(57)【要約】      （修正有）【課題】金属の接合に対して受容性となるように基板を準備するための方法、及び基板をコーティングするための方法を提供する。【解決手段】一の例示的な基板のコーティング方法は、基板を洗浄すること、及び基板を洗浄した後で、塩化スズ及び塩酸を含む感光液を用いて基板を感光性にすることを含む。この方法は、基板を感光性にした後で、塩化パラジウム及び塩酸を含む活性化溶液中で基板を活性化することも含む。更に、方法は、その後水酸化アンモニウムを含む中和溶液を用いて基板を中和することを含む。また更に、方法は、基板を中和した後で、基板上に無電解ニッケル層を堆積させることを含む。方法は、次いで、無電解ニッケル層の上に電解ニッケル層を堆積させること、及び金属材料、セラミック材料、ポリマー材料、又はこれらのいずれかの組み合わせの外層を電解ニッケル層の上に堆積させることを含みうる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を洗浄すること（１０２）；
基板を洗浄した後で、塩化スズ及び塩酸を含む感光液を用いて基板を感光性にすること（１０４）；
基板を感光性にした後で、塩化パラジウム及び塩酸を含む活性化溶液中で基板を活性化すること（１０６）；並びに
その後水酸化アンモニウムを含む中和溶液を用いて基板を中和すること（１０８）
を含む基板のコーティング方法。
【請求項２】
基板が非導電性である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
基板が繊維強化プラスチックを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
基板がエンジニアリングプラスチックを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
感光液が、５ｇ／ｌから１５ｇ／ｌの塩化スズと２０ｍｌ／ｌから６０ｍｌ／ｌの塩酸とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
活性化溶液が、０．２５ｇ／ｌから１．５ｇ／ｌの塩化パラジウムと５ｍｌ／ｌから１５ｍｌ／ｌの塩酸とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
基板を洗浄すること（１０２）が：
研磨紙を用いて基板を研磨すること（１１１）；
アセトン、ハイドロキノン、及びカテコール（ｃａｔｈｅｃｏｌ）を含む第１の酸性溶液に基板を浸漬すること（１１２）；
水中で基板をすすぐこと（１１４）；並びに
リン酸及び重クロム酸カリウムを含む第２の酸性溶液に基板を浸漬すること（１１６）
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
基板を中和した後で、基板上に無電解ニッケル層を堆積させること（１１０）を更に含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
無電解ニッケル層の上に電解ニッケル層を堆積させることを更に含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
金属材料、セラミック材料、ポリマー材料、又はこれらのいずれかの組み合わせの外層を基板上に堆積させること（１１８）を更に含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
外層が鉄−リン合金を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
外層がニッケル−コバルト−リン合金を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
外層がコバルト−リン合金を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
