JP2001226782A - チタン−ニッケル合金材の表面処理方法 - Google Patents
チタン−ニッケル合金材の表面処理方法Info
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- JP2001226782A JP2001226782A JP2000368774A JP2000368774A JP2001226782A JP 2001226782 A JP2001226782 A JP 2001226782A JP 2000368774 A JP2000368774 A JP 2000368774A JP 2000368774 A JP2000368774 A JP 2000368774A JP 2001226782 A JP2001226782 A JP 2001226782A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 チタン−ニッケル合金材の接着性能の向上を
図るチタン−ニッケル合金材の表面処理方法を提供す
る。 【解決手段】 チタン−ニッケル合金材の表面の酸化被
膜を除去し、酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金
材の表面粗さを増加する処理を施すことで接着剤に対す
る接着性能をの向上させる。表面粗さ増加処理は、ゾル
ゲル処理、イオン照射処理、クロム処理、チタン処理に
より行う。
図るチタン−ニッケル合金材の表面処理方法を提供す
る。 【解決手段】 チタン−ニッケル合金材の表面の酸化被
膜を除去し、酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金
材の表面粗さを増加する処理を施すことで接着剤に対す
る接着性能をの向上させる。表面粗さ増加処理は、ゾル
ゲル処理、イオン照射処理、クロム処理、チタン処理に
より行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チタン−ニッケル
合金材の表面粗さを増加させることで、接着性能の向上
を図るチタン−ニッケル合金材の表面処理方法に関す
る。
合金材の表面粗さを増加させることで、接着性能の向上
を図るチタン−ニッケル合金材の表面処理方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】チタンは軽量であり、しかも耐熱性がア
ルミニウムよりも高いために航空機材料や宇宙材料等に
使用されている。また、チタンは耐食性にも優れるため
医療用材料にも使用されている。チタンは構造部材とし
て使用する場合、通常、合金化して使用するのが一般的
であり、Ｔｉ−Ａｌ−Ｖ合金が使用される。
ルミニウムよりも高いために航空機材料や宇宙材料等に
使用されている。また、チタンは耐食性にも優れるため
医療用材料にも使用されている。チタンは構造部材とし
て使用する場合、通常、合金化して使用するのが一般的
であり、Ｔｉ−Ａｌ−Ｖ合金が使用される。
【０００３】チタン−ニッケル合金は、チタン５０％と
ニッケル５０％で構成されるものであり、一般的に形状
記憶合金と呼ばれている。形状記憶合金は、変形させた
ものが、加熱するだけで変形前の元の形状に戻る特性や
曲げたり伸ばしたりしても力を除くと元に戻る特性を有
する合金であり、家電、自動車などの分野でセンサー兼
アクチュエーターとして使用されている。
ニッケル５０％で構成されるものであり、一般的に形状
記憶合金と呼ばれている。形状記憶合金は、変形させた
ものが、加熱するだけで変形前の元の形状に戻る特性や
曲げたり伸ばしたりしても力を除くと元に戻る特性を有
する合金であり、家電、自動車などの分野でセンサー兼
アクチュエーターとして使用されている。
【０００４】また、形状記憶合金は、例えば携帯電話用
アンテナ芯線や眼鏡フレーム及び静止衛星用姿勢制御シ
ステム等に使用されている。形状記憶合金の形状として
は極細線、ばね、箔等の形状が可能である。
アンテナ芯線や眼鏡フレーム及び静止衛星用姿勢制御シ
ステム等に使用されている。形状記憶合金の形状として
は極細線、ばね、箔等の形状が可能である。
【０００５】形状記憶合金に歪ゲージを貼り、歪ゲージ
の応力の変化により構造部材の損傷を検出し、形状記憶
合金の形状の復元性を利用して損傷の拡大を防止する考
えがあるが、その場合には、形状記憶合金を基板にして
歪ゲージ接着することが必要であり、形状記憶合金と基
板との接着強度を必要なレベルまで高くすることが要求
されている。
の応力の変化により構造部材の損傷を検出し、形状記憶
合金の形状の復元性を利用して損傷の拡大を防止する考
えがあるが、その場合には、形状記憶合金を基板にして
歪ゲージ接着することが必要であり、形状記憶合金と基
板との接着強度を必要なレベルまで高くすることが要求
されている。
【０００６】チタンの接着性を向上させる方法として
は、りん酸等による化成被膜処理が一般に行なわれてい
るが、現在量産されているチタン−ニッケル合金材にお
いては、チタン−ニッケル合金材の熱処理時に表面に生
成される酸化被膜が、構造的に緻密で強固であるため、
この酸化被膜を一般的なチタン合金材に用いられている
表面処理方法によって除去することができない。
は、りん酸等による化成被膜処理が一般に行なわれてい
るが、現在量産されているチタン−ニッケル合金材にお
いては、チタン−ニッケル合金材の熱処理時に表面に生
成される酸化被膜が、構造的に緻密で強固であるため、
この酸化被膜を一般的なチタン合金材に用いられている
表面処理方法によって除去することができない。
【０００７】一方、チタン−ニッケル合金箔は、知的複
合材料等のように材料内部に埋め込んで使用されること
があり、チタン−ニッケル合金箔と複合材料の高強度樹
脂とを高い接着強度で接着することが必要であるが、チ
タン−ニッケル合金材に生成される酸化被膜が、チタン
−ニッケル合金材と複合材料の高強度樹脂を高い接着強
