[发明专利]用于活化钛基底的组合物和方法

说明书

本发明的名称是用于活化钛基底的组合物和方法。在基底上沉积材料之前预处理基底的方法，方法包括：将基底浸入在活化溶液中持续预定的时间段，活化溶液包括氟化物盐、氢氟酸、硫酸和水。

技术领域

本申请涉及沉积到基底上的材料，并且更具体地涉及用于活化金属基底的组合物和方法，以及用于电沉积锡-铋合金到金属基底上的组合物和方法。

背景技术

机械紧固件广泛用于接合结构组件中的两个或更多个零件。例如，机械紧固件广泛用于接合飞机机身的结构零件。

飞机经历来自各种来源的电磁效应(EME)，例如雷击和降水静电。金属飞机结构容易导电，并因此相对不易受电磁效应的影响。然而，复合材料(如，碳纤维增强塑料)飞机结构不容易传导源于电磁效应的显著电流和电磁力。因此，当在复合材料飞机结构中使用机械紧固件时，必须采取措施来防止电磁效应。

电磁效应保护可以以导电金属表面沉积物的形式提供给机械紧固件，诸如金属镀层。虽然各种金属表面沉积物可以提供合适的导电性以赋予电磁效应保护，但是其它因素——诸如润滑性(lubricity)和与碳纤维增强塑料的电流兼容性——也是旨在用于航空航天工业的机械紧固件的考虑因素。

锡以α和β相存在。α锡是灰色的，粉状的并且形成疫病(pest)，而β锡是白色的并且具有体心四方晶体结构。当锡与铋以大于0.4重量％的浓度合金化时，锡开始以β相存在。由于其导电性、润滑性和与碳纤维增强塑料的电流兼容性，锡-铋有望成为机械紧固件的合适金属表面沉积物。

因此，本领域技术人员继续在电沉积领域中进行研究和开发努力。

发明内容

活化溶液包括水、氟化物盐、氢氟酸和硫酸。

活化溶液包括水；溶解在水中的氟化钾、氟化锂、氟化钠、氟化铷、氟化钡和氟化锶中的至少一种；溶解在水中的氢氟酸和溶解在水中的硫酸。

活化溶液包括水；溶解在水中的氟化钾、氟化锂、氟化钠、氟化铷、氟化钡和氟化锶中的至少一种，基于活化溶液的总体积其浓度范围从约5克/升至约120克/升；溶解在水中的氢氟酸，基于活化溶液的总体积其浓度范围为约5毫升/升至约250毫升/升；和溶解在水中的硫酸，基于活化溶液的总体积其浓度范围为约1体积％至约45体积％。

制备活化溶液的方法包括以下步骤：(1)将硫酸与水混合以产生第一酸性溶液，(2)将氢氟酸与第一酸性溶液混合以产生第二酸性溶液，和(3)将氟化物盐溶解在第二酸性溶液中。

一种在基底上沉积材料之前预处理基底的方法，该方法包括将基底浸入活化溶液中持续预定时间段的步骤，该活化溶液包括水、溶解在水中的氟化物盐、溶解在水中的氢氟酸和溶解在水中的硫酸。

根据以下详细说明，附图和所附权利要求，所公开的用于活化金属基底的组合物和方法的其他方面将变得显而易见。

附图说明

图1是描绘公开的用于将材料沉积到基底上的方法的流程图；

图2是根据图1的方法沉积到钛基底上的锡-铋合金的显微照片；

图3是描绘一个公开的用于活化根据图1的方法的基底(诸如钛基底)的方法的流程图；

图4是根据图3的方法用于活化基底的系统的示意性说明；

图5是描绘另一个公开的用于活化根据图1的方法的基底(诸如钛基底)的方法的流程图；

图6是根据图5的方法用于活化基底的系统的示意性说明；

图7是描绘又另一个公开的用于活化根据图1的方法的基底(诸如钛基底)的方法的流程图；

图8是根据图7的方法用于活化基底的系统的示意性说明；