JP2023524616A - 結合耐久性が改善された金属製品及び関連方法 - Google Patents

Abstract

バルク及びマイクロ粒子表面下構造を有するアルミニウム合金製品について記述される。アルミニウム合金製品は、優れた結合特性を示し、その上にケイ素含有層を含むか、または有することができる。バルクは、アルミニウム合金の粒子を含むマトリックスを含み得、アルミニウムと、亜鉛、マグネシウム、銅、クロム、ケイ素、鉄、またはマンガンなどの１つ以上の合金元素とを含み得る。マイクロ粒子表面下構造には、１つまたは複数の欠陥（例えば、ボイド、伝達亀裂、または割れ目）または有機物、油、炭化水素、土壌、無機残留物、巻き込まれた酸化物、または陽極酸化物が実質的にない可能性があり、一般に圧延表面近傍微細構造に存在し得る。マイクロ粒子表面下構造は、１ｎｍ～２０ｎｍの厚さを有する第１の酸化物層を含むか、またはその上に有することができる。アルミニウム合金製品の製造方法についても記述される。

Description

関連出願の相互参照
この出願は、２０２０年２月１９日に出願された米国仮出願第６２／９７８，７６７号、２０２０年３月３日に出願された米国仮出願第６２／９８４，５５５号、及び２０２０年３月２３日に提出された米国仮出願第６２／９９３，３６５号の利益と優先権を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

本開示は、一般に、冶金術に関し、より具体的には、圧延アルミニウム合金製品の表面近傍構造、及びアルミニウム合金製品の機械的及び化学的性能を改善するための技術に関する。

アルミニウム合金製品の加工中に、欠陥を含む可能性のある圧延表面近傍微細構造の生成が発生する可能性がある。例えば、欠陥は、巻き込まれた酸化物、巻き込まれた油、伝達亀裂、表面亀裂、内部亀裂、割れ目、または合金元素の高密度集団であり得る。圧延表面近傍微細構造内の欠陥は、アルミニウム合金製品の機械的及び化学的性能に影響を与える可能性がある。圧延表面近傍微細構造の欠陥またはそれに関連する欠陥に対処する技術が欠けている。

実施形態及び類似の用語は、本開示の主題のすべて及び以下の特許請求の範囲を広く指すことを意図している。これらの用語を含む記述は、本明細書に記載された主題を限定するものでもなく、以下の特許請求の範囲の意味または範囲を限定するものでもないと理解されるべきである。本明細書で網羅される本開示の実施形態は、この発明の概要ではなく、以下の特許請求の範囲によって定義される。この発明の概要は、開示の様々な態様の大まかな概要であり、以下の発明を実施するための形態の節でさらに説明される概念のいくつかを紹介する。この発明の概要は、特許請求された主題の重要な、または本質的な特徴を特定することを意図しておらず、また、特許請求された主題の範囲を決定するために単独で使用されることも意図されていない。主題は、本開示の明細書全体、任意またはすべての図面、及び各請求項の適切な部分を参照することによって理解されるべきである。

一態様にて、アルミニウム合金製品について説明する。アルミニウム合金製品は、バルク、第１の表面領域、及び第２の表面領域を有する圧延アルミニウム合金製品を含むか、またはそれであり得る。第１の表面領域は、５００ｎｍ未満の厚さを有する表面近傍微細構造（ＮＳＭ）を含み得る。表面近傍微細構造には、１つまたは複数の欠陥が含まれる場合がある。第２の表面領域は、表面近傍微細構造がないか、または表面近傍微細構造が実質的にない場合がある。第２の表面領域は、１ｎｍ～５ｎｍ、５ｎｍ～１０ｎｍ、１０ｎｍ～２５ｎｍ、２５ｎｍ～５０ｎｍ、５０ｎｍ～１００ｎｍ、１００ｎｍ～２５０ｎｍ、２５０ｎｍ～５００ｎｍ、５００ｎｍ～１μｍ、または１μｍ～２μｍなどの１ｎｍ～２μｍの厚さを有し得る。第２の表面領域は、酸化物層及びマイクロ粒子表面下構造を備え得る。いくつかの実施形態では、第１の表面領域及び第２の表面領域は、不連続であり得る。例えば、いくつかの場合では、第１の表面領域の「島」が第２の表面領域内に形成され得るか、または第２の表面領域の「島」が第１の表面領域内に形成され得る。いくつかの実施形態では、第２の表面領域の面積に対する第１の表面領域の面積の比率は、５０％未満であり得る。例えば、圧延アルミニウム合金製品の１００μｍ^２の表面積では、表面積の少なくとも５１％（例えば、５５％、６０％、６５％、７０％、または７５％超）が、第２の表面領域であり得るか、または第２の表面領域を含み得る。いくつかの場合では、アルミニウム合金製品内に第２の表面領域のみが存在することがある。

