(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、
（ａ）陽極酸化のために７ｘｘｘアルミニウム合金製品を調製する工程であって、前記７ｘｘｘアルミニウム合金製品が基材上に酸化物層を含み、
（ｉ）前記酸化物層の少なくとも一部を除去することと、
（ｉｉ）前記基材上に調製された酸化物層を生成することと、を含む、調製する工程と、
（ｂ）前記７ｘｘｘアルミニウム合金製品を陽極酸化する工程であって、酸性溶液中で、陽極酸化物層を生成するのに十分な時間、陽極酸化して陽極酸化物層を生成し、
（ｉ）前記調製された酸化物層プラス前記陽極酸化物層の合計の厚さが、１５〜１５０ナノメートルである、陽極酸化する工程と、
（ｃ）前記陽極酸化する工程（ｂ）の後、前記７ｘｘｘアルミニウム合金製品をリン含有有機酸に接触させて、前記陽極酸化物層上に官能層を生成する工程と、を含む、方法。
【請求項２】
前記調製された酸化物層プラス前記陽極酸化物層の前記合計の厚さが、１２５ナノメートル以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記調製された酸化物層プラス前記陽極酸化物層の前記合計の厚さが、１００ナノメートル以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記陽極酸化が、１２０秒以下の電流を適用することによって前記陽極酸化物層を得ることを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記調製する工程（ａ）の後、および前記陽極酸化する工程（ｂ）の前に、前記７ｘｘｘアルミニウム合金製品上に熱酸化物層を生成する工程と、
前記陽極酸化する工程（ｂ）を完了する工程であって、前記調製された酸化物層プラス前記熱酸化物層プラス前記陽極酸化物層の合計の厚さが、１５０ナノメートル以下である、完了する工程と、を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記熱酸化物層を生成する工程の前に、前記７ｘｘｘアルミニウム合金製品を所定の形状の製品に形成し、その後、前記陽極酸化する工程（ｂ）を完了する工程を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
方法であって、
（ａ）陽極酸化のために、７ｘｘｘアルミニウム合金製品を調製する工程であって、前記７ｘｘｘアルミニウム合金製品が基材上に酸化物層を含み、
（ｉ）前記７ｘｘアルミニウム合金製品の表面を洗浄する工程と、
（ｉｉ）前記洗浄する工程の後に、前記７ｘｘｘアルミニウム合金製品を苛性アルカリ溶液に曝露する工程と、
（ｉｉｉ）前記曝露する工程の後に、前記７ｘｘｘアルミニウム合金製品を酸と接触させる工程と、
（ｉｖ）前記７ｘｘｘアルミニウム合金製品を水ですすぐ工程と、を含み、
前記酸化物層の少なくとも一部が除去され、調製された酸化物層が前記基材上に生成される、調製する工程、
（ｂ）前記７ｘｘｘアルミニウム合金製品を陽極酸化する工程であって、電解酸性溶液中で、および陽極酸化物層を生成するのに十分な時間、陽極酸化して陽極酸化物層を生成し、
（ｉ）前記調製された酸化物層プラス前記陽極酸化物層の合計の厚さが、１５〜１５０ナノメートルである、陽極酸化する工程と、
（ｃ）前記陽極酸化する工程（ｂ）の後、前記７ｘｘｘアルミニウム合金製品をリン含有有機酸に接触させて、前記陽極酸化物層上に官能層を生成する工程と、を含む、方法。
【請求項８】
前記７ｘｘｘアルミニウム合金製品が、２〜１２ｗｔ％のＺｎ、１〜３ｗｔ％のＭｇ、および０〜３ｗｔ％のＣｕを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記官能層を生成する工程（ｃ）の後、前記７ｘｘｘアルミニウム合金製品の少なくとも一部分を第二の材料と接合し、それによって接合された７ｘｘｘアルミニウム合金製品を生成することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
接合部の重複０．５インチを有する単純重ね合わせ接合部試験片の形態のとき、接合された７ｘｘｘアルミニウム合金製品が、ＡＳＴＭ  Ｄ１００２（１０）に従って４５回のストレス強度試験（ＳＤＴ）サイクルの完了を達成する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記４５回のＳＤＴサイクルを完了した後の前記単純重ね合わせ接合部試験片の残留剪断強度が、前記単純重ね合わせ接合部試験片の初期剪断強度の少なくとも８０％である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記４５回のＳＤＴサイクルを完了した後の前記単純重ね合わせ接合部試験片の残留剪断強度が、前記単純重ね合わせ接合部試験片の初期剪断強度の少なくとも８５％である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記４５回のＳＤＴサイクルを完了した後の前記単純重ね合わせ接合部試験片の残留剪断強度が、前記単純重ね合わせ接合部試験片の初期剪断強度の少なくとも９０％である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
７ｘｘｘアルミニウム合金製品であって、
（ａ）調製された酸化物層を有する７ｘｘｘアルミニウム合金基材と、
（ｂ）前記調製された酸化物層の上に配置された陽極酸化物層と、を含み、
前記調製された酸化物層プラス前記陽極酸化物層の合計の厚さが、１５〜１５０ナノメートルであり、
前記陽極酸化物層がリンを含み、
前記陽極酸化物層が、少なくとも０．２ｍｇ／ｍ２の表面リン含有量を有し、前記陽極酸化物層の前記リンの少なくとも一部が、（ａ）前記陽極酸化物層の酸素原子、および（ｂ）少なくとも一つの有機基（Ｒ）、の両方に共有結合されている、合金製品。
【請求項１５】
前記陽極酸化物層の前記表面リン含有量が少なくとも０．５ｍｇ／ｍ２である、請求項１４に記載の７ｘｘｘアルミニウム合金製品。
【請求項１６】
前記陽極酸化物層の前記表面リン含有量が、少なくとも０．７０ｍｇ／ｍ２である、請求項１４に記載の７ｘｘｘアルミニウム合金製品。
【請求項１７】
