構成しうる。第３活性化システム３５０は、本書に記載しているようにアノード硫酸法（第３の活性化方法３００）を実施するために使用されうる。

【0044】

槽３５２は、活性化溶液３５４を受容し、包含するのに適した任意の容器でありうる。槽３５２を形成する材料は、組成の点で、活性化溶液３５４に化学的に適合したものであるべきである。言うまでもなく、槽３５２は、グラファイトアノード３５８と第３活性化システム３５０によって活性化されるべき基板３５６とを内部に受容することが可能になるよう、サイズ設定され、成形されるべきである。

【0045】

活性化溶液３５４は、水（Ｈ_２Ｏ）と、水中に溶解された硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）とを含む。活性化溶液３５４は、大気圧（例えば１アトム）において、かつ約１５°Ｃ～約５０°Ｃの温度（例えば室温（～２１°Ｃ））において、維持されうる。しかし、より高い又は低い圧力、及び、より高い又は低い温度を使用することも想定される。かかる圧力及び温度の使用は、本開示の範囲からの逸脱をもたらすものではない。

【0046】

活性化溶液３５４中の硫酸は、活性化溶液３５４の総容積に基づいて、約５容積パーセント～約４５容積パーセントの範囲内の濃度で存在しうる。１つの択一的表現では、硫酸の濃度は、活性化溶液３５４の総容積に基づいて、約５容積パーセント～約３５容積パーセントの範囲となる。別の択一的表現では、硫酸の濃度は、活性化溶液３５４の総容積に基づいて、約５容積パーセント～約３０容積パーセントの範囲となる。別の択一的表現では、硫酸の濃度は、活性化溶液３５４の総容積に基づいて、約５容積パーセント～約２５容積パーセントの範囲となる。別の択一的表現では、硫酸の濃度は、活性化溶液２５４の総容積に基づいて、約１０容積パーセント～約２０容積パーセントの範囲となる。更に別の択一的表現では、硫酸の濃度は、活性化溶液３５４の総容積に基づいて、約１５容積パーセントとなる。

【0047】

具体的で非限定的な一例としては、活性化溶液３５４は、水と、１５容積パーセントの硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）とを含む。

【0048】

ブロック３０４（図７）において、基板３５６が活性化溶液３５４中に浸漬される（例えば完全浸漬される）。導線３６８が、浸漬された基板３５６と電流源３６０の第１端子３６４とを電気的に連結しうる。

【0049】

ブロック３０６（図７）において、グラファイト電極３５８が活性化溶液３５４中に浸漬される（例えば完全浸漬される）。導線３６６が、浸漬されたグラファイト電極３５８と電流源３６０の第２端子３６２とを電気的に連結しうる。

【0050】

ブロック３０８（図７）において、電流源３６０が起動されることにより、基板３５６とグラファイト電極３５８との間に電流が通される。電流源３６０は、基板３５６がアノードとして機能するように構成されてよく、これにより、基板３５６をエッチングしうる。チタニウム基板（基板３５６）の場合、アノード硫酸法（第３の活性化方法３００）は、基板３５６上の固着酸化物層を、この酸化物層の下にあるチタニウム／チタニウム合金を著しく害することなく、低減させ／消去しうる。

【0051】

電流を通すステップ（ブロック３０８）は、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な電流密度で実施されうる。電流密度は制御可能なパラメータであり、適切な電流密度の選択には、他にもある因子の中でも電流を通すステップ（ブロック３０８）の持続時間のような、様々な因子を考慮することが必要になりうると、当業者には認識されよう。一表現では、電流を通すステップ（ブロック３０８）において通される電流は、基板３５６の表面積に基づいて、１平方フィートあたり約１０アンペア～１平方フィートあたり約８０アンペアの範囲内の電流密度を有しうる。別の表現では、電流を通すステップ（ブロック３０８）において通される電流は、基板３５６の表面積に基づいて、１平方フィートあたり約２０アンペア～１平方フィートあたり約６０アンペアの範囲内の電流密度を有しうる。別の表現では、電流を通すステップ（ブロック３０８）において通される電流は、基板３５６の表面積に基づいて、１平方フィートあたり約２０アンペア～１平方フィートあたり約４０アンペアの範囲内の電流密度を有しうる。更に別の表現では、電流を通すステップ（ブロック３０８）において通される電流は、基板３５６の表面積に基づいて、１平方フィートあたり約３０アンペアの電流密度を有しうる。