外層がクロムを含む、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して金属を基板へ接合することに関し、具体的には、金属の接合に対して受容性となるように基板を準備するための方法、及び基板をコーティングするための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック基板のような非導電性基板への金属の接合は、その結果得られる構造が金属の特性とプラスチック基板の特性とを併せ持つため有利である。しかしながら、残念なことに、金属は通常プラスチックにうまく接合しない。このために、金属構成要素とプラスチック構成要素をまとめて保持するためにファスナが使用されることがある。ファスナを用いて金属構成要素とプラスチック構成要素をまとめて保持することは、限定されないが、それら構成要素間の隙間によって生じる分離、ファスナによる重量の追加、定期的な締結検査、及びファスナの在庫管理を含む複数の制限を有する。
【０００３】
更に、プラスチックが電気的絶縁体であるために、プラスチック構成要素上に金属を電気めっきすることは困難である。プラスチック構成要素上に金属を電気めっきするための一の技法は、まず銅の層をプラスチック構成要素上に電気めっきし、次いで所望の仕上げ金属を銅の層の上に適用することである。しかし銅の電気めっきは、長時間を要し、変色を生じることがあり、他の望ましくない特性を有する。
【０００４】
金属の接合に対して受容性となるように基板を準備する方法が必要とされている。また、接合される第２の金属のための基板を形成するために十分な密度を有する金属の層をめっきする方法必要とされている。
【発明の概要】
【０００５】
一実施例では、基板のコーティング方法が記載される。この方法は、基板を洗浄すること、及び基板を洗浄した後で、塩化スズ及び塩酸を含む感光液を用いて基板を感光性にすることを含む。方法はまた、基板を感光性にした後で、塩化パラジウム及び塩酸を含む活性化溶液中で基板を活性化することを含む。更に、方法は、水酸化アンモニウムを含む中和溶液を用いてその後基板を中和することを含む。また更に、方法は、基板を中和した後で、基板上に無電解ニッケル層を堆積させることを含む。
【０００６】
別の実施例では、基板のコーティング方法が記載される。この方法は、基板を洗浄すること、及び基板を洗浄した後で、塩化スズ及び塩酸を含む感光液を使用して基板を感光性にすることを含む。更に、方法は、基板を感光性にした後で、塩化パラジウム及び塩酸を含む活性化溶液中で基板を活性化することを含む。また更に、方法は、水酸化アンモニウムを含む中和溶液を用いてその後基板を中和することを含む。また更に、方法は、基板を中和した後で、基板上に無電解ニッケル層を堆積させること、無電解ニッケル層の上に電解ニッケル層を堆積させること、及び金属材料、セラミック材料、ポリマー材料、又はこれらのいずれかの組み合わせの外層を、電解ニッケル層の上に堆積させることを含む。
【０００７】
また別の実施例では、コーティングのために基板を準備する方法が記載される。この方法は、基板を洗浄すること、及び基板を洗浄した後で、塩化スズ及び塩酸を含む感光液を用いて基板を感光性にすることを含む。方法はまた、基板を感光性にした後で、塩化パラジウム及び塩酸を含む活性化溶液中で基板を活性化することを含む。更に、方法は、水酸化アンモニウムを含む中和溶液を用いてその後基板を中和することを含む。
【０００８】
前述の特徴、機能、及び利点は、様々な実施例において個別に実現可能であるか、又は、更に別の実施例において組み合わされうる。下記の説明及び図面を参照することで、これらの更なる詳細が理解されうる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施例の特性と考えられる新規の特徴は、特許請求の範囲に明記される。しかしながら、実施例並びに好ましい使用モード、更なる目的及びそれらの説明は、添付図面を参照して、本開示の実施例についての以下の詳細な説明を読むことにより、最もよく理解されるだろう。
【００１０】
【図１】一実施例による、例示的な方法のフロー図である。
【図２】一実施例による、図１に示す方法に使用される別の例示的な方法のフロー図である。