前記陽極酸化物層の前記表面リン含有量が、４．６５ｍｇ／ｍ２以下である、請求項１４に記載の７ｘｘｘアルミニウム合金製品。
【請求項１８】
前記少なくとも一つの有機基（Ｒ）がビニル基を含む、請求項１４〜１７のいずれかに記載の７ｘｘｘアルミニウム合金製品。
【請求項１９】
前記陽極酸化物層がリン濃度勾配を含み、前記陽極酸化物層の表面におけるリンの量が、前記陽極酸化物層と前記調製された酸化物層との界面におけるリンの量を超える、請求項１８に記載の７ｘｘｘアルミニウム合金製品。 
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
７ｘｘｘアルミニウム合金は、アルミニウム以外に亜鉛およびマグネシウムをその主要合金成分として有するアルミニウム合金である。（例えば自動車用途では、）それ自体へおよび他の材料への７ｘｘｘアルミニウム合金の接着接合を促進させることは有用であろう。
【発明の概要】
【０００２】
概ね、本開示は、その上に官能化層（例えば、接着接合のための）を製造するための７ｘｘｘアルミニウム合金を調製する方法およびそれに関連する７ｘｘｘアルミニウム合金製品に関する。ここで図１〜図２を参照すると、方法は任意の受ける方法（１００）を含み、表面酸化物層（２０）をその上に備える７ｘｘｘｘアルミニウム合金基材（１０）を有する７ｘｘｘアルミニウム合金製品（１）が受けられる。表面酸化物層（２０）（本明細書では未処理の（ａｓ−ｒｅｃｅｉｖｅｄ）の酸化物層と称される場合がある）は、一般に、そのテンパーに応じて、概して５ｎｍ〜６０ｎｍ厚の未処理の厚さを有する。ＷテンパーまたはＴテンパーで出荷された製品は、より厚い未処理の厚さ（例えば、約２０〜６０ナノメートル）を有してもよく、一方でＦテンパー製品はより薄い受けられた酸化物の厚さ（例えば、約５〜２０ナノメートル）を有してもよい。表面酸化物層（２０）が概して均一であるように図示されるが、表面酸化物層は、概して非均一なトポグラフィを有する。
【０００３】
図１〜２をさらに参照すると、７ｘｘｘアルミニウム合金製品（１）は、陽極酸化用に調製されてもよい（２００）。調製する工程（２００）は、一般に、未処理の表面酸化物層（２０）の厚さの低減および／または除去を含む。調製する工程（２００）はまた、７ｘｘｘアルミニウム合金基材（例えば、数ナノメートル）の上層の小さい部分を除去することも、および／または未処理の７ｘｘｘアルミニウム合金製品に含有される任意の金属間化合物粒子（例えば、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ粒子などの主な銅含有金属管化合物粒子）を除去し得る。調製する工程（２００）の終了時に、７ｘｘｘアルミニウム合金製品は一般に、調製された酸化物層（３０）を含む（図４）。この調製された酸化物層（３０）は未処理の酸化物層（２０）よりも薄く、一般的に約５〜１０ナノメートル厚程度の厚さ（平均）を有する。調製された酸化物層（３０）はまた、一般に不均一（例えば、スカラップ状）トポグラフィを含む。この調製された酸化物層（３０）は一般に、その後の陽極酸化する工程（３００）、および官能層を生成する工程（４００）を促進する。
【０００４】
一実施形態では、ここで図３〜４を参照すると、調製する工程（２００）は、洗浄工程（２１０）および酸化物除去工程（２２０）を含む。使用される時、洗浄工程（２１０）は一般に、７ｘｘｘアルミニウム合金製品を適切な溶媒（例えば、アセトンまたはヘキサンなどの有機溶媒）と接触させることを含み、その後アルカリ性または酸で洗浄される。この洗浄工程は、その後の酸化物除去工程（２２０）を阻害または妨害する可能性のある、未処理の７ｘｘｘアルミニウム合金製品の表面上の破片、潤滑剤、およびその他の物質の除去を容易にする。一実施形態では、溶媒の適用後、表面は、「ウォーターブレークフリー」になるまで（例えば、ゼロ（０）度の接触角が達成される時、および／または少なくとも０．０７２Ｎ／ｍの表面張力が達成される時など）すすがれ、次いでアルカリ性洗浄剤に曝露される。
【０００５】
洗浄工程（２１０）の後、７ｘｘｘアルミニウム合金製品は一般的に、酸化物層除去工程（２２０）に供され、酸化物層（２０）を薄くするおよび／または除去する。酸化物除去工程（２２０）は、例えば、洗浄された７ｘｘｘアルミニウム合金表面を苛性アルカリ溶液（例えば、ＮａＯＨ）に曝露し、次いですすぎ、次いで７ｘｘｘアルミニウム合金表面を酸性溶液（例えば、硝酸）に曝露し、次いで再びすすぐことを含み得る。その他の種類の酸化物薄化手法を用いることができる。酸化物除去工程（２２０）の後、７ｘｘアルミニウム合金体表面上に未処理の表面酸化物層はほとんどまたは全く存在しない。酸化物薄化の後、７ｘｘｘアルミニウム合金製品は一般に、調製された酸化物層（３０）を含む。この調製された酸化物層（３０）は未処理の酸化物層（２０）よりも薄く、一般的に約５〜１０ナノメートル程度の厚さ（平均）を有する。調製された酸化物層（３０）はまた、一般に不均一（例えば、スカラップ状）トポグラフィを含む。この調製された酸化物層は一般に（３０）、その後の陽極酸化する工程（３００）、および官能層を生成する工程（４００）を促進する。
【０００６】
ここで図５〜６を参照すると、調製する工程（２００）の後、調製された７ｘｘｘアルミニウム合金体は、調製する工程（２００）の結果として作製された調製された酸化物層（３０）上の薄い陽極酸化物層（４０）を生成する短い陽極酸化工程に供される。陽極酸化工程（３００）は一般的に単一工程の陽極酸化であり、また一般的に、工程（２００）の調製された７ｘｘｘアルミニウム合金体を、調製された酸化物層（３０）の上に薄い陽極酸化物層（４０）を製造（例えば、成長）するのに十分な陽極酸化条件に曝露することを含む。単一工程の陽極酸化は、概して同じ陽極酸化条件が陽極酸化を通して使用され、単一の、概して均質な酸化陽極層の生成をもたらす。陽極酸化物層（４０）は一般に、調製された酸化物層（３０）の表面上に位置するＡｌ２Ｏ３の近化学量論的膜を含む。一実施形態では、薄い陽極酸化物層（４０）は１０〜１４５ナノメートルの厚さを有する。陽極酸化の後、７ｘｘｘアルミニウム合金製品を水ですすいでもよい。
【０００７】