【0052】

電流を通すステップ（ブロック３０８）は、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な持続時間にわたって実施されうる。電流持続時間は制御可能なパラメータであり、適切な持続時間の選択には、他にもある因子の中でも電流密度のような、様々な因子を考慮することが必要になりうると、当業者には認識されよう。一表現では、電流を通すステップ（ブロック３０８）は、約５秒間～約１２０秒間にわたって実施されうる。別の表現では、電流を通すステップ（ブロック３０８）は、約１０秒間～約１００秒間にわたって実施されうる。別の表現では、電流を通すステップ（ブロック３０８）は、約１０秒間～約６０秒間にわたって実施されうる。別の表現では、電流を通すステップ（ブロック３０８）は、約１５秒間～約４５秒間にわたって実施されうる。更に別の表現では、電流を通すステップ（ブロック３０８）は、約２０秒間～約３０秒間にわたって実施されうる。

【0053】

ブロック３１０（図７）において、基板３５６は、電流源３６０から断接され、活性化溶液３５４から取り出される。

【0054】

ブロック３１２（図７）において、基板３５６はすすぎ流体ですすがれうる。一例としては、すすぎ流体は水（脱イオン水など）でありうる。

【0055】

ストライクメッキ
ニッケルストライクメッキプロセス（例えば、ウッズのニッケルストライク）を含む様々なストライクメッキプロセスが、当該技術分野において既知であり、本開示の範囲から逸脱することなく、図１の方法１０において使用されうる。しかし、図２に示しているような基板同士の優良なメッキ結合を生じさせる、ある特定のニッケルストライクメッキ法が開示される。

【0056】

図９を参照するに、ストライクメッキシステム（概括的に４５０と指定されている）は、槽４５２と、槽４５２内に受容された電解質溶液４５４と、電解質溶液４５４中に浸漬されたニッケルアノード４５８と、電流源４６０とを含む。電流源４６０は、第１端子４６２と第２端子４６４とを含みうる。ニッケルアノード４５８は、導線４６８を用いて第２端子４６４と電気的に連結されうる。

【0057】

槽４５２は、電解質溶液４５４を受容し、包含するのに適した任意の容器でありうる。槽４５２を形成する材料は、組成の点で、電解質溶液４５４に化学的に適合したものであるべきである。言うまでもなく、槽４５２は、基板４５６及びニッケルアノード４５８を内部に受容することが可能になるよう、サイズ設定され、成形されるべきである。

【0058】

電解質溶液４５４は、水（Ｈ_２Ｏ）と、水中に溶解された塩化ニッケル（ＮｉＣｌ_２）と、水中に溶解された塩酸（ＨＣｌ）とを含む。電解質溶液４５４は、大気圧（例えば１アトム）において、かつ約１５°Ｃ～約５０°Ｃの温度（例えば室温（～２１°Ｃ））において、維持されうる。しかし、より高い又は低い圧力、及び、より高い又は低い温度を使用することも想定される。かかる圧力及び温度の使用は、本開示の範囲からの逸脱をもたらすものではない。

【0059】

電解質溶液４５４中の塩化ニッケルは、活性化溶液３５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約５０グラム～１リットルあたり約４００グラムの範囲内の濃度で存在しうる。１つの択一的表現では、塩化ニッケルの濃度は、活性化溶液３５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約７５グラム～１リットルあたり約３５０グラムの範囲となる。別の択一的表現では、塩化ニッケルの濃度は、活性化溶液３５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約１００グラム～１リットルあたり約３００グラムの範囲となる。別の択一的表現では、塩化ニッケルの濃度は、活性化溶液３５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約１２５グラム～１リットルあたり約２７５グラムの範囲となる。別の択一的表現では、塩化ニッケルの濃度は、活性化溶液３５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約１５０グラム～１リットルあたり約２５０グラムの範囲となる。別の択一的表現では、塩化ニッケルの濃度は、活性化溶液３５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約１７５グラム～１リットルあたり約２２５グラムの範囲となる。