度で接着することの障害となっている。
合材料等のように材料内部に埋め込んで使用されること
があり、チタン−ニッケル合金箔と複合材料の高強度樹
脂とを高い接着強度で接着することが必要であるが、チ
タン−ニッケル合金材に生成される酸化被膜が、チタン
−ニッケル合金材と複合材料の高強度樹脂を高い接着強
度で接着することの障害となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】酸洗処理した形状記憶
合金にチタンで適用されている接着前処理方法であるり
ん酸による化成被膜処理を適用し、形状記憶合金をエポ
キシ系接着剤を使用して基板に接着した場合、形状記憶
合金とエポキシ系接着剤との接着強度は、使用条件によ
っては改善が望まれるものであり、形状記憶合金と接着
剤との界面で破断が生じた。その理由として考えられる
のは形状記憶合金に含まれているニッケルの影響によ
り、化成被膜処理の効果が得られなかったものと考えら
れ、形状記憶合金にあった接着前処理を開発することが
課題となっている。
合金にチタンで適用されている接着前処理方法であるり
ん酸による化成被膜処理を適用し、形状記憶合金をエポ
キシ系接着剤を使用して基板に接着した場合、形状記憶
合金とエポキシ系接着剤との接着強度は、使用条件によ
っては改善が望まれるものであり、形状記憶合金と接着
剤との界面で破断が生じた。その理由として考えられる
のは形状記憶合金に含まれているニッケルの影響によ
り、化成被膜処理の効果が得られなかったものと考えら
れ、形状記憶合金にあった接着前処理を開発することが
課題となっている。
【０００９】本発明は上記した点を考慮してなされたも
ので、チタン−ニッケル合金材の接着性能の向上を図る
チタン−ニッケル合金材の表面処理方法を提供すること
を目的とする。
ので、チタン−ニッケル合金材の接着性能の向上を図る
チタン−ニッケル合金材の表面処理方法を提供すること
を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のチタン−ニッケ
ル合金材の表面処理方法は、チタン−ニッケル合金材の
表面の酸化被膜を除去し、その表面に粗さを増加する処
理を施すことによりチタン−ニッケル合金材と接着剤と
の接着強度を向上させる。
ル合金材の表面処理方法は、チタン−ニッケル合金材の
表面の酸化被膜を除去し、その表面に粗さを増加する処
理を施すことによりチタン−ニッケル合金材と接着剤と
の接着強度を向上させる。
【００１１】本発明のチタン−ニッケル合金材の表面処
理方法は、チタン−ニッケル合金材の表面の酸化被膜を
除去し、ゾルゲル処理を施すことで、チタン−ニッケル
合金材の表面に酸化物（アルミナ、シリカ等）がコーテ
ィングされ、ゾルゲル法によるコーティングされた酸化
被膜は多孔質であるため、エポキシ系接着剤等の接着剤
が酸化被膜の孔に食い込んだり、樹脂剤と酸化被膜が一
部反応することによりチタン−ニッケル合金材と接着剤
との接着強度を向上させる。
理方法は、チタン−ニッケル合金材の表面の酸化被膜を
除去し、ゾルゲル処理を施すことで、チタン−ニッケル
合金材の表面に酸化物（アルミナ、シリカ等）がコーテ
ィングされ、ゾルゲル法によるコーティングされた酸化
被膜は多孔質であるため、エポキシ系接着剤等の接着剤
が酸化被膜の孔に食い込んだり、樹脂剤と酸化被膜が一
部反応することによりチタン−ニッケル合金材と接着剤
との接着強度を向上させる。
【００１２】本発明のチタン−ニッケル合金材の表面処
理方法は、チタン−ニッケル合金材の表面の酸化被膜を
除去し、イオン照射処理を施すことで、チタン−ニッケ
ル合金材の表面をイオン化されたアルゴンガス等で荒ら
し、エポキシ樹脂系接着剤等の接着剤がチタン−ニッケ
ル合金材の荒れた表面に食い込むことでチタン−ニッケ
ル合金材と接着剤との接着強度を向上させる。
理方法は、チタン−ニッケル合金材の表面の酸化被膜を
除去し、イオン照射処理を施すことで、チタン−ニッケ
ル合金材の表面をイオン化されたアルゴンガス等で荒ら
し、エポキシ樹脂系接着剤等の接着剤がチタン−ニッケ
ル合金材の荒れた表面に食い込むことでチタン−ニッケ
ル合金材と接着剤との接着強度を向上させる。
【００１３】本発明のチタン−ニッケル合金材の表面処
理方法は、チタン−ニッケル合金材の表面の酸化被膜を
除去し、クロム被膜処理を施すことで、緻密で密着性の
あるクロムコーティング層が得られ、チタン−ニッケル
合金材と接着剤との接着強度を向上させる。
理方法は、チタン−ニッケル合金材の表面の酸化被膜を
除去し、クロム被膜処理を施すことで、緻密で密着性の
あるクロムコーティング層が得られ、チタン−ニッケル
合金材と接着剤との接着強度を向上させる。
【００１４】本発明のチタン−ニッケル合金材の表面処
理方法は、チタン−ニッケル合金材の表面の酸化被膜を
除去し、その表面をチタンコーティングし、チタンコー
ティング面に化成被膜処理を施すことで、緻密で密着性
のあるチタンコーティング層が得られ、このチタンコー
ティング層を化成被膜処理することで、チタン−ニッケ
ル合金材の表面に凹凸のある酸化被膜が形成され、チタ
ン−ニッケル合金材と接着剤との接着強度を向上させ
る。
理方法は、チタン−ニッケル合金材の表面の酸化被膜を
除去し、その表面をチタンコーティングし、チタンコー
ティング面に化成被膜処理を施すことで、緻密で密着性
のあるチタンコーティング層が得られ、このチタンコー
ティング層を化成被膜処理することで、チタン−ニッケ
ル合金材の表面に凹凸のある酸化被膜が形成され、チタ
ン−ニッケル合金材と接着剤との接着強度を向上させ
る。
【００１５】本発明のチタン−ニッケル合金材の表面処
理方法は、チタン−ニッケル合金材の表面の酸化被膜を
除去し、その表面をアルミニウムコーティングし、アル
ミニウムコーティング面を陽極酸化被膜処理すること
で、アルミニウムコーティング層の上に陽極酸化被膜が
形成され、チタン−ニッケル合金材と接着剤との接着強