【図３】一実施例による、図１に示す方法に使用される別の例示的な方法のフロー図である。
【図４】一実施例による、別の例示的な方法のフロー図である。
【図５】一実施例による、電解ニッケルめっきのための例示的なシステムを示す。
【図６】一実施例による、基板上の例示的なコーティングの断面図である。
【図７】一実施例による、図６に示す例示的なコーティングの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
これより、添付図面を参照しながら開示される実施例についてより詳細に説明するが、添付図面に示すのは開示される実施例の一部であって、すべてではない。実際には、いくつかの異なる実施例を提供することができ、これら実施例は、本明細書に示される実施例に限定されない。むしろ、これら実施例は、本開示が包括的且つ完全なものになり、本開示の範囲が当業者に十分に伝わるように、提供されている。
【００１２】
ここに記載されるのは、金属の接合に対して受容性となるように基板を準備するための方法と、基板をコーティングするための方法である。例えば、ここに記載されるのは、非導電性基板をニッケル層でコーティングし、次いでニッケル層に外層を適用するための方法である。外層は、金属材料、セラミック材料、ポリマー材料、又はこれらの組み合わせの外層とすることができる。
【００１３】
コーティングのために基板を準備する一の例示的な方法は、基板を洗浄すること、及び基板を洗浄した後で、感光液を用いて基板を感光性にすることを含む。場合によっては、基板は、繊維強化プラスチック又はエンジニアリングプラスチックといった非導電性基板とすることができる。エンジニアリングプラスチックは、汎用樹脂より優れた機械的及び／又は熱的特性を有するプラスチック材料の群である。エンジニアリングプラスチックは、耐衝撃性、耐摩耗性、耐熱性、自己潤滑、及び／又はその他特性が望ましい用途において基板として使用されうる。他の種類の非導電性基板も使用可能である。一の例示的な感光液は、塩化スズ及び塩酸を含む。更に、基板を感光性にした後で、方法は、活性化溶液を用いて基板を活性化すること、及び次いで中和溶液を用いて基板を中和することを含む。一の例示的な活性化溶液は、塩化パラジウム及び塩酸を含むことができる。一の例示的な中和溶液は、水酸化アンモニウムを含むことができる。
【００１４】
基板がコーティングのために準備された後で、基板にコーティングを適用することができる。例えば、基板をコーティングするための一の例示的な方法は、次いで基板上に無電解ニッケル層を堆積させること、及び無電解ニッケル層の上に電解ニッケル層を堆積させることを含むことができる。更に、金属材料、セラミック材料、ポリマー材料、又はこれらのいずれかの組み合わせの外層を、電解ニッケル層の上に堆積させることができる。外層の組成は、結果として得られる構造に所望の特性に応じて変化しうる。外層の一例はクロムである。他の例示的な外層には、鉄−リン合金、ニッケル−コバルト−リン合金、又はコバルト−リン合金が含まれる。
【００１５】
有利には、本明細書に提示される方法は、ニッケル層に適用された外層が、剥離すること又は剥ぎ取られることなく強い機械的な力に耐えることができるように、基板に対してニッケル層を極めて強く且つ基板に望ましくない影響を与えることなく固定又は結合させることを可能にする。換言すれば、基板に対してニッケル層を極めて強く結合させることは、ニッケル層に対して、即ち基板に対して、良好な接着力を有する硬質且つ耐食性の層を形成するための、その後のプロセスの使用を容易にする。更に、ここに提示される方法は、それと一致する金属層を作製するには複雑すぎる形状を有する構成要素を、構造的金属層で保護することを可能にする。
【００１６】
ここに記載された方法を用いてコーティングされた基板は、様々な用途、例えば他の可能な用途の中でも、航空機の軽量構造パネル、航空機の燃料タンク、回転翼、繊維強化プラスチックを加工するためのツーリング表面に適用可能である。ここに記載されるコーティング方法の恩恵を受けうる部品の他の例には、航空宇宙部品及び非航空宇宙部品、例えばブラケット、フランジ、ブッシング、シール、結合金具、ギヤ、ノズル、ボールナット、ボールねじ、ファスナ、ハウジング、及びばねが含まれる。