陽極酸化物層（４０）の厚さは、検証された酸化物の厚さを有する酸化アルミニウム標準に対するスパッタ速度を使用して、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）によって測定されてもよい。例えば、酸化物の厚さは、例えば５０ｎｍまたは１００ｎｍの既知の厚さを有し得る、市販のＳｉＯ２スパッタ速度標準を用いて決定されたＡｌ２Ｏ３の測定された厚さに対するスパッタ速度に基づいて決定されてもよい。酸化アルミニウム標準材料は、シリコンウェーハ上へのｅビーム蒸発を介して堆積させたアルミニウムであってもよいＡｌ２Ｏ３層であってもよく、例えば５０ｎｍまたは１００ｎｍの対応する厚さを有してもよい。ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３スパッタリングの相対比は約１．６である。
【０００８】
薄い陽極酸化物層（４０）を生成するために使用される陽極酸化条件は、使用される酸性電解液に応じて変化し得る。一実施形態では、酸性電解液は、硫酸、リン酸、クロム酸、およびシュウ酸のうちの一つを含む。一実施形態では、陽極酸化溶液は、硫酸（例えば、本質的に１０〜２０ｗｔ％の硫酸溶液）から本質的に成る。別の実施形態では、陽極酸化溶液は、リン酸（例えば、本質的に５〜２０ｗｔ％のリン酸溶液）から本質的に成る。さらに別の実施形態では、陽極酸化溶液は、本質的にクロム酸から成る。別の実施形態では、陽極酸化溶液は、本質的にシュウ酸から成る。一実施形態では、陽極酸化溶液は、陽極酸化中に６０〜１００°Ｆの温度を有する。一実施形態では、陽極酸化溶液は、陽極酸化中に少なくとも６５°Ｆの温度を有する。別の実施形態では、陽極酸化溶液は、陽極酸化中に少なくとも７０°Ｆの温度を有する。一実施形態では、陽極酸化溶液は、陽極酸化中に９５°Ｆ以下の温度を有する。別の実施形態では、陽極酸化溶液は、陽極酸化中に９０°Ｆ以下の温度を有する。
【０００９】
陽極酸化工程（３００）の後、調製された酸化物層（３０）および陽極酸化陽極層（４０）の合計の厚さは、少なくとも１５ナノメートルの厚さであり、かつ厚さ１５０ナノメートル以下であるべきである（すなわち、層（３０）プラス層（４０）との組み合わせの厚さは１５〜１００ナノメートルであるべきである）。下記にさらに詳細に説明するように、工程（４００）では、陽極酸化工程（３００）の後に官能層が生成される。この生成する工程（４００）は、陽極酸化処理済み７ｘｘｘアルミニウム合金製品を適切なリン含有有機酸（例えば、有機リン酸性または有機ホスホン酸）に曝露することを含む。調製された酸化物層（３０）と陽極酸化物層（４０）の合計の厚さが１５ナノメートルの厚さ未満である場合、その後、生成する工程（４００）において不十分なリンの浸透が発生し得る。調製された酸化物層（３０）および陽極酸化物層（４０）の合計の厚さが１５０ナノメートルの厚さを超える場合、接着接合性能（生成する工程（４００）の後）が劣化し得る。
【００１０】
一実施形態では、調製された酸化物層（３０）および陽極酸化物層（４０）の合計の厚さは、少なくとも２０ナノメートルである。別の実施形態では、調製された酸化物層（３０）および陽極酸化物層（４０）の合計の厚さは、少なくとも２５ナノメートルである。一実施形態では、調製された酸化物層（３０）および陽極酸化物層（４０）の合計の厚さは、１３５ナノメートル厚以下である。別の実施形態では、調製された酸化物層（３０）および陽極酸化物層（４０）の合計の厚さは、１２５ナノメートル厚以下である。さらに別の実施形態では、調製された酸化物層（３０）および陽極酸化物層（４０）の合計の厚さは、１１５ナノメートル厚以下である。別の実施形態では、調製された酸化物層（３０）および陽極酸化物層（４０）の合計の厚さは、１０５ナノメートル厚以下である。さらに別の実施形態では、調製された酸化物層（３０）および陽極酸化物層（４０）の合計の厚さは、１００ナノメートル厚以下である。別の実施形態では、調製された酸化物層（３０）および陽極酸化物層（４０）の合計の厚さは、９５ナノメートル厚以下である。さらに別の実施形態では、調製された酸化物層（３０）および陽極酸化物層（４０）の合計の厚さは、９０ナノメートル厚以下である。別の実施形態では、調製された酸化物層（３０）および陽極酸化物層（４０）の合計の厚さは、８５ナノメートル厚以下である。さらに別の実施形態では、調製された酸化物層（３０）および陽極酸化物層（４０）の合計の厚さは、８０ナノメートル厚以下である。別の実施形態では、調製された酸化物層（３０）および陽極酸化物層（４０）の合計の厚さは、７５ナノメートル厚以下である。さらに別の実施形態では、調製された酸化物層（３０）および陽極酸化物層（４０）の合計の厚さは、７０ナノメートル厚以下である。別の実施形態では、調製された酸化物層（３０）および陽極酸化物層（４０）の合計の厚さは、６５ナノメートル厚以下またはそれより薄い。
【００１１】
さらに図５〜６を参照すると、一実施形態では、陽極酸化工程（３００）は、陽極酸化物層（４０）を生成するのに十分な時間の間および十分な条件下で、適切な酸性溶液（例えば、硫酸）中で陽極酸化することを含む。一つのアプローチでは、現在の密度は１平方フィートあたり５〜２０アンペア（ＡＳＦ）であり、使用される現在の密度に応じて、陽極酸化時間は１２０秒以下である。一実施形態では、陽極酸化は、好適な厚さの陽極酸化物層の生成を促進するために必要とされるように、室温で、１５ＡＳＦで１０〜４０秒間、または同様の条件下で、硫酸（例えば、１０〜２０重量％の硫酸溶液）中で陽極酸化することを含む。別の実施形態では、陽極酸化は、室温で、１２ＡＳＤで１０〜６０秒間、硫酸中で陽極酸化することを含む。別の実施形態では、陽極酸化は、室温で、６ＡＳＤで１０〜６０秒間、硫酸中で陽極酸化することを含む。一実施形態では、硫酸溶液は１２〜１８重量％の硫酸濃度を有する。別の実施形態では、硫酸溶液は１４〜１６重量％の硫酸濃度を有する。別の実施形態では、硫酸溶液は約１５重量％の硫酸溶液である。その他の適切な硫酸陽極酸化条件を使用することができる。
【００１２】