度を向上させる。
理方法は、チタン−ニッケル合金材の表面の酸化被膜を
除去し、その表面をアルミニウムコーティングし、アル
ミニウムコーティング面を陽極酸化被膜処理すること
で、アルミニウムコーティング層の上に陽極酸化被膜が
形成され、チタン−ニッケル合金材と接着剤との接着強
度を向上させる。
【００１６】本発明のチタン−ニッケル合金材の表面処
理方法は、チタン−ニッケル合金材をフッ酸と硝酸の混
合水溶液の常温浴に所定時間浸漬して表面に生成された
酸化被膜を除去し、酸化被膜を除去したチタン−ニッケ
ル合金材を水酸化ナトリウム溶液で陽極酸化処理してチ
タン−ニッケル合金材の表面に陽極酸化被膜を生成し、
チタン−ニッケル合金材の接着特性とコーティング特性
を向上させることができる。
理方法は、チタン−ニッケル合金材をフッ酸と硝酸の混
合水溶液の常温浴に所定時間浸漬して表面に生成された
酸化被膜を除去し、酸化被膜を除去したチタン−ニッケ
ル合金材を水酸化ナトリウム溶液で陽極酸化処理してチ
タン−ニッケル合金材の表面に陽極酸化被膜を生成し、
チタン−ニッケル合金材の接着特性とコーティング特性
を向上させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
つき説明する。
つき説明する。
【００１８】図１は本発明によるチタン−ニッケル合金
材の表面処理方法の１つの実施の形態を示すブロック図
を示し、図１で示すチタン−ニッケル合金材の表面処理
方法は、ゾルゲル法により接着性向上を図っている。
材の表面処理方法の１つの実施の形態を示すブロック図
を示し、図１で示すチタン−ニッケル合金材の表面処理
方法は、ゾルゲル法により接着性向上を図っている。
【００１９】図１で示すチタン−ニッケル合金材の表面
処理方法においては、チタン−ニッケル合金材は、脱脂
処理されその後アルカリ洗浄され、アルカリ洗浄された
後、ふっ酸−硝酸の混合水溶液で酸洗処理され、チタン
−ニッケル合金材の表面に生成された酸化被膜がチタン
−ニッケル合金材から除去される。ふっ酸−硝酸の混合
水溶液は、ふっ酸の濃度が３％、硝酸の濃度が１０〜１
５％であることが好ましい。
処理方法においては、チタン−ニッケル合金材は、脱脂
処理されその後アルカリ洗浄され、アルカリ洗浄された
後、ふっ酸−硝酸の混合水溶液で酸洗処理され、チタン
−ニッケル合金材の表面に生成された酸化被膜がチタン
−ニッケル合金材から除去される。ふっ酸−硝酸の混合
水溶液は、ふっ酸の濃度が３％、硝酸の濃度が１０〜１
５％であることが好ましい。
【００２０】酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金
材は、ゾルゲル溶液（アルミナ、シリカ等の溶液）に浸
漬されるか、表面にゾルゲル溶液（アルミナ、シリカ等
の溶液）がスプレーされる。
材は、ゾルゲル溶液（アルミナ、シリカ等の溶液）に浸
漬されるか、表面にゾルゲル溶液（アルミナ、シリカ等
の溶液）がスプレーされる。
【００２１】チタン−ニッケル合金材の表面に付着した
ゾルゲル溶液は、チタン−ニッケル合金材を室温で所定
時間乾燥することで、チタン−ニッケル合金材の表面に
酸化被膜を形成する。
ゾルゲル溶液は、チタン−ニッケル合金材を室温で所定
時間乾燥することで、チタン−ニッケル合金材の表面に
酸化被膜を形成する。
【００２２】酸化被膜を形成したチタン−ニッケル合金
材は、１２０℃で１時間加熱されて、酸化被膜が焼成処
理される。
材は、１２０℃で１時間加熱されて、酸化被膜が焼成処
理される。
【００２３】酸化被膜が焼成処理されたチタン−ニッケ
ル合金材は、樹脂をコーティングするプライマー処理が
なされ、エポキシ系接着剤を介して他の部材、たとえば
基板に接着される。
ル合金材は、樹脂をコーティングするプライマー処理が
なされ、エポキシ系接着剤を介して他の部材、たとえば
基板に接着される。
【００２４】チタン−ニッケル合金材は、表面にコーテ
ィングされた酸化被膜が多孔質であるため、エポキシ系
接着剤等の接着剤が酸化被膜の孔に食い込んだり、エポ
キシ系接着剤とゾルゲル法により形成された酸化被膜が
一部反応することにより、エポキシ系接着剤等の接着剤
との接着強度が増加する。
ィングされた酸化被膜が多孔質であるため、エポキシ系
接着剤等の接着剤が酸化被膜の孔に食い込んだり、エポ
キシ系接着剤とゾルゲル法により形成された酸化被膜が
一部反応することにより、エポキシ系接着剤等の接着剤
との接着強度が増加する。
【００２５】図２ないし図６は本発明によるチタン−ニ
ッケル合金材の表面処理方法の他の実施の形態を示すブ
ロック図を示す。
ッケル合金材の表面処理方法の他の実施の形態を示すブ
ロック図を示す。
【００２６】図２で示すチタン−ニッケル合金材の表面
処理方法は、イオン照射処理により接着性向上を図って
いる。
処理方法は、イオン照射処理により接着性向上を図って
いる。
【００２７】図２で示すチタン−ニッケル合金材の表面
処理方法においては、図１のチタン−ニッケル合金材の
表面処理方法と同様に、チタン−ニッケル合金材は、脱
脂処理されその後アルカリ洗浄され、アルカリ洗浄され
た後、ふっ酸−硝酸等で酸洗処理され、チタン−ニッケ
ル合金材の表面に生成された酸化被膜がチタン−ニッケ
ル合金材から除去される。
処理方法においては、図１のチタン−ニッケル合金材の
表面処理方法と同様に、チタン−ニッケル合金材は、脱
脂処理されその後アルカリ洗浄され、アルカリ洗浄され
た後、ふっ酸−硝酸等で酸洗処理され、チタン−ニッケ
ル合金材の表面に生成された酸化被膜がチタン−ニッケ
ル合金材から除去される。
【００２８】酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金
材は、表面にイオン化されたアルゴンガス等が照射され
る。チタン−ニッケル合金材の表面は、照射されるアル
ゴンイオン等により粗い面になる。
材は、表面にイオン化されたアルゴンガス等が照射され