【００１７】
これら方法の他の様々な特徴について、添付図面を参照して以下に記載する。
【００１８】
ここで図１を参照する。図１は、例示的な基板のコーティング方法１００のフロー図である。本明細書に開示されるこのプロセス及び方法、並びに他のプロセス及び方法について、フロー図はこれら実施例の可能な一実装態様の機能性及び工程を示していることを理解されたい。本開示の実施例の範囲内には代替的な実装形態が含まれ、これら実施例においては、当業者であれば理解するように、関連する機能性に応じて、図示又は記載される順序とは異なる順序（ほぼ同時または逆順を含む）で、機能が実行されてもよい。
【００１９】
場合によっては、問題の基板は非導電性とすることができる。例えば、基板は、任意の種類のプラスチック材料とすることができる。一の例示的なプラスチック材料は、炭素又はガラス強化樹脂といった繊維強化プラスチックである。繊維強化プラスチックは、プラスチックの強度及び剛性を機械的に高める繊維材料を用いる複合プラスチックの範疇である。したがって、繊維強化プラスチックは、強度及び剛性が望ましい用途において基板として使用することができる。別の例示的なプラスチック材料はエンジニアリングプラスチックである。エンジニアリングプラスチックは、汎用樹脂より優れた機械的及び／又は熱的特性を有するプラスチック材料の群である。エンジニアリングプラスチックの一例は、アクリロニトリルブタジエンスチレンである。エンジニアリングプラスチックの一例は、ポリカーボネートである。エンジニアリングプラスチックは、耐衝撃性、耐摩耗性、耐熱性、自己潤滑、及び／又はその他特性が望ましい用途において基板として使用することができる。
【００２０】
ブロック１０２では、方法１００は、基板を洗浄することを含む。基板をコーティングするとき、グリース、オイル、腐食物質、ごみ、又はその他デブリの存在は、堆積される材料の基板に対する接着性に影響する。基板の洗浄は、基板上に存在しうるグリース、オイル、ごみなどの除去を助ける。
【００２１】
基板の洗浄は、手作業で又は自動研磨機を使用して基板を研磨することを含みうる。追加的に又は代替的に、基板の洗浄は、水中で基板をすすぐこと、及び基板を酸洗浄することを含みうる。酸洗浄は、少量のグリース、酸化物膜、及び／又は無機膜を基板から除去することができる。
【００２２】
特定の一実施例として、基板の洗浄は、研磨紙を用いて基板を研磨すること、水中で基板を一分間すすぐこと、第１の酸性溶液中に基板を五分間浸漬すること、水中で基板を一分間すすぐこと、第２の酸性溶液に基板を１０分間浸漬すること、及び次いで再度水中で基板をすすぐことを含むことができる。
【００２３】
第１の酸性溶液は、酸洗浄を容易にすることができる。例えば、第１の酸性溶液は、アセトン、ハイドロキノン、及び脱イオン水を含むことができる。第１の酸性溶液の一の例示的組成は、１０００ｍｌのアセトン、１００ｍｌのハイドロキノン、及び２５ｍｌのカテコール（ｃａｔｈｅｃｏｌ）である。
【００２４】
第２の酸性溶液は、酸洗浄を実施することができる。例えば、第２の酸性溶液は、リン酸、重クロム酸カリウム、及び脱イオン水を含む溶液とすることができる。第２の酸性溶液の一の例示的な組成は、１００ｍｌのリン酸、１５ｇの重クロム酸カリウム、及び２５ｍｌの脱イオン水である。いくつかの実施例では、第２の酸性溶液は、しばらくの間室温を上回る温度に加熱することができる（例えば、１０分間、又は１０分より短い若しくは長い間、摂氏６０度に加熱されうる）。
【００２５】
ブロック１０４では、方法１００は、塩化スズ及び塩酸を含む感光液を用いて基板を感光性にすることを含む。例えば、基板は、しばらくの間（例えば、５分間、又は５分より短い若しくは長い間）、感光液に浸漬することができる。基板をしばらくの間感光性にすることにより、その後の活性化プロセスの間に活性化されるように基板が準備される。感光液の一の例示的な組成は、１０ｇ／ｌの塩化スズ、及び４０ｍｌ／ｌの塩酸である。他の組成、例えば５ｇ／ｌから１５ｇ／ｌの塩化スズ及び２０ｍｌ／ｌから６０ｍｌ／ｌの塩酸も可能である。