別のアプローチ（図示せず）では、陽極酸化工程（３００）は、陽極酸化物層（４０）を生成するのに十分な時間の間、十分な条件下で、適切なリン酸溶液中で陽極酸化することを含む。一実施形態では、適用される電圧は１０〜２０ボルトであり、陽極酸化時間は１２０秒以下である。一実施形態では、陽極酸化は、好適な厚さの陽極酸化物層の生成を促進するために必要とされるように、８０〜１００°Ｆの温度（例えば、９０°Ｆ）で、１３〜１８ボルトで１０〜６０秒間、または同様の条件下を有するリン酸（例えば、５〜２０重量％のリン酸溶液）中で陽極酸化することを含む。その他の適切なリン酸陽極酸化条件を使用することができる。
【００１３】
陽極酸化する工程（３００）および任意の適切に介在する工程（例えば、すすぐこと）の後、方法は、適切な化学薬品（例えば、リン含有有機酸など）を介して官能層を生成する工程（４００）を含み得る。一実施形態において、生成する工程（４００）は、陽極酸化された７ｘｘｘアルミニウム合金製品を、本明細書に参照によって組み込まれる、Ｍａｒｉｎｅｌｌｉらによる米国特許第６，１６７，６０９号に開示されているリン含有有機酸のいずれかと接触させることを含み得る。次に、（例えば、金属支持構造体に接合して車両アセンブリを形成するために）ポリマー接着剤の層を官能化層に塗布してもよい。生成する工程（４００）は、代替的に、リン含有有機酸の代わりに変換コーティングを使用し得る。例えば、チタンまたはジルコニウムを備えたチタンを使用した変換コーティングを使用してもよい。したがって、一実施形態では、陽極酸化後、陽極酸化物層は、Ｔｉ型またはＴｉＺｒ型変換コーティングと接触して官能層を生成する。
【００１４】
官能層を生成する工程（４００）の前に、調製された７ｘｘｘアルミニウム合金製品を、例えば調製された７ｘｘｘアルミニウム合金製品をすすぐことによって更に調製することができる。官能層を形成するために、調製された７ｘｘｘアルミニウム合金製品は一般的に適切な化学物質、例えば酸または塩基に曝露される。一実施形態では、化学物質はリン含有有機酸である。有機酸は一般的に、調製された酸化物層中の酸化アルミニウムと相互作用して官能化層を形成する。有機酸を水、メタノール、または他の好適な有機溶媒に溶解して、スプレー、浸漬、ロールコーティング、またはそれらの任意の組み合わせによって７ｘｘｘアルミニウム合金製品に塗布される溶液を形成する。リン含有有機酸は、有機ホスホン酸または有機ホスフィン酸であってもよい。そして、酸処理工程の後、前処理された本体を水でリンスする。別の実施形態では、化学物質はＴｉ型またはＴｉＺｒ型変換コーティングである。
【００１５】
用語「有機ホスホン酸」は、式Ｒｍ［ＰＯ（ＯＨ）２］ｎ、（式中、Ｒは１〜３０個の炭素原子を含む有機基であり、ｍは有機基の数であって約１〜１０であり、およびｎはホスホン酸基の数であって約１〜１０である）を有する酸を含む。いくつかの好適な有機ホスホン酸は、ビニルホスホン酸、メチルホスホン酸、エチルホスホン酸、オクチルホスホン酸、およびスチレンホスホン酸を含む。
【００１６】
用語「有機ホスフィン酸」は、式ＲｍＲ’ｏ［ＰＯ（ＯＨ）］ｎ、（式中、Ｒは１〜３０個の炭素原子を含む有機基であり、Ｒ’は水素または１〜３０個の炭素原子を含む有機基であり、ｍはＲ基の数であって約１〜１０であり、ｎはホスフィン酸基の数であって約１〜１０であり、およびｏはＲ’基の数であって約１〜１０である）を有する酸を含む。いくつかの好適な有機ホスフィン酸は、フェニルホスフィン酸およびビス−（ペルフルオロヘプチル）ホスフィン酸を含む。
【００１７】
一実施形態では、表面層の酸化アルミニウムと本質的に単層を形成するビニルホスホン酸表面処理が用いられる。コーティング面積重量は、約１５ｍｇ／ｍ２未満とすることができる。一実施形態では、コーティング面積重量は僅か約３ｍｇ／ｍ２である。
【００１８】
これらのリン含有有機酸の利点は、前処理溶液が約１ｗｔ％未満のクロムを含み、および好ましくは本質的にクロムを含まないことである。したがって、クロメート化成処理に関連する環境上の懸念は排除される。
【００１９】
官能化によって、陽極酸化物層（４０）はリンを含み得る。一実施形態では、陽極酸化物層の表面リン含有量は、少なくとも０．２ｍｇ／ｍ２（平均）である。本明細書で使用される場合、「表面リン含有量」とは、ＸＲＦ（蛍光Ｘ線）によって測定される陽極酸化陽極層（４０）の表面におけるリンの平均量を意味する。収集面積は、官能化表面にわたって少なくとも３ｃｍ×３ｃｍ（１．２５インチ×１．２５インチ）であるべきである。一実施形態では、陽極酸化物層の表面リン含有量は、少なくとも０．３ｍｇ／ｍ２（平均）である。別の実施形態では、陽極酸化物層の表面リン含有量は、少なくとも０．４ｍｇ／ｍ２（平均）である。さらに別の実施形態では、陽極酸化物層の表面リン含有量は、少なくとも０．５ｍｇ／ｍ２（平均）である。別の実施形態では、陽極酸化物層の表面リン含有量は、少なくとも０．６ｍｇ／ｍ２（平均）である。さらに別の実施形態では、陽極酸化物層の表面リン含有量は、少なくとも０．７ｍｇ／ｍ２（平均）である。陽極酸化物層の表面のリン含有量は、一般に４．６５ｍｇ／ｍ２以下（平均）である。
【００２０】
官能化溶液がリン含有有機酸であるとき、官能化の結果、概して、前記リンは、図８ａに示すように有機基（Ｒ）に結合される。一実施形態では、有機基（Ｒ）はビニル基を含む。このような有機結合は、図８ｂ〜８ｃに示されるように、一般的にＰ−Ｏ結合を生成するリン酸陽極酸化では発生しない。一実施形態では、陽極酸化物層（４０）は、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）によって測定されるリン濃度勾配を含み、陽極酸化物層（表面の１０ｎｍ以内）の表面（「Ｐ表面」）におけるリンの量は、陽極酸化物層（４０）と調製された酸化物層（３０）との間の界面（「Ｐ界面」）でのリンの量を超える。一実施形態では、Ｐ表面濃度は、原子百分率で、Ｐ界面濃度よりも少なくとも１０％高い。別の実施形態では、Ｐ表面濃度は、原子百分率で、Ｐ界面濃度よりも少なくとも２５％高い。
【００２１】
官能化７ｘｘｘアルミニウム合金製品を所望のサイズおよび形状に切断し、ならびに／または所定の構造に加工することができる。鋳造品、押出し成形品およびプレート加工品もまた、本明細書に記載の方法の適用の前に、例えば機械加工、研削または他のミリングプロセスによりサイジングを必要とする場合がある。本発明に従って製造された成形アセンブリは、自動車の車体、ホワイトボディの部品、ドア、トランクデッキ、およびフードリッドを含む車両の多くの部品に好適である。官能化７ｘｘｘアルミニウム合金製品を、ポリマー接着剤を用いて金属支持構造体に接着することができる。