【0060】

電解質溶液４５４中の塩酸は、電解質溶液４５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約２５ミリリットル～１リットルあたり約３００ミリリットルの範囲内の濃度で存在しうる。１つの択一的表現では、塩酸の濃度は、電解質溶液４５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約５０ミリリットル～１リットルあたり約２５０ミリリットルの範囲となる。別の択一的表現では、塩酸の濃度は、電解質溶液４５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約７５ミリリットル～１リットルあたり約２２５ミリリットルの範囲となる。別の択一的表現では、塩酸の濃度は、電解質溶液４５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約１００ミリリットル～１リットルあたり約２００ミリリットルの範囲となる。別の択一的表現では、塩酸の濃度は、電解質溶液４５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約１２５ミリリットル～１リットルあたり約１７５ミリリットルの範囲となる。

【0061】

具体的で非限定的な一例としては、電解質溶液４５４は、水と、１リットルあたり２００グラムの塩化ニッケル（ＮｉＣｌ_２）と、１リットルあたり１５０ミリリットルの塩酸（ＨＣｌ）とを含む。

【0062】

図９に示しているように、基板４５６は、槽４５２内の電解質溶液４５４中に浸漬される（例えば完全浸漬される）。基板４５６は次いで、導線４６６を用いて電流源４６０の第１端子４６２と電気的に連結される。

【0063】

ストライクメッキを始めるには、電流源４６０が起動されることにより、基板４５６とニッケルアノード４５８との間に電流が通され、基板４５６上に堆積物が生じる。オプションで、カソードストライクの開始に先立って、基板４５６をエッチングするために、アノードストライク（基板４５６がアノードとして機能する）が実施されることもある。

【0064】

アノードストライク（エッチング）は、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な電流密度で、かつ様々な持続時間で実施されうる。一表現では、アノードストライクは、基板４５６の表面積に基づいて、１平方フィートあたり約２５アンペア～１平方フィートあたり約７５アンペアの範囲内の電流密度で、約１秒間～約３０秒間の範囲内の持続時間にわたって、実施されうる。例えば、アノードストライクは、基板４５６の表面積に基づいて、１平方フィートあたり約１２０アンペアの電流密度で、約１０秒間にわたって、実施されうる。

【0065】

カソードストライク（ストライクメッキ）は、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な電流密度で、かつ様々な持続時間で実施されうる。一表現では、カソードストライクは、基板４５６の表面積に基づいて、１平方フィートあたり約８０アンペア～１平方フィートあたり約１６０アンペアの範囲内の電流密度で、約３０秒間～約１０分間の範囲内の持続時間にわたって、実施されうる。例えば、カソードストライクは、基板４５６の表面積に基づいて、１平方フィートあたり約１２０アンペアの電流密度で、約５分間にわたって、実施されうる。

【0066】

電流源４６０が作動停止すると、基板４５６は、電流源４６０から断接され、電解質溶液４５４から取り出されることが可能になる。基板３５６は次いで、すすぎ流体（脱イオン水など）ですすがれうる。

【0067】

電着
様々なストライク電着プロセスが、本開示の範囲から逸脱することなく、図１の方法１０において使用されうる。しかし、ある特定のスズ－ビスマス電着法であって、本開示の活性化方法のうちの１つ、及び本開示のニッケルストライクメッキ法と一続きに使用された場合に、図２に示しているような基板同士の優良なメッキ結合を生じさせる、スズ－ビスマス電着法が開示される。

【0068】

図１０及び図１１を参照するに、本開示の電着方法（概括的に５００と指定されている）は、ブロック５０２（図１０）において、図１１に示しているように電解質溶液５５４を包含する槽５５２を準備するステップで始まりうる。槽５５２と活性化溶液５５４は、アノード５５８及び電流源５６０と共に、本開示の電着システム５５０を構成しうる。電着システム５５０は、基板５５６上にスズ－ビスマス合金を堆積させるために使用されうる。