【００２６】
感光性にした後、水中で基板をすすぐこともできる。水中で基板をすすぐことにより、基板の表面から化学物質が除去される。
【００２７】
ブロック１０６では、方法１００は、塩化パラジウム及び塩酸を含む活性化溶液中で基板を活性化することを含む。例えば、基板は、活性化溶液に１０分間浸漬することができる。基板の活性化は基板表面の化学物質を変化させ、その後適用される層の基板に対する付着力が高まる。活性化溶液の一の例示的な組成は、０．５ｇ／ｌの塩化パラジウム及び１０ｍｌ／ｌの塩酸である。他の組成、例えば０．２５ｇ／ｌから１．５ｇ／ｌの塩化パラジウム及び５ｍｌ／ｌから３０ｍｌ／ｌの塩酸も可能である。いくつかの実施例では、活性化溶液は、しばらくの間室温を上回る温度に加熱することができる（例えば、１０分間、又は１０分より短い若しくは長い間、摂氏９０度に加熱されうる）。
【００２８】
活性化後、水中で基板をすすいでもよい。水中で基板をすすぐことにより、基板の表面から化学物質が除去される。
【００２９】
ブロック１０８では、方法１００は、水酸化アンモニウムを含む中和溶液を用いて基板を中和することを含む。例えば、基板は、３０秒間中和溶液に含侵することができる。基板の中和は、それ以上の活性化が起こることを防ぐ。中和溶液の一の例示的な組成は、５００ｃｃ／ｌの水酸化アンモニウム及び１リットルの脱イオン水である。
【００３０】
中和後、水中で基板をすすぐこともできる。水中で基板をすすぐことにより、基板の表面から化学物質が除去される。
【００３１】
ブロック１１０では、方法１００は、基板上に無電解ニッケル層を堆積させることを含む。無電解ニッケル層を基板上に堆積させることは、基板をニッケル浴に数分間浸漬することを含みうる。この時間の長さは、所望の厚さに応じて変化しうる。無電解ニッケル層は、ニッケル−リン合金又はニッケル−ホウ素合金を含むことができる。
【００３２】
無電解ニッケルは、電解ニッケルと比較して、より均一な厚み、より高い高度、より優れた耐食性、及びより高い潤滑性を有する。したがって、無電解ニッケル層を堆積させることは、このような特性が望ましい用途に有利である。更に、上記のように基板を洗浄すること、感光性にすること、活性化すること、及び中和することは、基板に損傷を与えずに、基板に対して無電解ニッケル層を強力に固定することを容易にする。
【００３３】
一実施例では、コーティングのために基板を準備するために、方法１００のブロックの一部を実施することができる。例えば、ブロック１０２、１０４、１０６、及び１０８の機能を、ブロック１１０の機能を実施することなく実施することができる。このようにして、基板を、第１の期間の間にコーティングのために準備し、次いで後で行われるコーティングのために、その後保存することができる。したがって、一の例示的な基板の準備方法は、基板を洗浄すること、及び基板を洗浄した後で、塩化スズ及び塩酸を含む感光液を用いて基板を感光性にすることを含むことができる。更に、方法は、基板を感光性にした後で、塩化パラジウム及び塩酸を含む活性化溶液中で基板を活性化することを含むことができる。また更に、方法は、その後、水酸化アンモニウムを含む中和溶液を用いて基板を中和することを含むことができる。
【００３４】
図２は、一実施例による、図１に示す方法１００に使用される別の例示的な方法のフロー図である。ブロック１１１では、機能は、研磨紙１１１を用いて基板を研磨することを含むことができる。ブロック１１２では、機能は、アセトン、ハイドロキノン、及びカテコール（ｃａｔｈｅｃｏｌ）を含む第１の酸性溶液に基板を浸漬することを含む。ブロック１１４では、機能は、水中で基板をすすぐことを含む。ブロック１１６では、機能は、リン酸及び重クロム酸カリウムを含む第２の酸性溶液に基板を浸漬することを含む。ブロック１１１、１１２、１１４、及び１１６の機能は、例えば、図１のブロック１０２で（即ち、基板の洗浄の一部として）生じさせることができる。
【００３５】