実施形態では、圧延アルミニウム合金製品は、７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金製品、６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金製品、及び５ｘｘｘシリーズアルミニウム合金製品のうちの少なくとも１つを含み得る。任意選択で、圧延アルミニウム合金製品は、熱間圧延アルミニウム合金製品または冷間圧延アルミニウム合金製品であり得る。バルクは、アルミニウム合金の粒子を有するマトリックスを含み得、バルクは、第１の組成物を有し得る。第１の組成物は、アルミニウム、ならびに亜鉛、マグネシウム、銅、クロム、ケイ素、鉄、及びマンガンからなる群から選択される１つまたは複数の合金元素を含み得る。１つまたは複数の合金元素は、バルク内に空間的に均一に分布され得る。

マイクロ粒子表面下構造は、酸化物層とバルクとの間に存在し得、バルクとは異なるまたは同じ組成を有し得るが、例えば、１ｎｍ～２μｍの厚さを有し得、かつ限られた数の欠陥を有し得る。

マイクロ粒子表面下構造は、圧延アルミニウム合金製品の作成時に生成される表面近傍微細構造（本明細書では圧延表面近傍微細構造とも呼ばれる）とは異なる場合があり、例えば、マイクロ粒子表面下構造は、本明細書では、圧延表面近傍微細構造を有する圧延アルミニウム合金製品の表面を改変する際に生成され得る表面下または表面近傍の構造であることから、改変された表面近傍微細構造であるまたはそれを含むと称される場合がある。マイクロ粒子表面下構造は、圧延表面近傍微細構造に存在し得る１つまたは複数の欠陥がないか、または実質的にない可能性がある。本明細書で使用される場合、実質的にないという用語は、材料内に物体または構造が絶対に存在しないか、または材料内の物体または構造が機械的特性、材料特性、または材料の性能に一般的に影響を及ぼさない程度の少量であることを指す。一例として、アルミニウム合金製品に実質的に欠陥がない場合、いくつかの欠陥が存在する可能性があるが、それらの欠陥は、平均して別の欠陥から１００ｎｍ以上離れている濃度で存在し得る。いくつかの場合では、欠陥が小さい場合、欠陥は、例えば２５～５０ｎｍのように、欠陥が平均してはるかに接近して配置される濃度で存在する可能性がある。

例として、１つまたは複数の欠陥は、１つまたは複数のボイド、伝達亀裂、または割れ目に対応するか、またはそれらを含み得、これらは、本明細書では構造欠陥と称され得る。マイクロ粒子表面下構造は、第２の組成物を有し得る。第２の組成物は、アルミニウム、ならびに亜鉛、マグネシウム、銅、クロム、ケイ素、鉄、及びマンガンからなる群から選択される１つまたは複数の合金元素を含み得る。いくつかの実施形態において、アルミニウム合金中のマグネシウムの濃度は、１０重量％未満であり得るか、またはアルミニウム合金中のマグネシウム及び亜鉛の濃度は、２０重量％未満であり得、濃度中のマグネシウムに対する亜鉛の比率は０．１～１０．０であり得る。任意に、第１の組成物（すなわち、バルク）中のマグネシウムの濃度は第２の組成物（すなわち、マイクロ粒子表面下構造）よりも大きいか、第１の組成物中の銅の濃度は第２の組成物よりも大きいか、または第１の組成物中の亜鉛の濃度は第２の組成物よりも大きい。第２の組成物（すなわち、マイクロ粒子表面下構造）には、本明細書では組成欠陥と称され得る、有機物、油、炭化水素、土壌、無機残留物、巻き込まれた酸化物、または陽極酸化物が実質的にない場合がある。