【0069】

基板５５６は、チタニウム基板（例えばチタニウムの機械的ファスナなど）でありうる。鉄基板、銅基板、及びニッケル基板（例えばインコネル）といった、その他の金属基板５５６も、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示の電着方法５００及び電着システム５５０と共に使用されうる。

【0070】

本開示の電着システム５５０のアノード５５８は、スズアノード（例えば９９．９９パーセントの純スズ）又はスズ－ビスマスアノードでありうる。概括的な一例としては、アノード５５８は、約２重量パーセント～約５重量パーセントのビスマスを含んでよく、残部は実質的にスズである。具体的な一例としては、アノード５５８は、約３重量パーセントのビスマスを含んでよく、残部は実質的にスズである。

【0071】

槽５５２は、電解質溶液５５４を受容し、包含するのに適した任意の容器でありうる。槽５５２を形成する材料は、組成の点で、活性化溶液５５４に化学的に適合したものであるべきである。言うまでもなく、槽５５２は、アノード５５８及び基板５５６を内部に受容することが可能になるよう、サイズ設定され、成形されるべきである。

【0072】

電解質溶液５５４は、水（Ｈ_２Ｏ）と、水中に溶解されたスズ塩（ｓｔａｎｎｏｕｓ ｓａｌｔ ）と、水中に溶解されたビスマス塩と、酸とを含む。電解質溶液５５４は、大気圧（例えば１アトム）において、かつ約１５°Ｃ～約５０°Ｃの温度（例えば室温（～２１°Ｃ））において、維持されうる。しかし、より高い又は低い圧力、及び、より高い又は低い温度を使用することも想定される。かかる圧力及び温度の使用は、本開示の範囲からの逸脱をもたらすものではない。

【0073】

電解質溶液５５４中のスズ塩により、スズ（ｔｉｎ（ＩＩ）^２＋）のイオンが提供される。一配合では、電解質溶液５５４中のスズ塩は硫酸スズ（ＳｎＳＯ_４）である。別の配合では、電解質溶液５５４中のスズ塩は塩化スズ（ＳｎＣｌ_２）である。別の配合では、電解質溶液５５４中のスズ塩はフッ化スズ（ＳｎＦ_２）である。更に別の配合では、電解質溶液５５４中のスズ塩は、硫酸スズ（ＳｎＳＯ_４）、塩化スズ（ＳｎＣｌ_２）、及びフッ化スズ（ＳｎＦ_２）のうちの、少なくとも２つを含む。

【0074】

電解質溶液５５４中のスズ塩は、電解質溶液５５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約１５グラム～１リットルあたり約２００グラムの範囲内の濃度で存在しうる。１つの択一的表現では、スズ塩の濃度は、電解質溶液５５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約１５グラム～１リットルあたり約１５０グラムの範囲となる。別の択一的表現では、スズ塩の濃度は、電解質溶液５５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約１５グラム～１リットルあたり約１００グラムの範囲となる。別の択一的表現では、スズ塩の濃度は、電解質溶液５５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約２０グラム～１リットルあたり約１００グラムの範囲となる。別の択一的表現では、スズ塩の濃度は、電解質溶液５５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約２０グラム～１リットルあたり約５０グラムの範囲となる。更に別の択一的表現では、スズ塩の濃度は、電解質溶液５５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約２５グラム～１リットルあたり約３５グラムの範囲となる。

【0075】

電解質溶液５５４中のビスマス塩により、ビスマス（Ｂｉ^３＋）のイオンが提供される。一配合では、電解質溶液５５４中のビスマス塩は硫酸ビスマス（Ｂｉ_２（ＳＯ_４）_３）である。別の配合では、電解質溶液５５４中のビスマス塩は酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）である。別の配合では、活性化溶液５５４中のビスマス塩は硝酸ビスマス（Ｂｉ（ＮＯ_３）_３）である。別の配合では、電解質溶液５５４中のビスマス塩は塩化ビスマス（ＢｉＣｌ_３）である。別の配合では、電解質溶液５５４中のビスマス塩は三フッ化ビスマス（ＢｉＦ_３）である。更に別の配合では、電解質溶液５５４中のビスマス塩は、硫酸ビスマス（Ｂｉ_２（ＳＯ_４）_３）、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）、硝酸ビスマス（Ｂｉ（ＮＯ_３）_３）、塩化ビスマス（ＢｉＣｌ_３）、及び三フッ化ビスマス（ＢｉＦ_３）のうちの、少なくとも２つを含む。