上記の議論に沿うと、第１の酸性溶液の一の例示的組成は、１０００ｍｌのアセトン、１００ｍｌのハイドロキノン、及び２５ｍｌのカテコール（ｃａｔｈｅｃｏｌ）である。更に、第２の酸性溶液の一の例示的組成は、１００ｍｌのリン酸、１５ｇの重クロム酸カリウム、及び２５ｍｌの脱イオン水である。
【００３６】
図３は、一実施例による、図１に示す方法１００に使用される別の例示的な方法のフロー図である。ブロック１１８では、機能は、金属材料、セラミック材料、ポリマー材料、又はこれらの組み合わせの外層を基板上に堆積させることを含む。ブロック１１８の機能は、例えば、図１のブロック１１０の機能後で（即ち基板上に無電解ニッケル層を堆積させた後で）生じさせることができる。
【００３７】
外層は、電気めっき又はいずれかの適切なコーティングプロセスを用いて堆積させることができる。外層のために選ばれる材料は、結果として得られる構造に所望の特性に応じて変化しうる。
【００３８】
例えば、一実施例では、外層は、電気めっきによって生成された１−６ｗｔ％（又は別の重量％）のリンを含む鉄−リン合金とすることができる。外層に続いて、数ミクロンの厚みのスズのトップコートの電着を行うことができる。外層とトップコートは、一緒になって、低摩擦性、高い硬度、凝着摩耗に対する優れた耐性、及び潤滑性を保持する良好な能力を有する表面を生むことができる。
【００３９】
別の実施例では、外層は、無電解ニッケル層（例えば、５−１２ｗｔ％の範囲又は別の範囲のリン含有量を有するニッケル−リン化合物）とすることができる。この外層は、５００ＨＶから１０００ＨＶまで変動する硬度を有することができる。
【００４０】
別の実施例では、外層は、電気めっきを用いて適用された、約０．３から約３０ｍｉｌの厚み（又は他の厚み）及び６００−７００ＨＶの硬度（又は他の硬度）を有する炭化ケイ素粒子を組み込んだニッケル−コバルト−リン合金でもよい。この外層は、耐摩耗性及び腐食保護が望ましい場合に特に適している。
【００４１】
また別の実施例では、外層は、電気めっきを用いて適用された、約０．３から約３０ｍｉｌの厚み及び６００−７００ＨＶの硬度を有するコバルト−リン合金とすることができる。この外層は、低摩擦と低摩耗性の組み合わせを呈するように調整することができる。代替的に、この外層は、耐摩耗性を高めるために、炭化ケイ素粒子を含むことができる。
【００４２】
また別の実施例では、外層は、クロムめっきを用いて適用されたクロムである。クロムコーティングは、上述した外層のための他の材料に匹敵する全体的なサービス性能を提供する。しかしながら、クロムは、外層のための他の材料と比較して環境的には望ましくない。
【００４３】
図４は、一実施例による、別の例示的な基板のコーティング方法４００のフロー図である。図１の方法１００と同様に、ブロック４０２では、方法４００は基板を洗浄することを含み、ブロック４０４では、方法４００は、塩化スズ及び塩酸を含む感光液を用いて基板を感光性にすることを含む。更に、図１の方法１００と同様に、ブロック４０６では、方法４００は、塩化パラジウム及び塩酸を含む活性化溶液中で基板を活性化することを含み、ブロック４０８では、方法４００は、水酸化アンモニウムを含む中和溶液を用いて基板を中和することを含み、ブロック４１０では、方法４００は、基板上に無電解ニッケル層を堆積させることを含む。図１の方法１００に関する上述の実施例は、方法４００のブロック４０２、４０４、４０６、４０８、及び４１０の対応する機能に等しく適用可能である。
【００４４】
図１の方法１００とは異なり、ブロック４１２では、方法４００は、無電解ニッケル層の上に電解ニッケル層を堆積させることを含む。電解ニッケル層を堆積させることは、バッテリ又は他の電源を、負極（カソード）として作用する基板と、正極（アノード）として作用するニッケルの固体源（例えばバー）とに接続すること、並びに基板及び固体源を電解質（例えばニッケル溶液）に浸漬することを含むことができる。電流が電解質を通過するとき、正のニッケルイオンが電解質中に生じる。次いで正のニッケルイオンが無電解ニッケル層の上に堆積する。
【００４５】