いくつかの実施形態では、第２の組成物（すなわち、マイクロ粒子表面下構造）は、第１の組成物（すなわち、バルク）よりも多くの欠陥を含み得る。しかしながら、他の実施形態では、第２の組成物は、第１の組成物と実質的に同じであり得る。いくつかの場合では、第２の組成物は、第１の組成物のものとは異なる粒子構造の均一性または合金元素の分布の均一性を含み得る。いくつかの実施形態では、第２の組成物は、第１の組成物の粒子構造とは異なる粒子構造を備え得る。例えば、第２の組成物の粒子構造は、１０ｎｍ～５００ｎｍの平均直径を有するアルミニウム合金粒子を含み得る。場合により、第２の組成物は、粒子サイズまたは約１０ｎｍ～約２００ｎｍ、例えば１０ｎｍ～２５ｎｍ、２５ｎｍ～５０ｎｍ、５０ｎｍ～１００ｎｍ、１００ｎｍ～１５０ｎｍ、または１５０ｎｍ～２００ｎｍの平均粒子サイズを有するような均質な超微細粒子を含み得る。第２の組成物は、沈殿物を含むかまたは含むことができる。いくつかの例では、沈殿物は、１０ｎｍ～２μｍの平均直径を有し得る。いくつかの実施形態では、沈殿物は、亜鉛、マグネシウム、銅、クロム、ケイ素、鉄、及びマンガンを含む群から選択される１つまたは複数の合金元素を含み得る。

マイクロ粒子表面下構造上の酸化物層は、１ｎｍ～２０ｎｍの厚さを有し得る。酸化物層は、いくつかの例では、天然酸化物層であり得るか、またはマイクロ粒子表面下構造を形成するとき、またはその後の加工中に発生する可能性がある加熱のために、天然酸化物層よりも厚いことがある。いくつかの実施形態では、アルミニウム合金製品は、マイクロ粒子表面下構造上のケイ素含有層または酸化物層をさらに含み得る。ケイ素含有層は、マイクロ粒子表面下構造内の結合部位の一部を変更することができる。場合により、第２の組成物中のアルミニウムの重量パーセントは、第１の組成物中のアルミニウムの重量パーセント未満であり得る。いくつかの実施形態では、マイクロ粒子表面下構造を有するアルミニウム合金製品は、ＦＬＴＭＢＶ１０１－０７標準試験、接着性ラップシア結合の応力耐久性試験（２０１７）に従って、２２サイクル～１００サイクル以上の結合耐久性を示し得、これは参照により本明細書に組み込まれる。結合耐久性は、少なくとも２２、少なくとも３０、少なくとも３５、少なくとも４０、少なくとも４５、少なくとも５０、少なくとも５５、少なくとも６０、少なくとも６５、少なくとも７０、少なくとも７５、少なくとも８０、少なくとも８５、少なくとも９０、少なくとも９５、または少なくとも１００サイクルであり得る。

別の態様では、アルミニウム合金製品を加工する方法が記載されている。この態様の方法は、バルク及び圧延表面近傍微細構造を有する圧延アルミニウム合金製品を提供することを含み得る。いくつかの実施形態では、圧延アルミニウム合金製品は、７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金製品、６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金製品、または５ｘｘｘシリーズアルミニウム合金製品のうちの少なくとも１つを含み得る。いくつかの実施形態では、圧延アルミニウム合金製品は、熱間圧延アルミニウム合金製品または冷間圧延アルミニウム合金製品であり得る。バルクは、アルミニウム合金の粒子を有するマトリックスを含み得、バルクは、第１の組成物を有し得る。第１の組成物は、アルミニウム、ならびに亜鉛、マグネシウム、銅、クロム、ケイ素、鉄、及びマンガンからなる群から選択される１つまたは複数の合金元素を含み得る。１つまたは複数の合金元素は、バルク内に空間的に均一に分布され得る。圧延表面近傍微細構造には、１つまたは複数の欠陥が含まれる場合がある。例えば、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の欠陥は、１つまたは複数のボイド、伝達亀裂、または割れ目に対応するか、またはそれらを含み得る。

この方法はまた、圧延表面近傍微細構造（すなわち、表面近傍微細構造）を改変して、第１の表面領域及び第２の表面領域を生成することを含み得る。第１の表面領域は、５００ｎｍ未満の厚さを有する圧延表面近傍微細構造を備え得、これは、改変時の表面近傍微細構造の厚さの減少に対応し得る。第２の表面領域には、圧延表面近傍微細構造がない場合がある。第２の表面領域は、１ｎｍ～２０ｎｍの厚さを有する酸化物などの酸化物層、及び本明細書では改変された表面近傍微細構造とも呼ばれる微小粒子の表面下構造を備え得る。いくつかの実施形態では、第１の表面領域及び第２の表面領域は、不連続であり得る。例えば、いくつかの場合では、第１の表面領域の「島」が第２の表面領域内に形成されることもあれば、その逆の場合もあり得る。いくつかの実施形態では、第２の表面領域の面積に対する第１の表面領域の面積の比率は、５０％未満であり得る。例えば、第２の表面領域の面積に対する第１の表面領域の面積の比は、４０％以下、３５％以下、３３％以下、３０％以下、２５％以下、２０％以下、１５％以下、１０％以下、または５％以下であり得る。いくつかの場合では、アルミニウム合金製品内に第２の表面領域のみが存在することがある。