る。チタン−ニッケル合金材の表面は、照射されるアル
ゴンイオン等により粗い面になる。
【００２９】表面を粗い面としたチタン−ニッケル合金
材は、樹脂をコーティングするプライマー処理がなさ
れ、エポキシ系接着剤を介して他の部材、たとえば基板
に接着される。
材は、樹脂をコーティングするプライマー処理がなさ
れ、エポキシ系接着剤を介して他の部材、たとえば基板
に接着される。
【００３０】チタン−ニッケル合金材は、粗い表面にエ
ポキシ樹脂系接着剤等の接着剤が食い込むことで、エポ
キシ系接着剤等の接着剤との接着強度が増加する。
ポキシ樹脂系接着剤等の接着剤が食い込むことで、エポ
キシ系接着剤等の接着剤との接着強度が増加する。
【００３１】図３で示すチタン−ニッケル合金材の表面
処理方法は、クロム被覆処理により接着性向上を図って
いる。
処理方法は、クロム被覆処理により接着性向上を図って
いる。
【００３２】図３で示すチタン−ニッケル合金材の表面
処理方法においては、図１のチタン−ニッケル合金材の
表面処理方法と同様に、チタン−ニッケル合金材は、脱
脂処理されその後アルカリ洗浄され、アルカリ洗浄され
た後、ふっ酸−硝酸等で酸洗処理され、チタン−ニッケ
ル合金材の表面に生成された酸化被膜がチタン−ニッケ
ル合金材から除去される。
処理方法においては、図１のチタン−ニッケル合金材の
表面処理方法と同様に、チタン−ニッケル合金材は、脱
脂処理されその後アルカリ洗浄され、アルカリ洗浄され
た後、ふっ酸−硝酸等で酸洗処理され、チタン−ニッケ
ル合金材の表面に生成された酸化被膜がチタン−ニッケ
ル合金材から除去される。
【００３３】酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金
材は、イオンプレーティング法により表面にクロムが１
〜２μｍコーティングされる。イオンプレーティング法
を、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等に変更することも
できる。緻密で密着性のあるクロムコーティング層を得
るためには、イオンプレーティング法によることが望ま
しい。クロムコーティングの膜厚は１〜２μｍ程度が望
ましい。膜厚が厚くなるとチタン−ニッケル合金材とク
ロムの間で剥離が生じるからである。
材は、イオンプレーティング法により表面にクロムが１
〜２μｍコーティングされる。イオンプレーティング法
を、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等に変更することも
できる。緻密で密着性のあるクロムコーティング層を得
るためには、イオンプレーティング法によることが望ま
しい。クロムコーティングの膜厚は１〜２μｍ程度が望
ましい。膜厚が厚くなるとチタン−ニッケル合金材とク
ロムの間で剥離が生じるからである。
【００３４】表面にクロムコーティング層を設けたチタ
ン−ニッケル合金材は、樹脂をコーティングするプライ
マー処理がなされ、エポキシ系接着剤を介して他の部材
たとえば基板に接着される。
ン−ニッケル合金材は、樹脂をコーティングするプライ
マー処理がなされ、エポキシ系接着剤を介して他の部材
たとえば基板に接着される。
【００３５】チタン−ニッケル合金材は、表面に設けら
れたクロムコーティング層が緻密で密着性があるため、
エポキシ系接着剤等の接着剤との接着強度が増加する。
れたクロムコーティング層が緻密で密着性があるため、
エポキシ系接着剤等の接着剤との接着強度が増加する。
【００３６】図４で示すチタン−ニッケル合金材の表面
処理方法は、チタン被覆処理により接着性向上を図って
いる。
処理方法は、チタン被覆処理により接着性向上を図って
いる。
【００３７】図４で示すチタン−ニッケル合金材の表面
処理方法においては、図１のチタン−ニッケル合金材の
表面処理方法と同様に、チタン−ニッケル合金材は、脱
脂処理されその後アルカリ洗浄され、アルカリ洗浄され
た後、ふっ酸−硝酸等で酸洗処理され、チタン−ニッケ
ル合金材の表面に生成された酸化被膜がチタン−ニッケ
ル合金材から除去される。
処理方法においては、図１のチタン−ニッケル合金材の
表面処理方法と同様に、チタン−ニッケル合金材は、脱
脂処理されその後アルカリ洗浄され、アルカリ洗浄され
た後、ふっ酸−硝酸等で酸洗処理され、チタン−ニッケ
ル合金材の表面に生成された酸化被膜がチタン−ニッケ
ル合金材から除去される。
【００３８】酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金
材は、イオンプレーティング法により表面にチタンが１
〜２μｍコーティングされる。イオンプレーティング法
を、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等に変更することも
できるが、緻密で密着性のあるチタンコーティング層を
得るためには、イオンプレーティングによることが望ま
しい。チタンコーティングの膜厚は１〜２μｍ程度が望
ましい。膜厚が厚くなるとチタン−ニッケル合金材とチ
タンの間で剥離が生じるからである。
材は、イオンプレーティング法により表面にチタンが１
〜２μｍコーティングされる。イオンプレーティング法
を、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等に変更することも
できるが、緻密で密着性のあるチタンコーティング層を
得るためには、イオンプレーティングによることが望ま
しい。チタンコーティングの膜厚は１〜２μｍ程度が望
ましい。膜厚が厚くなるとチタン−ニッケル合金材とチ
タンの間で剥離が生じるからである。
【００３９】表面にチタンコーティング層を設けたチタ
ン−ニッケル合金材は、りん酸等により化成被膜処理が
施され、表面に凹凸のある酸化被膜が形成される。
ン−ニッケル合金材は、りん酸等により化成被膜処理が
施され、表面に凹凸のある酸化被膜が形成される。
【００４０】表面に凹凸のある酸化被膜を設けたチタン