【００２２】
自動車部品の製造において、官能化７ｘｘｘアルミニウム合金材料を隣接する構造部材に接合することがしばしば必要である。官能化７ｘｘｘアルミニウム合金材料の接合を、二段階で達成することができる。最初に、ポリマー接着剤層を官能化７ｘｘｘアルミニウム合金製品に塗布した後、それを別の部品（例えば、別の官能化７ｘｘｘアルミニウム合金製品、鋼製品；６ｘｘｘアルミニウム合金製品、５ｘｘｘアルミニウム合金製品、炭素強化複合材料）に押し付けるかまたは押し込む。ポリマー接着剤はエポキシ、ポリウレタン、またはアクリルであってもよい。
【００２３】
接着剤を塗布した後、部品を例えば塗布された接着剤の接合領域においてスポット溶接してもよい。スポット溶接は、アセンブリの剥離強度を高め、接着剤が完全に硬化する前のその間、容易にハンドリングできる。必要に応じて、アセンブリを高温に加熱することによって接着剤の硬化を促進することができる。このアセンブリを塗装調製プロセス（例えば、リン酸亜鉛浴またはジルコニウム系処理）に通過させ、乾燥し、電着塗装し、続いて適切な仕上げ剤で塗装することができる。
【００２４】
ここで図７を参照すると、一実施形態では、生成する工程（４００）の後、方法は、官能化７ｘｘｘアルミニウム合金製品の少なくとも一部分を「第二の材料」と接合すること（７０２）を含み、それによって接合された７ｘｘｘアルミニウム合金製品を作製する。一実施形態では、接合する（７０２）工程は、官能化７ｘｘｘアルミニウム合金製品の少なくとも一部分および／または第二の材料に適用された接着接合剤を、所定の時間にわたって、および／または所定の温度で、硬化させること（７０４）（図示せず）を含み得る。硬化する工程は、適用する工程（７０４）に付随して、またはその後に実施され得る。一実施形態では、接合された７ｘｘｘアルミニウム合金製品は、適用された（７０４）および／または硬化された接着接合剤を介して、第二の材料に接着的に構造的に接合された７ｘｘｘアルミニウム合金製品の第一の部分を含み得る。一実施形態では、官能化７ｘｘｘアルミニウム合金製品の少なくとも一部分は、官能化７ｘｘｘアルミニウム合金製品の第一の部分を含み、第二の材料は官能化７ｘｘｘｘアルミニウム合金製品の少なくとも第二の部分を含む。
【００２５】
図７およびその上記の説明の文脈で使用される場合、「第二の材料」とは、アルミニウム合金製品の少なくとも一部分が接合される材料を意味し、それによって接合されたアルミニウム合金製品を形成する。
【００２６】
方法の一実施形態では、接合された７ｘｘｘアルミニウム合金製品が、アルミニウム金属対第二の材料接合部の重複０．５インチを有する単純重ね合わせ接合部試験片の形態のとき、接合された７ｘｘｘアルミニウム合金製品は、ＡＳＴＭ  Ｄ１００２（１０）に従って４５回のストレス強度試験（ＳＤＴ）サイクルの完了を達成する。一実施形態では、４５回のＳＤＴサイクルを完了した後の単純重ね合わせ接合部試験片の残留剪断強度は、初期剪断強度の少なくとも８０％である。別の実施形態では、４５回のＳＤＴサイクルを完了した後の単純重ね合わせ接合部試験片の残留剪断強度は、初期剪断強度の少なくとも８５％である。さらに別の実施形態では、４５回のＳＤＴサイクルを完了した後の単純重ね合わせ接合部試験片の残留剪断強度は、初期剪断強度の少なくとも９０％である。
【００２７】
方法は随意に、一つ以上の熱曝露工程を含み得る。例えば、意図的な熱曝露工程は、調製する工程（２００）前、陽極酸化工程（３００）の前、および／または生成する工程（４００）の後に適用され得る。熱曝露工程は、７ｘｘｘアルミニウム合金製品上に熱酸化物層の生成をもたらし得る。一実施形態では、調製された酸化物層プラス熱酸化物層プラス陽極酸化物層の合計の厚さは、図５〜６に関して上で記載した通り、および同一の理由（例えば、後続の接着接合を促進するため）で、１５〜１５０ナノメートルである。
【００２８】
一実施形態では、調製された酸化物層プラス熱酸化物層プラス陽極酸化物層の合計の厚さは、少なくとも２０ナノメートルである。別の実施形態では、調製された酸化物層プラス熱酸化物層プラス陽極酸化物層の合計の厚さは、少なくとも２５ナノメートルである。一実施形態では、調製された酸化物層プラス熱酸化物層プラス陽極酸化物層の合計の厚さは、１３５ナノメートル厚以下である。別の実施形態では、調製された酸化物層プラス熱酸化物層プラス陽極酸化物層の合計の厚さは、１２５ナノメートル厚以下である。さらに別の実施形態では、調製された酸化物層プラス熱酸化物層プラス陽極酸化物層の合計の厚さは、１１５ナノメートル厚以下である。別の実施形態では、調製された酸化物層プラス熱酸化物層プラス陽極酸化物層の合計の厚さは、１０５ナノメートル厚以下である。さらに別の実施形態では、調製された酸化物層プラス熱酸化物層プラス陽極酸化物層の合計の厚さは、１００ナノメートル厚以下である。別の実施形態では、調製された酸化物層プラス熱酸化物層プラス陽極酸化物層の合計の厚さは、９５ナノメートル厚以下である。さらに別の実施形態では、調製された酸化物層プラス熱酸化物層プラス陽極酸化物層の合計の厚さは、９０ナノメートル厚以下である。別の実施形態では、調製された酸化物層プラス熱酸化物層プラス陽極酸化物層の合計の厚さは、８５ナノメートル厚以下である。さらに別の実施形態では、調製された酸化物層プラス熱酸化物層プラス陽極酸化物層の合計の厚さは、８０ナノメートル厚以下である。別の実施形態では、調製された酸化物層プラス熱酸化物層プラス陽極酸化物層の合計の厚さは、７５ナノメートル厚以下である。さらに別の実施形態では、調製された酸化物層プラス熱酸化物層プラス陽極酸化物層の合計の厚さは、７０ナノメートル厚以下である。別の実施形態では、調製された酸化物層プラス前記熱酸化物層プラス陽極酸化物層の合計厚さは、６５ナノメートル以下の厚さであるか、それより薄い。
【００２９】