マイクロ粒子の地下構造には、１つまたは複数の欠陥が実質的にない場合がある。マイクロ粒子表面下構造は、酸化物層とバルクとの間にあり得、第２の組成物を有し得る。第２の組成物は、アルミニウム、ならびに亜鉛、マグネシウム、銅、クロム、ケイ素、鉄、及びマンガンからなる群から選択される１つまたは複数の合金元素を含み得る。いくつかの実施形態において、アルミニウム合金中のマグネシウムの濃度は、１０重量％未満であり得、またはアルミニウム合金中のマグネシウム及び亜鉛の濃度は、２０重量％未満であり得、亜鉛のマグネシウムに対する濃度は０．１～１０．０であり得る。いくつかの場合では、第１の組成物中のマグネシウムの濃度が、第２の組成物よりも大きいか、第１の組成物中の銅の濃度が、第２の組成物よりも大きいか、または第１の組成物中の亜鉛の濃度が、第２の組成物よりも大きくあり得る。第２の組成物は、油、炭化水素、土壌、無機残留物、巻き込まれた酸化物、または陽極酸化物を実質的に含まない場合がある。第２の組成物は、第１の組成物の粒子構造とは異なる粒子構造を備え得る。例えば、第２の組成物の粒子構造は、１０ｎｍ～５００ｎｍの平均直径を有するアルミニウム合金粒子を含み得る。

いくつかの実施形態では、圧延表面近傍微細構造を改変することは、圧延表面近傍微細構造を統合して、第２の組成物を生成し、１つまたは複数の欠陥の少なくとも一部を排除することを含み得る。いくつかの場合では、マイクロ粒子表面下構造の第２の組成物は、圧延表面近傍微細構造よりも欠陥が少ない場合がある。場合により、第２の組成物は、第１の組成物よりも多くの欠陥を有し得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、第２の組成物は、第１の組成物と実質的に同じであり得る。いくつかの場合では、第２の組成物は、圧延表面近傍微細構造または第１の組成物のものとは異なる粒子構造の均一性または合金元素の分布の均一性を含み得る。

第２の表面領域は、１ｎｍ～２０ｎｍの厚さを有する第１の酸化物層を含み得る。いくつかの実施形態では、マイクロ粒子表面下構造は、マイクロ粒子表面下構造を備えるアルミニウム合金製品に、ＦＬＴＭＢＶ１０１－０７標準試験よる２２サイクル～１００サイクル、またはそれ以上の結合耐久性を示すか、または提供し得る。いくつかの実施形態では、圧延表面近傍微細構造を改変することは、微小粒子の表面下構造を生成するときにケイ素含有層を堆積させることを含み得る。ケイ素含有層は、マイクロ粒子表面下構造上に、及び／またはマイクロ粒子表面下構造の一部上またはそれに対応する酸化物層上に存在し得る。ケイ素含有層は、マイクロ粒子表面下構造内の結合部位の一部を改変することができる。いくつかの場合では、圧延表面近傍微細構造を改変することは、マイクロ粒子表面下構造の少なくとも一部、及び／またはその上の酸化物層をケイ素含有材料でコーティングし、マイクロ粒子表面下構造内の結合部位の一部を改変することを含み得る。コーティングは、圧延表面近傍微細構造を改変するために使用されるケイ素含有グリットからケイ素含有材料を移すことを含み得る。ケイ素含有グリットの例には、ＳＡＣＯグリットが含まれ得る。場合により、圧延表面近傍微細構造を改変して、微小粒子の表面下構造を生成することは、均質な超微細粒子を生成することを含み得る。