−ニッケル合金材は、樹脂をコーティングするプライマ
ー処理がなされ、エポキシ系接着剤を介して他の部材た
とえば基板に接着される。
−ニッケル合金材は、樹脂をコーティングするプライマ
ー処理がなされ、エポキシ系接着剤を介して他の部材た
とえば基板に接着される。
【００４１】チタン−ニッケル合金材は、表面に設けら
れた凹凸のある酸化被膜により、エポキシ系接着剤等の
接着剤との接着強度が増加する。
れた凹凸のある酸化被膜により、エポキシ系接着剤等の
接着剤との接着強度が増加する。
【００４２】図５で示すチタン−ニッケル合金材の表面
処理方法は、アルミニウム被覆処理により接着性向上を
図っている。
処理方法は、アルミニウム被覆処理により接着性向上を
図っている。
【００４３】図５で示すチタン−ニッケル合金材の表面
処理方法においては、図１のチタン−ニッケル合金材の
表面処理方法と同様に、チタン−ニッケル合金材は、脱
脂処理されその後アルカリ洗浄され、アルカリ洗浄され
た後、ふっ酸−硝酸等で酸洗処理され、チタン−ニッケ
ル合金材の表面に生成された酸化被膜がチタン−ニッケ
ル合金材から除去される。
処理方法においては、図１のチタン−ニッケル合金材の
表面処理方法と同様に、チタン−ニッケル合金材は、脱
脂処理されその後アルカリ洗浄され、アルカリ洗浄され
た後、ふっ酸−硝酸等で酸洗処理され、チタン−ニッケ
ル合金材の表面に生成された酸化被膜がチタン−ニッケ
ル合金材から除去される。
【００４４】酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金
材は、イオンプレーティング法により表面にアルミニウ
ムが１〜２μｍコーティングされる。イオンプレーティ
ング法を、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等に変更する
こともできる。
材は、イオンプレーティング法により表面にアルミニウ
ムが１〜２μｍコーティングされる。イオンプレーティ
ング法を、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等に変更する
こともできる。
【００４５】表面にアルミニウムコーティング層を設け
たチタン−ニッケル合金材は、硫酸重クロム酸等による
エッチング処理又はりん酸等により化成被膜処理が施さ
れ、表面に凹凸のある酸化被膜が形成される。
たチタン−ニッケル合金材は、硫酸重クロム酸等による
エッチング処理又はりん酸等により化成被膜処理が施さ
れ、表面に凹凸のある酸化被膜が形成される。
【００４６】表面に凹凸のある酸化被膜を設けたチタン
−ニッケル合金材は、樹脂をコーティングするプライマ
ー処理がなされ、エポキシ系接着剤を介して他の部材た
とえば基板に接着される。
−ニッケル合金材は、樹脂をコーティングするプライマ
ー処理がなされ、エポキシ系接着剤を介して他の部材た
とえば基板に接着される。
【００４７】チタン−ニッケル合金材は、表面に設けら
れた凹凸のある酸化被膜により、エポキシ系接着剤等の
接着剤との接着強度が増加する。
れた凹凸のある酸化被膜により、エポキシ系接着剤等の
接着剤との接着強度が増加する。
【００４８】ゾルゲル法、イオン照射処理、クロム処
理、チタン処理において接着特性を評価した結果を表１
に示す。接着前処理を行なっていないものに比べて全て
の接着前処理を行なったものの剥離強度は向上している
が、特にゾルゲル処理、チタン被覆処理を施したものが
接着特性において優れていた。
理、チタン処理において接着特性を評価した結果を表１
に示す。接着前処理を行なっていないものに比べて全て
の接着前処理を行なったものの剥離強度は向上している
が、特にゾルゲル処理、チタン被覆処理を施したものが
接着特性において優れていた。
【００４９】
【表１】
【００５０】図６で示すチタン−ニッケル合金材の表面
処理方法は、チタン−ニッケル合金材の表面の酸化被膜
を除去するために、チタン−ニッケル合金材をフッ酸と
硝酸の混合水溶液の常温浴に所定時間浸漬し、チタン−
ニッケル合金材の接着特性とコーティング特性を向上さ
せるために、酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金
材を水酸化ナトリウム溶液で陽極酸化処理してチタン−
ニッケル合金材の表面に陽極酸化被膜を生成する。
処理方法は、チタン−ニッケル合金材の表面の酸化被膜
を除去するために、チタン−ニッケル合金材をフッ酸と
硝酸の混合水溶液の常温浴に所定時間浸漬し、チタン−
ニッケル合金材の接着特性とコーティング特性を向上さ
せるために、酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金
材を水酸化ナトリウム溶液で陽極酸化処理してチタン−
ニッケル合金材の表面に陽極酸化被膜を生成する。
【００５１】図６で示すチタン−ニッケル合金材の表面
処理方法においては、チタン−ニッケル合金材の表面の
酸化被膜を除去するために、チタン−ニッケル合金材１
を下記する処理条件１で処理した。
処理方法においては、チタン−ニッケル合金材の表面の
酸化被膜を除去するために、チタン−ニッケル合金材１
を下記する処理条件１で処理した。
【００５２】 チタン−ニッケル合金材の処理条件１ 試料 チタン−ニッケル合金箔 処理液 （１）３％濃度フッ酸と５％濃度の硝酸の混合水溶液 （２）３％濃度フッ酸と１０％濃度の硝酸の混合水溶液 （３）３％濃度フッ酸と１５％濃度の硝酸の混合水溶液 処理液温度 室温 処理時間（１）１分間浸漬 （２）３分間浸漬 （３）５分間浸漬 処理条件１の実験結果を図７に示す。図７において、チ
タン−ニッケル合金箔１に付着した酸化被膜（斜線部
分）を符号２で示し、チタン−ニッケル合金箔１の酸化
被膜２が除去された部位（白抜き部分）を符号３で示
す。
タン−ニッケル合金箔１に付着した酸化被膜（斜線部
分）を符号２で示し、チタン−ニッケル合金箔１の酸化
被膜２が除去された部位（白抜き部分）を符号３で示