【0076】

電解質溶液５５４中のビスマス塩は、電解質溶液５５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約０．２５グラム～１リットルあたり約１０グラムの範囲内の濃度で存在しうる。１つの択一的表現では、ビスマス塩の濃度は、電解質溶液５５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約０．２５グラム～１リットルあたり約５グラムの範囲となる。別の択一的表現では、ビスマス塩の濃度は、電解質溶液５５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約０．２５グラム～１リットルあたり約２．５グラムの範囲となる。別の択一的表現では、ビスマス塩の濃度は、電解質溶液５５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約０．２５グラム～１リットルあたり約１グラムの範囲となる。別の択一的表現では、ビスマス塩の濃度は、電解質溶液５５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約０．３グラム～１リットルあたり約０．８グラムの範囲となる。別の択一的表現では、ビスマス塩の濃度は、電解質溶液５５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約０．４グラム～１リットルあたり約４グラムの範囲となる。更に別の択一的表現では、ビスマス塩の濃度は、電解質溶液５５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約０．４グラム～１リットルあたり約０．７グラムの範囲となる。

【0077】

酸により、電解質溶液５５４のｐＨが低下する。一配合では、電解質溶液５５４中の酸は硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）である。別の配合では、電解質溶液５５４中の酸はスルファミン酸（Ｈ_３ＮＳＯ_３）である。更に別の配合では、活性化溶液５５４中の酸は、硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）とスルファミン酸（Ｈ_３ＮＳＯ_３）の両方を含む。

【0078】

電解質溶液５５４中の酸は、電解質溶液５５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約５０ミリリットル～１リットルあたり約１５０ミリリットルの範囲内の濃度で存在しうる。１つの択一的表現では、酸の濃度は、電解質溶液５５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約６０ミリリットル～１リットルあたり約１４０ミリリットルの範囲となる。別の択一的表現では、酸の濃度は、電解質溶液５５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約７０ミリリットル～１リットルあたり約１３０ミリリットルの範囲となる。別の択一的表現では、酸の濃度は、電解質溶液５５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約７５ミリリットル～１リットルあたり約１２５ミリリットルの範囲となる。別の択一的表現では、酸の濃度は、電解質溶液５５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約８０ミリリットル～１リットルあたり約１２０ミリリットルの範囲となる。更に別の択一的表現では、酸の濃度は、電解質溶液５５４の総容積に基づいて、１リットルあたり約９０ミリリットル～１リットルあたり約１１０ミリリットルの範囲となる。

【0079】

電解質溶液５５４には、本開示の範囲から逸脱することなく、更なる成分が含まれうる。電解質溶液５５４には、様々な担体及び／又は添加物が含まれうる。具体的で非限定的な一例としては、電解質溶液５５４は、コネチカット州ＷａｔｅｒｂｕｒｙのＭａｃＤｅｒｍｉｄから市販されている、ＴＩＮ ＭＡＣ ＨＴ ＳＴＡＲＴＥＲ Ａ（界面活性物質の商標名）を含みうる。具体的で非限定的な別の例としては、電解質溶液５５４は、コネチカット州ＷａｔｅｒｂｕｒｙのＭａｃＤｅｒｍｉｄから市販されている、ＴＩＮ ＭＡＣ ＨＴ ＳＴＡＲＴＥＲ Ｂ（メタクリル酸のソースの商標名）を含みうる。具体的で非限定的な更に別の例としては、電解質溶液５５４は、コネチカット州ＷａｔｅｒｂｕｒｙのＭａｃＤｅｒｍｉｄから市販されている、ＴＩＮ ＭＡＣ ＨＴ ＲＥＰＬＥＮＩＳＨＥＲ（ジプロピレングリコールメチルエーテルと界面活性物質のソースの商標名）を含みうる。