電解ニッケルは無電解ニッケルより延性が高く、これにより脆くガラスに似ている傾向を有する。したがって、電解ニッケル層を無電解ニッケル層の上に加えることは、基板の強度及び耐性を向上させる。更に、電解ニッケルの堆積速度は無電解ニッケルより高い。したがって、最初に無電解ニッケルを堆積させ、次いで電解ニッケルの堆積に切り替えることは、無電解ニッケルのみを堆積させることと比較して、基板上にニッケルをより速く堆積させることを容易にする。
【００４６】
ブロック４１４では、方法４００は、金属材料、セラミック材料、ポリマー材料、又はこれらの組み合わせの外層を電解ニッケル層の上に堆積させることを含む。ブロック４１４の機能は、図１の方法１００のブロック４１２の機能と同様である。したがって、図１の方法１００のブロック１１２に関する上述の実施例は、方法４００のブロク４１４の機能に等しく適用可能である。例えば、金属材料の外層は、鉄−リン合金、無電解ニッケル層、炭化ケイ素粒子が組み込まれたニッケル−コバルト−リン合金、コバルト−リン合金、又はクロムとすることができる。
【００４７】
既存の解決法と比較すると、方法４００を用いて生成されるコーティングは、複数の利点を保持している。例えば、結果として得られるコーティングは、空隙率が低く、コーティング層に高い機械特性を付与する。更に、結果として得られるコーティングは弾性を呈し、コーティングは熱応力又は機械応力を受けても破損することなく伸長することができる。また、結果として得られるコーティングは、基板の形状に完全に一致し、且つ紫外線への耐性を呈する。
【００４８】
一の実験では、一の例示的な１５０マイクロメートルのコーティングが方法４００を用いて繊維強化プラスチック基板に適用され、この例示的なコーティングは、ガルバニックプロセスを用いて適用されたコーティング及び種々の噴霧プロセスを用いて適用された三種のコーティングより、繊維強化プラスチック基板に対して良好に付着した。更に、この例示的コーティングは、最も低い摩耗率、最も低い空隙性、最も高い微小強度、及び最も高いせん断強度を特徴として有していた。
【００４９】
当業者であれば、本開示内容を読めば、図２のブロック１１１、１１２、１１４、及び１１６の機能が図４の方法４００にも使用できることを理解するであろう。例えば、図２のブロック１１１、１１２、１１４、及び１１６の機能は、図４のブロック４０２で（即ち、基板の洗浄の一部として）生じでよい。
【００５０】
図５は、一実施例による、電解ニッケルめっきのための例示的なシステム５００を示す。図５に示すように、例示的システム５００は、アノード５０２、基板５０４、電力源５０６、容器５０８、電解質５１０、及び導電線５１２を含む。アノード５０２は、ニッケルといった堆積される金属材料を含んでいる。基板５０４は、無電解ニッケル層（例えば最上層）を有する非導電性基板でありうる。したがって、基板はカソードとして作用しうる。アノード５０２及び基板５０４の両方は、バッテリ又は他の電力源とすることのできる電力源５０６に導電線５１２を介して電気接続されている。容器５０８は、ニッケル溶液とすることのできる電解質５１０で部分的に満たされる。
【００５１】
操作時には、アノード５０２及び基板５０４を電解質５１０に浸漬し、電解質５１０に電流を流し、金属イオンを基板５０４上に堆積させる。
【００５２】
図６は、繊維強化プラスチック基板６０２上の例示的なコーティングの断面図である。図には、繊維強化プラスチック基板６０２の上のニッケル層６０４が示されている。更には、クロム層６０６がニッケル層６０４の上に示されている。
【００５３】
図７は、一実施例による、図６に示す例示的なコーティングの上面図７００である。具体的には、図７は、堆積されたままの図６のクロム層６０６の第１の部分７０２と、研磨してクロム層を滑らかにした図６のクロム層６０６の第２の部分７０４とを示している。上部部分７０４の外観によって証明されるように、クロム層６０６の接合強度は、クロム層６０６が繊維強化基板から剥離することなくクロム層６０６の研磨に耐えるために十分である。
【００５４】
更に、本開示は下記の条項による実施例を含む。