いくつかの実施形態では、この態様の方法は、圧延表面近傍微細構造を１つまたは複数の機械的変更プロセスにかけることをさらに含み得る。機械的変更には、圧延表面近傍微細構造の研削、圧延表面近傍微細構造の物理的アブレーション、圧延表面近傍微細構造のレーザーアブレーション、圧延表面近傍微細構造のサンドブラスト、または圧延表面近傍微細構造の研磨が含まれ得る。いくつかの場合では、圧延表面近傍微細構造を物理的にアブレーションすることは、圧延表面近傍微細構造をグリットブラストすることを含み得る。いくつかの実施形態では、機械的変更は、圧延表面近傍微細構造を第１の変更プロセスにかけること、及び圧延表面近傍微細構造を第２の変更プロセスにかけることを含み得る。場合により、機械的変更は、圧延表面近傍微細構造を第３の変更プロセスにかけることをさらに含み得る。いくつかの例では、第１の変更プロセスは、圧延表面近傍微細構造を第１のグリットに曝すことを含み得、第２の変更プロセスは、圧延表面近傍微細構造を第２のグリットに曝すことを含み得、第３の変更プロセスは、表面近傍微細構造を第３のグリットまで曝すことを含み得る。第１のグリットは第２のグリットよりも粗く、第２のグリットは第３のグリットよりも粗い場合がある。

いくつかの実施形態では、圧延表面近傍微細構造の改変は、圧延アルミニウム合金製品の最終的なゲージング中に起こり得る。場合により、圧延表面近傍微細構造の改変は、熱間圧延プロセスの後に起こり得る。いくつかの場合では、圧延表面近傍微細構造の改変は、冷間圧延プロセスの前に起こり得る。場合により、圧延表面近傍微細構造の改変は、前加工プロセスの前に起こり得る。

いくつかの実施形態では、この方法は、マイクロ粒子表面下構造を前加工プロセスにかけることをさらに含み得る。いくつかの場合では、前加工プロセスには、マイクロ粒子表面下構造をエッチングすることを含み得る。

別の態様では、本明細書に記載の方法に従って製造されたアルミニウム合金製品などのアルミニウム合金製品が記載されている。さらに別の態様では、本明細書に記載されるようなアルミニウム合金製品を製造するための方法が記載されている。

他の目的及び利点は、以下の非限定的実施例の詳細な説明から明らかとなるであろう。

本明細書は、以下の添付の図を参照しており、異なる図中での同様の参照番号の使用は、同様のまたは類似の構成要素を例示することを意図している。

１つまたは複数の欠陥を含む圧延表面近傍微細構造を有するアルミニウム合金製品の概略図を提供する。 １つまたは複数の欠陥を含む圧延表面近傍微細構造を有するアルミニウム合金製品のＳＥＭ画像を提供する。 １つまたは複数の欠陥を含む圧延表面近傍微細構造を有するアルミニウム合金製品の、深さの関数としての合金元素の元素分布及びアルミニウムの分布を示す例示的なグラフを提供する。 マイクロ粒子表面下構造を有するアルミニウム合金製品について、合金元素の元素分布及び深さの関数としてのアルミニウムの分布を示す例示的なグラフを提供する。 マイクロ粒子表面下構造を有するアルミニウム合金製品と比較した、圧延表面近傍構造を有するアルミニウム合金製品の深さの関数としての銅の元素分布を示す例示的なグラフを提供する。 マイクロ粒子表面下構造を有するアルミニウム合金製品と比較した、圧延表面近傍構造を有するアルミニウム合金製品の深さの関数としての亜鉛の元素分布を示す例示的なグラフを提供する。 １つまたは複数の欠陥を含む圧延表面近傍微細構造を有するアルミニウム合金製品の深さの関数としての欠陥の分布を示す例示的なグラフを提供する。 マイクロ粒子表面下構造を有するアルミニウム合金製品の深さの関数としての欠陥の分布を示す例示的なグラフを提供する。 １つまたは複数の欠陥を含む圧延表面近傍微細構造を有するアルミニウム合金製品の深さの関数としての粒度分布を示す例示的なグラフを提供する。 マイクロ粒子表面下構造を有するアルミニウム合金製品の深さの関数としての粒度分布を示す例示的なグラフを提供する。 Ａ、Ｂ、及びＣは、マイクロ粒子表面下構造を生成するための、圧延表面近傍微細構造を機械的に変更する概略図を提供する。 Ａ、Ｂ、及びＣは、別の実施形態による、マイクロ粒子表面下構造を生成するための、圧延表面近傍微細構造を機械的に変更する概略図を提供する。 Ａ、Ｂ、及びＣは、別の実施形態による、マイクロ粒子表面下構造を生成するための、圧延表面近傍微細構造を機械的に変更する概略図を提供する。 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、及びＥは、マイクロ粒子表面下構造を生成するための、マルチ変更プロセスを介した圧延表面近傍微細構造を機械的に変更する概略図を提供する。 本明細書で提供される技術及び方法に従って修正されたアルミニウム合金製品試料の元素分布の例示的な画像を提供する。 マイクロ粒子表面下構造を備える表面領域を有するアルミニウム合金製品試料の例示的な画像である。 マイクロ粒子表面下構造を備えない表面領域を有するアルミニウム合金製品試料の例示的な画像である。 様々なアルミニウム合金製品試料の表面領域の例示的な画像を提供する。