す。
【００５３】チタン−ニッケル合金箔１の酸化被膜２
は、３％濃度フッ酸と５％濃度の硝酸の混合水溶液に室
温で３分間浸漬しても一部が除去されるだけであり、３
％濃度フッ酸と１０％濃度の硝酸の混合水溶液に室温で
１分間浸漬すると一部が除去され、室温で５分間浸漬す
ると完全に除去され、３％濃度フッ酸と１５％濃度の硝
酸の混合水溶液に室温で１分間浸漬すると一部が除去さ
れ、室温で３分間浸漬すると完全に除去された。
は、３％濃度フッ酸と５％濃度の硝酸の混合水溶液に室
温で３分間浸漬しても一部が除去されるだけであり、３
％濃度フッ酸と１０％濃度の硝酸の混合水溶液に室温で
１分間浸漬すると一部が除去され、室温で５分間浸漬す
ると完全に除去され、３％濃度フッ酸と１５％濃度の硝
酸の混合水溶液に室温で１分間浸漬すると一部が除去さ
れ、室温で３分間浸漬すると完全に除去された。
【００５４】図８はチタン−ニッケル合金箔１の酸洗前
の表面粗さを示す図であり、図９はチタン−ニッケル合
金箔１の酸洗を行い被膜を除去した後の表面粗さを示す
図である。
の表面粗さを示す図であり、図９はチタン−ニッケル合
金箔１の酸洗を行い被膜を除去した後の表面粗さを示す
図である。
【００５５】チタン−ニッケル合金箔１は、酸洗前の段
階では、表面に酸化被膜２が付着しており、表面粗さ
は、Ｒａが０．０７〜０．０９、Ｒｔが０．４５〜０．
６７であり、酸洗後の段階では、酸化被膜２が除去さ
れ、Ｒａが０．２２〜０．３７、Ｒｔが２．３７〜５．
１２である。
階では、表面に酸化被膜２が付着しており、表面粗さ
は、Ｒａが０．０７〜０．０９、Ｒｔが０．４５〜０．
６７であり、酸洗後の段階では、酸化被膜２が除去さ
れ、Ｒａが０．２２〜０．３７、Ｒｔが２．３７〜５．
１２である。
【００５６】チタン−ニッケル合金材の表面処理方法に
おいて、チタン−ニッケル合金材と他の材料を接着する
場合の接着性向上のために、チタン−ニッケル合金材１
を下記する処理条件２で処理した。
おいて、チタン−ニッケル合金材と他の材料を接着する
場合の接着性向上のために、チタン−ニッケル合金材１
を下記する処理条件２で処理した。
【００５７】チタン−ニッケル合金材の処理条件２ 処理液 １０％〜１５％ＮａＯＨ 処理液温度 １０〜２０℃ 電圧 １０〜２０Ｖ 電解時間 ３０〜６０秒 なお、処理液であるＮａＯＨの濃度を１０％以下にする
と、処理時間が長くなって品質のばらつきが多くなり、
ＮａＯＨの濃度を１５％以上にすると、母材であるチタ
ン−ニッケル合金材の溶出または浸食が大きいので安定
した処理ができない。
と、処理時間が長くなって品質のばらつきが多くなり、
ＮａＯＨの濃度を１５％以上にすると、母材であるチタ
ン−ニッケル合金材の溶出または浸食が大きいので安定
した処理ができない。
【００５８】図１０は、陽極酸化処理したチタン−ニッ
ケル合金材の表面粗さを示す図であり、酸化被膜２を除
去したチタン−ニッケル合金箔１の表面に別の陽極酸化
被膜が生成されており、表面粗さは、Ｒａが０．０３３
〜０．４５、Ｒｔが３．８０〜４．３０である。
ケル合金材の表面粗さを示す図であり、酸化被膜２を除
去したチタン−ニッケル合金箔１の表面に別の陽極酸化
被膜が生成されており、表面粗さは、Ｒａが０．０３３
〜０．４５、Ｒｔが３．８０〜４．３０である。
【００５９】図１１は、本発明による処理方法で処理さ
れたチタン−ニッケル合金箔および従来の方法で処理さ
れたチタン−ニッケル合金箔をＡＳＴＭ Ｄ３１６７に
より測定した引き剥がし強度を示すグラフである。
れたチタン−ニッケル合金箔および従来の方法で処理さ
れたチタン−ニッケル合金箔をＡＳＴＭ Ｄ３１６７に
より測定した引き剥がし強度を示すグラフである。
【００６０】図１１において、タイプＡは、１．２％濃
度フッ酸と３５％濃度の硝酸の混合水溶液で酸洗いし、
リン酸３ナトリウム，弗化ナトリウムおよび弗化水素の
混合溶液で化成被膜処理したチタン−ニッケル合金箔、
タイプＢは、１．２％濃度フッ酸と３５％濃度の硝酸の
混合水溶液で酸洗いしたチタン−ニッケル合金箔、タイ
プＣは本発明の処理条件１の処理液（３）と処理時間
（２）の条件で処理されたチタン−ニッケル合金箔、タ
イプＤは、本発明の処理条件１の処理液（３）と処理時
間（２）の処理と処理条件２で処理されたチタン−ニッ
ケル合金箔を示す。
度フッ酸と３５％濃度の硝酸の混合水溶液で酸洗いし、
リン酸３ナトリウム，弗化ナトリウムおよび弗化水素の
混合溶液で化成被膜処理したチタン−ニッケル合金箔、
タイプＢは、１．２％濃度フッ酸と３５％濃度の硝酸の
混合水溶液で酸洗いしたチタン−ニッケル合金箔、タイ
プＣは本発明の処理条件１の処理液（３）と処理時間
（２）の条件で処理されたチタン−ニッケル合金箔、タ
イプＤは、本発明の処理条件１の処理液（３）と処理時
間（２）の処理と処理条件２で処理されたチタン−ニッ
ケル合金箔を示す。
【００６１】図１１に示す測定結果によれば、処理条件
１の処理液（３）と処理時間（２）で処理により酸洗い
したチタン−ニッケル合金箔（タイプＣ）は、従来のタ
イプＡのチタン−ニッケル合金箔およびタイプＢのチタ
ン−ニッケル合金箔と平均荷重および平均強度において
ほとんど差がないが、処理条件１の処理液（３）と処理
時間（２）の処理と処理条件２で処理したチタン−ニッ
ケル合金箔（タイプＤ）は、従来のタイプＡ、タイプＢ
および本発明のタイプＣのチタン−ニッケル合金箔と比
較して、平均荷重および平均強度が約２倍である。
１の処理液（３）と処理時間（２）で処理により酸洗い
したチタン−ニッケル合金箔（タイプＣ）は、従来のタ
イプＡのチタン−ニッケル合金箔およびタイプＢのチタ
ン−ニッケル合金箔と平均荷重および平均強度において
ほとんど差がないが、処理条件１の処理液（３）と処理
時間（２）の処理と処理条件２で処理したチタン−ニッ
ケル合金箔（タイプＤ）は、従来のタイプＡ、タイプＢ
および本発明のタイプＣのチタン−ニッケル合金箔と比
較して、平均荷重および平均強度が約２倍である。