１．基板を洗浄すること；基板を洗浄した後で、塩化スズ及び塩酸を含む感光液を用いて基板を感光性にすること；基板を感光性にした後で、塩化パラジウム及び塩酸を含む活性化溶液中で基板を活性化すること；その後水酸化アンモニウムを含む中和溶液を用いて基板を中和すること；並びに基板を中和した後で、基板上に無電解ニッケル層を堆積させることを含む、基板のコーティング方法。
２．基板が非導電性である、条項１の方法。
３．基板が繊維強化プラスチックを含む、条項２の方法。
４．基板がエンジニアリングプラスチックを含む、条項２の方法。
５．感光液が、５ｇ／１から１５ｇ／ｌの塩化スズと２０ｍｌ／ｌから６０ｍｌ／ｌの塩酸とを含む、条項１から４のいずれか一つの方法。
６．活性化溶液が、０．２５ｇ／ｌから１．５ｇ／ｌの塩化パラジウムと５ｍｌ／ｌから１５ｍｌ／ｌの塩酸とを含む、条項１から５のいずれか一つの方法。
７．基板を洗浄することが：研磨紙を用いて基板を研磨すること；アセトン、ハイドロキノン、及びカテコール（ｃａｔｈｅｃｏｌ）を含む第１の酸性溶液に基板を浸漬すること；水中で基板をすすぐこと；並びにリン酸及び重クロム酸カリウムを含む第２の酸性溶液に基板を浸漬することを含む、条項１から６のいずれか一つの方法。
８．金属材料、セラミック材料、ポリマー材料、又はこれらのいずれかの組み合わせの外層を基板上に堆積させることを更に含む、条項１から７のいずれか一つの方法。
９．外層が鉄−リン合金を含む、条項８の方法。
１０．外層がニッケル−コバルト−リン合金を含む、条項８の方法。
１１．外層がコバルト−リン合金を含む、条項８の方法。
１２．外層がクロムを含む、条項８の方法。
１３．基板を洗浄すること；基板を洗浄した後で、塩化スズ及び塩酸を含む感光液を用いて基板を感光性にすること；基板を感光性にした後で、塩化パラジウム及び塩酸を含む活性化溶液中で基板を活性化すること；その後水酸化アンモニウムを含む中和溶液を用いて基板を中和すること；基板を中和した後で、基板上に無電解ニッケル層を堆積させること；無電解ニッケル層の上に電解ニッケル層を堆積させること；並びに金属材料、セラミック材料、ポリマー材料、又はこれらのいずれかの組み合わせの外層を、電解ニッケル層の上に堆積させることを含む、基板のコーティング方法。
１４．基板が非導電性である、条項１３の方法。
１５．基板が繊維強化プラスチックを含む、条項１４の方法。
１６．基板がエンジニアリングプラスチックを含む、条項１４の方法。
１７．感光液が、５ｇ／１から１５ｇ／ｌの塩化スズと２０ｍｌ／ｌから６０ｍｌ／ｌの塩酸とを含む、条項１３から１６のいずれか一つの方法。
１８．活性化溶液が、０．２５ｇ／ｌから１．５ｇ／ｌの塩化パラジウムと５ｍｌ／ｌから３０ｍｌ／ｌの塩酸とを含む、条項１３から１７のいずれか一つの方法。
１９．基板を洗浄すること；基板を洗浄した後で、塩化スズ及び塩酸を含む感光液を用いて基板を感光性にすること；基板を感光性にした後で、塩化パラジウム及び塩酸を含む活性化溶液中で基板を活性化すること；並びに、その後水酸化アンモニウムを含む中和溶液を用いて基板を中和することを含む、コーティングのために基板を準備する方法。
２０．感光液が、５ｇ／１から１５ｇ／ｌの塩化スズと２０ｍｌ／ｌから６０ｍｌ／ｌの塩酸とを含み、活性化溶液が、０．２５ｇ／ｌから１．５ｇ／ｌの塩化パラジウムと５ｍｌ／ｌから３０ｍｌ／ｌの塩酸とを含む、条項１９の方法。
【００５５】
種々の有利な構成の説明は、例示及び説明を目的として提示されており、完全であることを意図しておらず、又は開示された形態の実施例に限定されない。上述の開示内容を精査及び理解すれば、多くの修正例及び変形例が当業者には自明となろう。更に、種々の実施例は、他の実施例と比較して異なる利点を説明しうる。選択された一又は複数の実施例は、原理と実際的な用途を最もよく説明するため、及び様々な実施例の開示内容と、検討される特定の用途に適した様々な修正例とを当業者が理解できるように、選ばれ、記述されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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