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公開番号2025102766
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2025033430,2019136663
出願日2025-03-04,2019-07-25
発明の名称スズ-ビスマス合金を金属基材に電着させるための組成物及び方法
出願人ザ・ボーイング・カンパニー,The Boeing Company
代理人園田・小林弁理士法人
主分類C25D 3/60 20060101AFI20250701BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】スズ-ビスマス合金を基材に堆積させるための方法を提供する。
【解決手段】方法は、(1)基材及びアノードを、水と、スズ塩と、硫酸及びスルファミン酸のうち少なくとも1つとを含有する電解質溶液に浸す工程、ここでアノードは、スズ、及び任意でビスマスを含む、並びに(2)基材とアノードとの間に電流を通して、基材に堆積物を形成する工程を含むものである。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
電解質溶液であって、
水と、
スズ塩と、
ビスマス塩と、
硫酸及びスルファミン酸のうち少なくとも１つと、
を含有する、電解質溶液。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記スズ塩が、硫酸スズ、塩化スズ、及びフッ化スズのうち少なくとも１つを含有する、請求項１に記載の電解質溶液。
【請求項３】
前記スズ塩が、電解質溶液の全体積を基準として、１リットルあたり１５グラム～１リットルあたり２００グラムの範囲の濃度で存在する、請求項１又は２に記載の電解質溶液。
【請求項４】
前記ビスマス塩が、硫酸ビスマス、酸化ビスマス、硝酸ビスマス、塩化ビスマス、及び三フッ化ビスマスのうち少なくとも１つを含有する、請求項１に記載の電解質溶液。
【請求項５】
前記ビスマス塩が、電解質溶液の全体積を基準として、１リットルあたり０．２５グラム～１リットルあたり１０グラムの範囲の濃度で存在する、請求項１から４のいずれか一項に記載の電解質溶液。
【請求項６】
硫酸及びスルファミン酸のうち少なくとも１つが、電解質溶液の全体積を基準として、１リットルあたり５０ミリリットル～１リットルあたり１５０ミリリットルの範囲の濃度で存在する、請求項１に記載の電解質溶液。
【請求項７】
硫酸スズ、硫酸ビスマス、及び硫酸を含有する、請求項１に記載の電解質溶液。
【請求項８】
界面活性剤、メタクリル酸、及びジプロピレングリコールメチルエーテルのうち少なくとも１つをさらに含有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の電解質溶液。
【請求項９】
電着システムであって、
第１の端子及び第２の端子を有する電流源、
請求項１に記載の電解質溶液を含む浴、
前記電解質溶液に浸した基材であって、前記電流源の前記第１の端子と電気的に接続されている基材、及び
スズを含むアノードであって、前記電解質溶液に浸されるとともに、前記電流源の前記第２の端子と電気的に接続されているアノード
を備える、電着システム。
【請求項１０】
前記アノードが、約２重量パーセント～約５重量パーセントのビスマスをさらに含み、前記アノードの実質的な残部がスズである、請求項９に記載の電着システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願は、基材上に材料を堆積させることに関し、より具体的には、金属基材を活性化す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材上に電着させるための組成物及び方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【０００２】
機械的な留め具は、構造的アセンブリについて２つ以上の構成部材を接合するために、広く使用されている。例えば、機械的な留め具は、航空機の機体の構造的構成部材を接合するために広範に使用されている。
【０００３】
航空機は、様々な要因（例えば落雷や降水空電）で電気磁気効果（ＥＭＥ）を受ける。金属製の航空機構造は、直接的に導電性であるため、電気磁気効果に対しては相対的に敏感ではない。しかしながら、複合材（例えば炭素繊維強化プラスチック）の航空機構造は、多大な電流、及び電気磁気効果に起因する電磁力を直ちには逃がさない。このため、機械的な留め具を複合材の航空機構造で使用すると、電気磁気効果から保護するための方策を講じる必要がある。
【０００４】
電気磁気効果からの保護は、導電性金属表面堆積物（例えば金属めっき）の形態で機械的留め具にもたらすことができる。電気磁気効果からの保護を付与するためには、様々な金属表面堆積物が適切な導電性をもたらすことができる一方、その他の要因（例えば潤滑性、及び炭素繊維強化されたプラスチックとのガルバニ適合性）も、航空宇宙産業用に意図された機械的留め具のためには考慮される。
【０００５】
スズは、α相とβ相で存在する。αスズは、色が灰色であり、粉末状でペストを形成する一方、βスズは白色であり、正方晶系の結晶構造を有する。スズをビスマスにより、ビスマス０．４重量パーセント超の濃度で合金化すると、スズはβ相として存在し始める。スズ－ビスマスは、導電性、潤滑性、及び炭素繊維強化プラスチックとのガルバニ適合性に起因して、機械的留め具に適した金属表面堆積物として有望であることが分かっている。
【０００６】
実施態様には、以下のものが含まれる：
【０００７】
水、スズ塩、ビスマス塩、及び酸を含有する、電解質溶液。
【０００８】
水と、水に溶解させた、硫酸スズ、塩化スズ及びフッ化スズのうち少なくとも１つと、水に溶解させた、硫酸ビスマス、酸化ビスマス、硝酸ビスマス、塩化ビスマス及び三フッ化ビスマスのうち少なくとも１つと、水に溶解させた、硫酸及びスルファミン酸のうち少なくとも１つと、を含有する、電解質溶液。
【０００９】
水、硫酸スズ、硫酸ビスマス、及び硫酸を含有する、電解質溶液。
【００１０】
水と、電解質溶液の全体積を基準として１リットルあたり約１５グラム～１リットルあたり約２００グラムの濃度で水に溶解させた硫酸スズ、塩化スズ及びフッ化スズのうち少なくとも１つと、電解質溶液の全体積を基準として１リットルあたり約０．２５グラム～１リットルあたり約１０グラムの濃度で水に溶解させた硫酸ビスマス、酸化ビスマス、硝酸ビスマス、塩化ビスマス及び三フッ化ビスマスのうち少なくとも１つと、電解質溶液の全体積を基準として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ミリリットルの濃度で水に溶解させた硫酸及びスルファミン酸のうち少なくとも１つとを含有する、電解質溶液。
（【００１１】以降は省略されています）

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