【００６２】
【発明の効果】本発明のチタン−ニッケル合金材の表面
処理方法は、酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金
材の表面に粗さを増加する処理を施すことで、接着剤と
の接着性を向上させる。
処理方法は、酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金
材の表面に粗さを増加する処理を施すことで、接着剤と
の接着性を向上させる。
【００６３】本発明のチタン−ニッケル合金材の表面処
理方法は、酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金材
の表面にゾルゲル処理を施すことで、チタン−ニッケル
合金材の表面に多孔質のセラミック被膜が形成され、多
孔質セラミック被膜の孔中にエポキシ樹脂等の接着剤を
浸透させること及びセラミック被膜とエポキシ樹脂等の
接着剤を反応させることとで接着剤との接着性を向上さ
せる。
理方法は、酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金材
の表面にゾルゲル処理を施すことで、チタン−ニッケル
合金材の表面に多孔質のセラミック被膜が形成され、多
孔質セラミック被膜の孔中にエポキシ樹脂等の接着剤を
浸透させること及びセラミック被膜とエポキシ樹脂等の
接着剤を反応させることとで接着剤との接着性を向上さ
せる。
【００６４】本発明のチタン−ニッケル合金材の表面処
理方法は、酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金材
の表面にイオン照射処理を施すことで、チタン−ニッケ
ル合金材の表面を荒らし、チタン−ニッケル合金材の荒
らした表面にエポキシ樹脂等の接着剤を適用させること
で接着剤との接着性を向上させる。
理方法は、酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金材
の表面にイオン照射処理を施すことで、チタン−ニッケ
ル合金材の表面を荒らし、チタン−ニッケル合金材の荒
らした表面にエポキシ樹脂等の接着剤を適用させること
で接着剤との接着性を向上させる。
【００６５】本発明のチタン−ニッケル合金材の表面処
理方法は、酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金材
の表面にクロム被膜処理を施すことで、クロムコーティ
ングとエポキシ樹脂等の接着剤とを反応させることで接
着剤との接着性を向上させる。
理方法は、酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金材
の表面にクロム被膜処理を施すことで、クロムコーティ
ングとエポキシ樹脂等の接着剤とを反応させることで接
着剤との接着性を向上させる。
【００６６】本発明のチタン−ニッケル合金材の表面処
理方法は、酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金材
の表面をチタンコーティングし、このチタンコーティン
グ面に化成被膜処理を施すことで、チタン−ニッケル合
金材の表面に凹凸のある酸化被膜が形成され。凹凸のあ
る酸化被膜とエポキシ樹脂等の接着剤との食い付き及び
反応により接着剤との接着性を向上させる。
理方法は、酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金材
の表面をチタンコーティングし、このチタンコーティン
グ面に化成被膜処理を施すことで、チタン−ニッケル合
金材の表面に凹凸のある酸化被膜が形成され。凹凸のあ
る酸化被膜とエポキシ樹脂等の接着剤との食い付き及び
反応により接着剤との接着性を向上させる。
【００６７】本発明のチタン−ニッケル合金材の表面処
理方法は、酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金材
の表面をアルミニウムコーティングし、アルミニウムコ
ーティング面を陽極酸化被膜処理することで、チタン−
ニッケル合金材の表面に凹凸のある酸化被膜が形成さ
れ、凹凸のある酸化被膜とエポキシ樹脂等の接着剤との
食い付き及び反応により接着剤との接着性を向上させ
る。
理方法は、酸化被膜を除去したチタン−ニッケル合金材
の表面をアルミニウムコーティングし、アルミニウムコ
ーティング面を陽極酸化被膜処理することで、チタン−
ニッケル合金材の表面に凹凸のある酸化被膜が形成さ
れ、凹凸のある酸化被膜とエポキシ樹脂等の接着剤との
食い付き及び反応により接着剤との接着性を向上させ
る。
【００６８】本発明のチタン−ニッケル合金材の表面処
理方法は、チタン−ニッケル合金材をフッ酸と硝酸の混
合水溶液の常温浴に所定時間浸漬することで、チタン−
ニッケル合金材の表面に生成された酸化被膜を完全に除
去することができ、酸化被膜を除去したチタン−ニッケ
ル合金材を水酸化ナトリウム溶液で陽極酸化処理して、
チタン−ニッケル合金材の表面に陽極酸化被膜を生成す
ることで、チタン−ニッケル合金材を他の材料に接着す
る際の接着性の向上を図ることができる。
理方法は、チタン−ニッケル合金材をフッ酸と硝酸の混
合水溶液の常温浴に所定時間浸漬することで、チタン−
ニッケル合金材の表面に生成された酸化被膜を完全に除
去することができ、酸化被膜を除去したチタン−ニッケ
ル合金材を水酸化ナトリウム溶液で陽極酸化処理して、
チタン−ニッケル合金材の表面に陽極酸化被膜を生成す
ることで、チタン−ニッケル合金材を他の材料に接着す
る際の接着性の向上を図ることができる。
【図１】本発明によるチタン−ニッケル合金材の表面処
理方法の一実施の形態を示すブロック図。
理方法の一実施の形態を示すブロック図。
【図２】本発明によるチタン−ニッケル合金材の表面処
理方法の他の実施の形態を示すブロック図。
理方法の他の実施の形態を示すブロック図。