【0080】

具体的で非限定的な一例としては、電解質溶液５５４は、水と、１リットルあたり３０グラムの硫酸スズ（ＳｎＳＯ_４）と、１リットルあたり０．５８グラムの硫酸ビスマス（Ｂｉ_２（ＳＯ_４）_３）と、１リットルあたり１０５ミリリットルの硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）と、１リットルあたり２０ミリリットルのＴＩＮ ＭＡＣ ＨＴ ＳＴＡＲＴＥＲ Ａと、１リットルあたり５ミリリットルのＴＩＮ ＭＡＣ ＨＴ ＳＴＡＲＴＥＲ Ｂと、１リットルあたり３ミリリットルのＴＩＮ ＭＡＣ ＨＴ ＲＥＰＬＥＮＩＳＨＥＲとを含む。

【0081】

電解質溶液５５４は、本開示の範囲を逸脱することなく、様々な方式で製造されうる。１つの特定の実行形態では、電解質溶液５５４を製造するための本開示の方法は、（１）酸性溶液を作り出すために、酸（例えば６６ボーメ度の硫酸）と水（例えば脱イオン水）とを混合するステップと、（２）スズ塩（例えば硫酸スズ（ＳｎＳＯ_４））を酸性溶液中に溶解させるステップと、（３）ビスマス塩（例えば硫酸ビスマス（Ｂｉ_２（ＳＯ_４）_３））をこの溶液中に溶解させるステップと、（４）オプションで、一又は複数の添加物／担体（例えばＴＩＮ ＭＡＣ ＨＴ ＳＴＡＲＴＥＲ Ａ、ＴＩＮ ＭＡＣ ＨＴ ＳＴＡＲＴＥＲ Ｂ、及び／又はＴＩＮ ＭＡＣ ＨＴ ＲＥＰＬＥＮＩＳＨＥＲ）を添加するステップと、（５）求められる総容積の電解質溶液５５４を作製するために、（必要であれば）更なる水を添加するステップとを、含む。

【0082】

ブロック５０４（図１０）において、基板５５６が電解質溶液５５４中に浸漬される（例えば完全浸漬される）。導線５６６が、浸漬された基板５５６と電流源５６０の第１端子５６２とを電気的に連結しうる。

【0083】

ブロック５０６（図１０）において、アノード５５８が電解質溶液５５４中に浸漬される（例えば完全浸漬される）。導線５６８が、浸漬されたアノード５５８と電流源５６０の第２端子５６４とを電気的に連結しうる。

【0084】

ブロック５０８（図１０）において、電流源５６０が起動されることにより、基板５５６とアノード５５８との間に電流が通される。この電流により、スズ－ビスマス合金が基板５５６上に堆積されることになる。

【0085】

電流を通すステップ（ブロック５０８）は、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な電流密度で実施されうる。電流密度は制御可能なパラメータであり、適切な電流密度の選択には、他にもある因子の中でも電流を通すステップ（ブロック５０８）の持続時間のような、様々な因子を考慮することが必要になりうると、当業者には認識されよう。一表現では、電流を通すステップ（ブロック５０８）において通される電流は、基板５５６の表面積に基づいて、１平方フィートあたり約１０アンペア～１平方フィートあたり約８０アンペアの範囲内の電流密度を有しうる。別の表現では、電流を通すステップ（ブロック５０８）において通される電流は、基板５５６の表面積に基づいて、１平方フィートあたり約１０アンペア～１平方フィートあたり約５０アンペアの範囲内の電流密度を有しうる。別の表現では、電流を通すステップ（ブロック５０８）において通される電流は、基板５５６の表面積に基づいて、１平方フィートあたり約２０アンペア～１平方フィートあたり約４０アンペアの範囲内の電流密度を有しうる。別の表現では、電流を通すステップ（ブロック５０８）において通される電流は、基板５５６の表面積に基づいて、１平方フィートあたり約１５アンペア～１平方フィートあたり約３０アンペアの範囲内の電流密度を有しうる。更に別の表現では、電流を通すステップ（ブロック５０８）において通される電流は、基板５５６の表面積に基づいて、１平方フィートあたり約３０アンペアの電流密度を有しうる。