一つのアプローチでは、熱曝露は、調製する工程（２００）の前（すなわち、受ける工程（１００）後、および調製する工程（２００）の前）に完了し得る。一実施形態では、溶体化熱処理および急冷（溶体化処理）は、調製する工程（２００）が完了した後、未処理のＦテンパー製品に対して完了されてもよい。例えば、未処理の７ｘｘｘアルミニウム合金製品は、Ｆテンパー（作製された）であってもよい。調製する工程（２００）の前、７ｘｘｘアルミニウム合金製品は、自動車構成要素（例えば、ドア外側および／または内側パネル、ホワイトボディ構成要素（Ａピラー、Ｂピラー、またはＣピラー）、フード、デッキリッド、および同様の構成要素など）などの所定の形状の製品に形成されてもよい。この形成する工程は高温で完了することができ、したがって７ｘｘｘアルミニウム合金製品を、様々な熱実施（例えば、温間または熱間形成後ダイクエンチするとき、溶体化処理（すなわち、溶体化熱処理プラスクエンチ）と一致させる）に供することができる。形成された７ｘｘｘアルミニウム合金製品の強度（またはその他の特性）をさらに発展させるため、形成された７ｘｘｘアルミニウム合金製品は人工的に時効させてもよく、人工的時効は調製する工程（２００）の前、陽極酸化工程（３００）の後、および／または生成する工程（４００）の後に生じ得る。一実施形態では、一つ以上の人工的時効工程は、溶体化熱処理に続き、その後、調製する工程（２００）が完了する。別の実施形態では、人工的時効は未処理のＷテンパーまたはＴテンパー製品に対して完了され、その後、調製するステップ（２００）が完了する。次いで、塗料焼き付けが、生成する工程（４００）の後に起こり得る。
【００３０】
一つのアプローチでは、熱曝露は、陽極酸化工程（２００）の前（すなわち、調製する工程（１００）後、および陽極酸化工程（２００）の前）に完了し得る。例えば、溶体化熱処理および急冷（溶体化処理）は、調製されたＦテンパー製品に対して完了されてもよく、その後、陽極酸化工程（２００）が完了される。例えば、未処理の７ｘｘｘアルミニウム合金製品は、Ｆテンパー（作製された）であってもよい。調製する工程（２００）後、および陽極酸化工程（３００）前、７ｘｘｘアルミニウム合金製品は、自動車構成要素（例えば、ドア外側および／または内側パネル、ホワイトボディ構成要素（Ａピラー、Ｂピラー、またはＣピラー）、フード、デッキリッド、および同様の構成要素など）などの所定の形状の製品に形成されてもよい。この形成する工程は高温で完了することができ、したがって７ｘｘｘアルミニウム合金製品を、様々な熱実施（例えば、温間または熱間形成後ダイクエンチするとき、溶体化処理（すなわち、溶体化熱処理プラスクエンチ）と一致させる）に供することができる。形成された７ｘｘｘアルミニウム合金製品の強度（またはその他の特性）をさらに発展させるため、形成された７ｘｘｘアルミニウム合金製品は人工的に時効させてもよく、人工的時効は陽極酸化工程（３００）の前、および／または生成する工程（４００）の後に生じ得る。
【００３１】
一実施形態では、一つ以上の人工的時効工程は、溶体化熱処理に続き、その後、陽極酸化工程（３００）が完了する。別の実施形態では、人工的時効は未処理のＷテンパーまたはＴテンパー製品に対して完了され、その後、調製するステップ（２００）が完了する。次いで、塗料焼き付けが、生成する工程（４００）の後に起こり得る。
【００３２】
上述の熱曝露工程のいずれも、製品を完成するために適宜組み合わせることができる。例えば、熱曝露は、調製（２００）前および陽極酸化（３００）前の両方で完了し得る。次いで、塗料焼き付けが、生成する工程（４００）の後に起こり得る。
【００３３】
利用される場合、人工的時効は、亜時効の、ピーク時効の、または過時効のテンパーのいずれかの実現を容易にし得る。理解される通り、７ｘｘｘアルミニウム合金製品は、利用される場合、人工的時効工程の前に、または人工的時効工程の後に形成されてもよい。
【００３４】
本明細書に開示される方法は、７ｘｘｘアルミニウム合金製品、例えば銅含有金属間化合物粒子の形成をもたらす銅を含むものに一般的に適用可能である。一つのアプローチでは、７ｘｘｘアルミニウム合金製品は２〜１２ｗｔ％のＺｎ、１〜３ｗｔ％のＭｇ、および０〜３ｗｔ％のＣｕ（例えば、１〜３ｗｔ％のＣｕ）を含む。一実施形態では、７ｘｘｘアルミニウム合金製品は、ｔｈｅ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｔｅａｌ  Ｓｈｅｅｔｓ（２０１５）によって規定される７００９、７０１０、７０１２、７０１４、７０１６、７１１６、７０３２、７０３３、７０３４、７０３６、７１３６、７０３７、７０４０、７１４０、７０４２、７０４９、７１４９、７２４９、７３４９、７４４９、７０５０、７１５０、７０５５、７１５５、７２５５、７０５６、７０６０、７０６４、７０６５、７０６８、７１６８、７０７５、７１７５、７４７５、７１７８、７２７８、７０８１、７１８１、７０８５、７１８５、７０９０、７０９３、７０９５、７０９９、または７１９９アルミニウム合金のうちの一つである。一実施形態では、７ｘｘｘアルミニウム合金は７０７５、７１７５、または７４７５である。一実施形態では、７ｘｘｘアルミニウム合金は７０５５、７１５５、または７２２５である。一実施形態では、７ｘｘｘアルミニウム合金は７０６５である。一実施形態では、７ｘｘｘアルミニウム合金は７０８５または７１８５である。一実施形態では、７ｘｘｘアルミニウム合金は７０５０または７１５０である。一実施形態では、７ｘｘｘアルミニウム合金は７０４０または７１４０である。一実施形態では、７ｘｘｘアルミニウム合金は７０８１または７１８１である。一実施形態では、７ｘｘｘアルミニウム合金は７１７８である。
【００３５】
７ｘｘｘアルミニウム合金製品は、任意の形態、例えば展伸製品（例えば、圧延シート製品またはプレート製品、押出し成形品、鍛造品）の形態であってもよい。７ｘｘｘアルミニウム合金製品は、代替的に形状鋳造製品（例えば、ダイカスト）の形態であってもよい。７ｘｘｘアルミニウム合金製品は、代替的に付加製造製品であってもよい。本明細書で使用する場合、「付加製造」は、「付加製造技術のための標準用語（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｒｍｉｎｏｌｏｇｙ  ｆｏｒ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｌｙ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）」と題するＡＳＴＭ  Ｆ２７９２−１２ａで定義されているように、「減法製造方法とは対照的に、通常は積層して３Ｄモデルデータからオブジェクトを作るために材料を接合するプロセス」を意味する。