【図３】本発明によるチタン−ニッケル合金材の表面処
理方法の他の実施の形態を示すブロック図。
理方法の他の実施の形態を示すブロック図。
【図４】本発明によるチタン−ニッケル合金材の表面処
理方法の他の実施の形態を示すブロック図。
理方法の他の実施の形態を示すブロック図。
【図５】本発明によるチタン−ニッケル合金材の表面処
理方法の他の実施の形態を示すブロック図。
理方法の他の実施の形態を示すブロック図。
【図６】本発明によるチタン−ニッケル合金材の表面処
理方法の他の実施の形態を示すブロック図。
理方法の他の実施の形態を示すブロック図。
【図７】図６のチタン−ニッケル合金材の表面処理方法
で表面処理されたチタン−ニッケル合金材の酸洗い前後
の外観を示す図。
で表面処理されたチタン−ニッケル合金材の酸洗い前後
の外観を示す図。
【図８】図７のチタン−ニッケル合金材の酸洗い前の表
面粗さを示す図。
面粗さを示す図。
【図９】図７のチタン−ニッケル合金材の酸洗い後の表
面粗さを示す図。
面粗さを示す図。
【図１０】図６のチタン−ニッケル合金材の表面処理方
法で表面処理されたチタン−ニッケル合金材の陽極酸化
処理後の表面粗さを示す図。
法で表面処理されたチタン−ニッケル合金材の陽極酸化
処理後の表面粗さを示す図。
【図１１】図６のチタン−ニッケル合金材の表面処理方
法で表面処理されたチタン−ニッケル合金材の引き剥が
し強度を示す図。
法で表面処理されたチタン−ニッケル合金材の引き剥が
し強度を示す図。
１ チタン−ニッケル合金箔 ２ 酸化被膜 ３ チタン−ニッケル合金箔の酸化被膜が除去された部
位
位
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２５Ｄ 11/26 ３０２ Ｃ２５Ｄ 11/26 ３０２
Claims (11)
- 【請求項１】チタン−ニッケル合金材の表面の酸化被膜
を除去し、その表面に粗さを増加する処理を施すことを
特徴とするチタン−ニッケル合金材の表面処理方法。 - 【請求項２】チタン−ニッケル合金材の表面の酸化被膜
を除去しゾルゲル処理を施すことを特徴とするチタン−
ニッケル合金材の表面処理方法。 - 【請求項３】ゾルゲル処理はアルミナ−シリカ系ゾルゲ
ル処理であることを特徴とする請求項２に記載のチタン
−ニッケル合金材の表面処理方法。 - 【請求項４】チタン−ニッケル合金材の表面の酸化被膜
を除去しイオン照射処理を施すことを特徴とするチタン
−ニッケル合金材の表面処理方法。 - 【請求項５】イオン照射処理はアルゴンイオン照射処理
であることを特徴とする請求項４に記載のチタン−ニッ
ケル合金材の表面処理方法。 - 【請求項６】チタン−ニッケル合金材の表面の酸化被膜
を除去しクロム被膜処理を施すことを特徴とするチタン
−ニッケル合金材の表面処理方法。 - 【請求項７】クロム被膜処理はイオンプレーティング法
により行われることを特徴とする請求項６に記載のチタ
ン−ニッケル合金材の表面処理方法。 - 【請求項８】チタン−ニッケル合金材の表面の酸化被膜
を除去し、その表面をチタンコーティングし、チタンコ
ーティング面に化成被膜処理を施すことを特徴とするチ
タン−ニッケル合金材の表面処理方法。 - 【請求項９】チタンコーティングはイオンプレーティン
グ法による行われることを特徴とする請求項８に記載の
チタン−ニッケル合金材の表面処理方法。 - 【請求項１０】チタン−ニッケル合金材の表面の酸化被
膜を除去し、その表面をアルミニウムコーティングし、
アルミニウムコーティング面を陽極酸化被膜処理するこ
とを特徴とするチタン−ニッケル合金材の表面処理方
法。 - 【請求項１１】チタン−ニッケル合金材をフッ酸と硝酸
の混合水溶液の常温浴に所定時間浸漬して表面に生成さ
れた酸化被膜を除去し、酸化被膜を除去したチタン−ニ
ッケル合金材を水酸化ナトリウム溶液で陽極酸化処理
し、チタン−ニッケル合金材の表面に陽極酸化被膜を生
成することを特徴とするチタン−ニッケル合金材の表面
処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000368774A JP2001226782A (ja) | 1999-12-03 | 2000-12-04 | チタン−ニッケル合金材の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34533199 | 1999-12-03 | ||
| JP11-346164 | 1999-12-06 | ||
| JP11-345331 | 1999-12-06 | ||
| JP34616499 | 1999-12-06 | ||
| JP2000368774A JP2001226782A (ja) | 1999-12-03 | 2000-12-04 | チタン−ニッケル合金材の表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001226782A true JP2001226782A (ja) | 2001-08-21 |
Family
ID=27341180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000368774A Pending JP2001226782A (ja) | 1999-12-03 | 2000-12-04 | チタン−ニッケル合金材の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001226782A (ja) |
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2000
- 2000-12-04 JP JP2000368774A patent/JP2001226782A/ja active Pending
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