【0086】

電流を通すステップ（ブロック５０８）は、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な持続時間にわたって実施されうる。電流持続時間は制御可能なパラメータであり、適切な持続時間の選択には、他にもある因子の中でも電流密度のような、様々な因子を考慮することが必要になりうると、当業者には認識されよう。一表現では、電流を通すステップ（ブロック５０８）は、約５分間～約１２０分間にわたって実施されうる。別の表現では、電流を通すステップ（ブロック５０８）は、約５分間～約６０分間にわたって実施されうる。別の表現では、電流を通すステップ（ブロック５０８）は、約１０分間～約３０分間にわたって実施されうる。別の表現では、電流を通すステップ（ブロック５０８）は、約１０分間～約２０分間にわたって実施されうる。更に別の表現では、電流を通すステップ（ブロック５０８）は、約１５分間にわたって実施されうる。

【0087】

ブロック５１０（図１０）において、基板５５６は、電流源５６０から断接され、電解質溶液５５４から取り出される。

【0088】

ブロック５１２（図１０）において、基板５５６はすすぎ流体ですすがれうる。一例としては、すすぎ流体は水（脱イオン水など）でありうる。

【0089】

本開示の例は、図１２に示している航空機の製造・保守方法１０００、並びに図１３に示している航空機１００２に照らして説明されうる。製造前段階では、航空機の製造・保守方法１０００は、航空機１００２の仕様及び設計１００４、並びに材料の調達１００６を含みうる。製造段階では、航空機１００２の構成要素／サブアセンブリの製造１００８と、システムインテグレーション１０１０とが行われる。その後、航空機１００２は、認可及び納品１０１２を経て、運航１０１４に供されうる。顧客により運航される期間中に、航空機１００２には、改造、再構成、改修なども含みうる、定期的な整備及び保守１０１６が予定される。

【0090】

方法１０００の各プロセスは、システムインテグレータ、第三者、及び／又はオペレータ（例えば顧客）によって実施又は実行されうる。この明細書において、システムインテグレータは任意の数の航空機製造業者及び主要システム下請業者を含みうるが、それらに限定されるわけではなく、第三者は任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含みうるが、それらに限定されるわけではなく、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などでありうる。

【0091】

図１３に示しているように、例示的な方法１０００によって製造された航空機１００２は、複数のシステム１０２０と内装１０２２とを伴う機体１０１８を含みうる。複数のシステム１０２０の例は、推進システム１０２４、電気システム１０２６、液圧システム１０２８、及び環境システム１０３０のうちの一又は複数を含みうる。任意の数のその他のシステムも含まれうる。

【0092】

本開示の組成物及び方法は、航空機の製造・保守方法１０００の一又は複数の任意の段階において使用されうる。一例としては、構成要素／サブアセンブリの製造１００８、システムインテグレーション１０１０、及び／又は整備及び保守１０１６に対応する構成要素又はサブアセンブリが、本開示の組成物及び方法を使用して作製又は製造されうる。別の例としては、機体１０１８が、本開示の組成物及び方法を使用して構築されうる。また、一又は複数の装置の例、方法の例、又はこれらの組み合わせは、例えば、航空機１００２（機体１０１８及び／又は内装１０２２など）の、組立てを大幅に効率化すること又はコストを大幅に削減することにより、構成要素／サブアセンブリの製造１００８、及び／又はシステムインテグレーション１０１０において利用されうる。同様に、システムの例、方法の例、これらの組み合わせのうちの一又は複数は、航空機１００２の運航期間中に、例えば（限定するものではないが）整備及び保守１０１６のために利用されうる。

【0093】

更に、本開示は以下の条項による例を含む。

【0094】

条項１．水と、フッ化塩と、フッ化水素酸と、硫酸とを含む、活性化溶液。

【0095】

条項２．フッ化塩が、アルカリ金属陽イオンとアルカリ土類金属陽イオンの少なくとも一方を含む、条項１に記載の活性化溶液。

【0096】

条項３．フッ化塩が、フッ化カリウム、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化ルビジウム、フッ化バリウム、及びフッ化ストロンチウムのうちの少なくとも１つを含む、条項１又は２に記載の活性化溶液。