【００３６】
本明細書で提供されるテンパーおよび７ｘｘｘアルミニウム合金定義は、ＡＮＳＩ  Ｈ３５．１（２００９）に従う。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、基材（１０）およびその上の表面酸化物（２０）を有する７ｘｘｘアルミニウム合金製品（１）（例えば、未処理の７ｘｘｘアルミニウム合金製品）の（縮尺通りではなく、例示目的のみのための）断面概略図である。
【００３８】
【図２】図２は、本開示に係わる７ｘｘｘアルミニウム合金製品を製造する方法の一実施形態を例示するフローチャートである。
【００３９】
【図３】図３は、図２の調製する工程（２００）の一実施形態を図示するフローチャートである。
【００４０】
【図４】図４は、表面酸化物（３０）をその上に備えた基材（１０）を有する調製された７ｘｘｘアルミニウム合金製品（１）の（縮尺通りではなく、例示目的のみのための）断面概略図である。
【００４１】
【図５】図５は、図２の陽極酸化工程（３００）の一実施形態を図示するフローチャートである。
【００４２】
【図６】図６は、表面酸化物（３０）および陽極酸化物（４０）をその上に備えた基材（１０）を有する調製され、陽極酸化された７ｘｘｘアルミニウム合金製品（１）の（縮尺通りではなく、例示目的のみのための）断面概略図である。
【００４３】
【図７】図７は、図２の生成する工程（４００）の一実施形態を図示するフローチャートである。
【００４４】
【図８】図８Ａは、図２の生成するステップ（４００）後の、官能化された７ｘｘｘアルミニウム合金製品の代表的な化学結合構造を図示する図である。
【００４５】
図８Ｂおよび８Ｃは、リン酸陽極酸化７ｘｘｘアルミニウム合金製品の化学結合構造を図示する図である。
【００４６】
【図９】図９は、本開示の一実施形態によって処理された７ｘｘｘアルミニウム合金製品のＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）酸化物構造分析結果のプロットである。
【００４７】
【図１０】図１０は、図９の７ｘｘｘアルミニウム合金製品の表面トポグラフィの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
＜実施例１＞
【００４９】
７ｘｘｘアルミニウム合金（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ型）製品のいくつかの試料を受け取り、上記の図２の工程（２００）に従って調製した。調製する工程（２００）後、試料の表面上に自然酸化物層（４〜６ｎｍ厚）が存在した。７ｘｘｘアルミニウム合金製品は陽極酸化処理されず、代わりに単純に、図２に従って、およびＭａｒｉｎｅｌｌｉらによる米国特許第６，１６７，６０９号に従って、生成する工程（４００）に供された。生成する工程後、試料を順次接着し、そしてＡＳＴＭ  Ｄ１００２と同様の業界標準の周期的腐食曝露試験を行い、これにより試料を連続的に１０８０ｐｓｉの重ね剪断応力に曝して接着耐久性を試験した。すべての試料は、接合耐久試験で必要な４５サイクルを完了できなかった。
【００５０】
＜実施例２＞
【００５１】
７ｘｘｘアルミニウム合金（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ型）のいくつかの試料を図２に従って処理した。合金を１５重量％の硫酸溶液中で、７０°Ｆおよび６ＡＳＦで１０、４５、６０秒間、陽極酸化した。陽極酸化後、各材料上に官能層が図２およびＭａｒｉｎｅｌｌｉらによる米国特許第６，１６７，６０９号に従って生成され（４００）、その後、材料を連続接合し、その後、ＡＳＴＭ  Ｄ１００２と類似した産業標準的な周期的腐食曝露試験に供された。
【００５２】
６０秒間陽極酸化された試料は、必要とされる４５サイクルを首尾よく完了し、四つの複製試料（平均６９３７ｐｓｉ、標準偏差（ＳＴＤＥＶ）（σ）（２７８ｐｓｉ）で７２５３、６６００、６８５１、および７０４５ｐｓｉの残留ラップ剪断強度を生成した。これらの残留剪断強度の結果は、別の従来的な業界実践によって調製された接着接合された５ｘｘｘおよび６ｘｘｘ合金に典型的見られる４５００〜６０００ｐｓｉの標準的な範囲に対して優れている。低い標準偏差で示されるように、四つの残留剪断強度の結果も一貫している。６ＡＳＦで１０秒または４５秒のみ、陽極酸化処理された試料は、接合耐久試験を首尾よく完了しなかった。４５秒の陽極酸化試料のうちの二つのみが４５サイクルを完了し、１０秒の陽極酸化試料の全てが４５サイクルの要件を完了した。
【００５３】
ベースラインとして、同じ合金試料のうちの四つが上記と同様に調製されたが、電流の適用なしで、７０°Ｆで１５重量％の硫酸陽極酸化浴中に６０秒間保持された。同じ官能層は図２およびＭａｒｉｎｅｌｌｉらによる米国特許第６，１６７，６０９号に従って生成され（４００）、その後、材料を連続接合し、その後、ＡＳＴＭ  Ｄ１００２と類似した産業標準的な周期的腐食曝露試験に供された。四つの試料すべてが２サイクルまたは３サイクルで失敗したことから、陽極酸化中に生成された陽極酸化物層は、官能層および後続の接着接合の適切な生成を促進することを証明している。
【００５４】
＜実施例３＞
【００５５】
７ｘｘｘアルミニウム合金（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ型）のいくつかの試料を図２に従って処理した。合金を１５重量％の硫酸溶液中で、７０°Ｆおよび１５ＡＳＦで１０、２０、３０、または４０秒間、陽極酸化した。陽極酸化後、各材料上に官能層が図２およびＭａｒｉｎｅｌｌｉらによる米国特許第６，１６７，６０９号に従って生成され（４００）、その後、材料を連続接合し、その後、ＡＳＴＭ  Ｄ１００２と類似した産業標準的な周期的腐食曝露試験に供された。四つの陽極酸化条件すべてにより、試験片は必要な４５サイクルを完了し、残留強度レベルが３５１２〜６５１９ｐｓｉであった。平均残留強度は、５６９８ｐｓｉ（標準偏差（σ）２０５ｐｓｉ）（４０秒）、５０９１ｐｓｉ（３０秒）、５６６５ｐｓｉ（２０秒）、および５１６７ｐｓｉ（１０秒）であった。より高い電流密度（実施例２と比較して）は、生成する工程（４００）および後続の接着接合を促進するための適切な厚さを有する陽極酸化物層の製造を容易にする。