【0097】

条項４．フッ化塩がフッ化カリウムである、条項１から３のいずれか一項に記載の活性化溶液。

【0098】

条項５．フッ化塩が、活性化溶液の総容積に基づいて、１リットルあたり約５グラム～１リットルあたり約１２０グラムの範囲内の濃度で存在する、条項１から４のいずれか一項に記載の活性化溶液。

【0099】

条項６．フッ化塩が、活性化溶液の総容積に基づいて、１リットルあたり約１０グラム～１リットルあたり約１００グラムの範囲内の濃度で存在する、条項１から５のいずれか一項に記載の活性化溶液。

【0100】

条項７．フッ化塩が、活性化溶液の総容積に基づいて、１リットルあたり約２０グラムの濃度で存在する、条項１から６のいずれか一項に記載の活性化溶液。

【0101】

条項８．フッ化水素酸が、活性化溶液の総容積に基づいて、１リットルあたり約５ミリリットル～１リットルあたり約２５０ミリリットルの範囲内の濃度で存在する、条項１から７のいずれか一項に記載の活性化溶液。

【0102】

条項９．フッ化水素酸が、活性化溶液の総容積に基づいて、１リットルあたり約２０ミリリットル～１リットルあたり約１５０ミリリットルの範囲内の濃度で存在する、条項１から７のいずれか一項に記載の活性化溶液。

【0103】

条項１０．硫酸が、活性化溶液の総容積に基づいて、約１容積パーセント～約４５容積パーセントの範囲内の濃度で存在する、条項１から９のいずれか一項に記載の活性化溶液。

【0104】

条項１１．硫酸が、活性化溶液の総容積に基づいて、約２容積パーセント～約２０容積パーセントの範囲内の濃度で存在する、条項１から９のいずれか一項に記載の活性化溶液。

【0105】

条項１２．大気圧において、かつ約１５°Ｃ～約５０°Ｃの範囲内の温度において維持されている、条項１から１１のいずれか一項に記載の活性化溶液。

【0106】

条項１３．条項１に記載の活性化溶液を製造するための方法であって、第１酸性溶液を作り出すために、硫酸と水の少なくとも一部とを混合することと、第２酸性溶液を作り出すために、フッ化水素酸と第１酸性溶液とを混合することと、フッ化塩を第２酸性溶液中に溶解させることとを含む、方法。

【0107】

条項１４．基板上への材料の堆積に先立って、基板を前処理するための方法であって、条項１に記載の活性化溶液中に、所定の期間にわたって、基板を浸漬させることを含む、方法。

【0108】

条項１５．基板がチタニウム基板である、条項１４に記載の方法。

【0109】

条項１６．所定の期間が約５秒～約１２０秒の時間である、条項１５に記載の方法。

【0110】

条項１７．基板がチタニウム基板であり、所定の期間が約２０秒～約４０秒の時間である、条項１４から１６のいずれか一項に記載の方法。

【0111】

条項１８．所定の期間が経過した後に、基板を活性化溶液から取り出すことと、基板を、取り出した後に、すすぎ流体ですすぐこととを更に含む、条項１４から１７のいずれか一項に記載の方法。

【0112】

条項１９．すすぎ流体が脱イオン水である、条項１８に記載の方法。

【0113】

条項２０．基板を、浸漬した後に、アノード硫酸プロセスに曝露することを更に含む、条項１４から１９のいずれか一項に記載の方法。

【0114】

本開示の組成物及び方法は、航空機に照らして説明されている。しかし、本開示の組成物及び方法は多種多様な応用に利用されうることが、当業者には容易に認識されよう。例えば、本開示の組成物及び方法は、例えばヘリコプター、客船、自動車、海洋製品（ボート、モータなど）等を含む、様々な種類の輸送体において実装されうる。

【0115】

金属基板を活性化させるための本開示の組成物及び方法の様々な態様を図示し、説明してきたが、本明細書を読むことで、当業者には複数の改変が想起されうる。本出願は、かかる改変例を含み、かつ、特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】