【００５６】
酸化物の厚さを検証するために、１０秒間の陽極酸化試料のうちの一つをＸＰＳにより分析した。分析は、陽極酸化物層が、厚さ２８ｎｍの厚さを有し、本質的に酸化アルミニウム（例えば、２Ｏ３）から成ることを示した。図９を参照のこと。酸化物の表面はまた、複数のピットを含む。図１０を参照のこと。これらのピットは、７ｘｘｘアルミニウム合金製品についての認められた接着接合性能を促進することを少なくとも支援し得ると考えられる。
【００５７】
実施例２によると、ベースライン試料も陽極酸化試料と同じ条件を使用して調製されたが、陽極酸化がない場合、試料は、電流の適用なしに、７０°Ｆで１５重量％の硫酸陽極酸化浴中に置かれた。同じ官能層は図２およびＭａｒｉｎｅｌｌｉらによる米国特許第６，１６７，６０９号に従って生成され（４００）、その後、材料を連続接合し、その後、ＡＳＴＭ  Ｄ１００２と類似した産業標準的な周期的腐食曝露試験に供された。試料すべてがいくつかのサイクル（３〜６）で失敗したことにより、また、陽極酸化中に生成された陽極酸化物層は、官能層および後続の接着接合の適切な生成を促進することを証明している。
【００５８】
この同じ材料で異なる陽極酸化条件を使用できることを確認するために、一つの追加材料が図２によって調製された。合金はまた、７０°Ｆで１５重量％の硫酸中で、しかし６ＡＳＦで２０秒間、陽極酸化された。同じ官能層が、各試験片上に図２およびＭａｒｉｎｅｌｌｉらによる米国特許第６，１６７，６０９号に従って生成され（４００）、その後、材料を連続接合し、その後、ＡＳＴＭ  Ｄ１００２と類似した産業標準的な周期的腐食曝露試験に供された。これらの試験片はすべて、必要な４５サイクルを完了し、平均残留強度は５０３２ｐｓｉであった。
【００５９】
＜実施例４＞
【００６０】
いくつかの追加の７ｘｘｘアルミニウム合金（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ型）を図２に従って処理した。合金を１５重量％の硫酸溶液中で、７０°Ｆおよび１２ＡＳＦで２０、４０、６０秒間、陽極酸化した。陽極酸化後、各材料上に官能層が図２およびＭａｒｉｎｅｌｌｉらによる米国特許第６，１６７，６０９号に従って生成され（４００）、その後、材料を連続接合し、その後、ＡＳＴＭ  Ｄ１００２と類似した産業標準的な周期的腐食曝露試験に供された。この例では、４０秒および６０秒間にわたって陽極酸化された試験片は試験に合格しなかったが、それぞれの状態で四つの試験片のうちたった一つの「通過者」があった。しかしながら、２０秒間の設定された陽極酸化では、四つの試験片のうち三つが必要な４５サイクルを完了し、３７６５、５２９４、および６３８５ｐｓｉの残留剪断強度を生成した。４５サイクル中の４４を四つの試料が完了し、４５サイクル目で失敗した。
【００６１】
次いで２０秒および４０秒の陽極酸化試料の陽極酸化物層をＸＰＳによって分析した。２０秒の陽極酸化試料は厚さ７２ｎｍの陽極酸化物を有したが、一方で４０秒の陽極酸化試料は厚さ１５８ｎｍの陽極酸化物を有した。これらの結果は、その後の官能層の調製および接着接合を促進するために、陽極酸化物の厚さが「薄さ」を維持しなければならないことを示す。
【００６２】
＜実施例５＞
【００６３】
７ｘｘｘアルミニウム合金（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ型）のいくつかの試料を、合金が９０°Ｆで１０重量％のリン酸溶液中で、１７．５Ｖで１０秒間、陽極酸化された他は、図２に従って処理した。陽極酸化後、各材料上に官能層が図２およびＭａｒｉｎｅｌｌｉらによる米国特許第６，１６７，６０９号に従って生成され（４００）、その後、材料を連続接合し、その後、ＡＳＴＭ  Ｄ１００２と類似した産業標準的な周期的腐食曝露試験に供された。この実施例では、試料の四つのうち三つが必要な４５サイクルを完了し、平均５８４６ｐｓｉ（標準偏差（σ）２２０ｐｓｉ）で、６０１１、５９３２、および５５９６の残留剪断強度を生成したが、これはリン酸陽極酸化を使用した処理の有効性を示している。
【００６４】
特定の理論に束縛されるものではないが、官能化は、陽極酸化物層内の有機化合物と亜リン酸との間の結合を生成し、その一例が図８ａであり、官能層中に存在するりん原子が、酸化アルミニウムの酸素原子と共有結合するのに加え、有機基（Ｒ）に共有結合する。官能化層中の「Ｒ基」は、一般的に、生成する工程（４００）の間に使用されるリン含有有機酸の特定の組成に応じて、１〜３０個の炭素原子および／または水素（すなわち、Ｒ’）を含む有機基である。リン陽極酸化は、こうしたＰ−Ｒ結合を生じさせない。代わりに、図８ｂ〜８ｃに示すように、リン陽極酸化は概してＰ−Ｏ結合を生成する。リンに関連付けられた化学構造の同一性は、陽極酸された７ｘｘｘアルミニウム合金製品と官能化された７ｘｘｘアルミニウム合金製品（例えば、限定するものではないが、７ｘｘｘアルミニウム合金製品を含む）とを簡単に区別し（例えば、赤外線フーリエ変換（ＦＴＩＲ）分光法などの分析法を用いて、など）、ならびに様々な処理工程に用いられる化学薬品の組成、およびそのような工程が完了される程度および状態を特徴付ける能力を提供する。
【００６５】
本発明の特定の実施形態は例示の目的のために上記に記載されているが、添付の特許請求の範囲に規定される本発明から逸脱することなく、本発明の詳細の多数の変形がなされ得ることは当業者に明らかであろう。
【図１】
0006936863.tif 000002
【図２】
0006936863.tif 000003
【図３】
0006936863.tif 000004
【図４】
0006936863.tif 000005
【図５】
0006936863.tif 000006
【図６】
0006936863.tif 000007
【図７】
0006936863.tif 000008
【図８】
0006936863.tif 000009
【図９】
0006936863.tif 000010
【図１０】
0006936863.tif 000011