圧延製品の圧延表面近傍微細構造を機械的に変更してマイクロ粒子表面下構造を生成する、鋳造及び／または圧延プロセスによって生成されるアルミニウム合金製品、ならびにそのような製品を生成するためのプロセスが本明細書に記載される。圧延表面近傍微細構造は、圧延された製品の大部分の深さまでの領域を占める可能性があり、１つまたは複数の欠陥を含み得る。マイクロ粒子表面下構造は、圧延表面近傍微細構造を機械的に変更することによって生成され得る。マイクロ粒子表面下構造は、圧延表面近傍微細構造の組成物とは異なる組成物を有し得る。

圧延表面近傍微細構造を有する圧延製品を生成するために、アルミニウム合金製品は、鋳造及び圧延され得る。圧延表面近傍微細構造の生成は、「表面層」または「ベールビー層」としても知られるアルミニウム合金製品の表面下層で発生し得る。圧延表面近傍微細構造内の欠陥は、例えば、圧延プロセス中に生成される可能性がある。例示的な欠陥には、巻き込まれた油、巻き込まれた酸化物、ボイド、割れ目、及び亀裂が挙げられる。例えば、アモルファスカーボン及び／またはアルミニウムカーバイドの高密度集団の存在は、圧延潤滑剤が圧延プロセス中に圧延製品の表面層に組み込まれことから生成される場合がある。同様に、圧延表面近傍微細構造内の酸化物の密集した集団は、組み込まれた圧延潤滑剤と圧延プロセス中に生成された剪断ひずみの組み合わせから生成される場合があり、これは、例えば、表面近傍微細構造内への表面酸化物の組み込みをもたらし得る。

圧延表面近傍微細構造内の欠陥は、アルミニウム合金製品の機械的及び化学的性能に影響を与える可能性がある。例えば、欠陥があると、アルミニウム合金製品の腐食感度が高くなる、または接着剤やエポキシを使用するなどして結合させたアルミニウム合金製品間の結合品質が低下する可能性がある。

別の例として、表面下層とバルクとの間の境界またはその近くに酸化物及び／またはボイドが存在すると、亀裂の伝播が生じるか、または亀裂の伝播が誘発される可能性がある。境界のボイドと酸化物は、表面下層とバルクの間に優先的な亀裂伝播経路を提供する可能性があるため、加工中または最終使用中のいずれにかにおける領域への応力は、バルクからの表面下層のせん断をもたらし得る。次に、圧延表面近傍微細構造内で伝播した亀裂は、新しい亀裂の核となり得る。二次亀裂は一次亀裂から発生する可能性があるため、表面近傍微細構造内に欠陥が存在すると、連鎖反応の可能性が損なわれる。

欠陥はまた、圧延表面近傍微細構造がバルクとは異なる機械的及び化学的特性を有する原因となり得る。例えば、圧延表面近傍微細構造内の酸化物の高密度の集団は、バルクと比較して比較的低い延性を有する圧延表面近傍微細構造をもたらす可能性がある。これは、圧延表面近傍微細構造が、加工中または使用中にバルクよりも変形が少ない可能性があることを意味し得る。延性が異なると、例えば、圧延表面近傍微細構造とバルクの間で、破壊、亀裂、さらにはせん断が発生するなど、アルミニウム合金製品の機械的故障につながり得る。

圧延及び鋳造プロセスから生じる可能性のあるその他の欠陥には、組成と結晶粒構造の不均一性がある。いくつかの実施形態では、不均一な元素分布（例えば、合金元素分布）は、例えば、アルミニウム合金製品の腐食感度の増加をもたらす可能性があるため、懸念事項である。アルミニウム合金製品の加工中に、特定の元素が他の元素よりも速く圧延製品の圧延表面近傍微細構造に拡散する場合がある。これにより、圧延表面近傍微細構造内の特定の合金元素の集団が、バルク内の集団よりも高密度になる可能性がる。さらに、一部の合金元素の高密度集団の存在は、アルミニウム合金製品の腐食感度を高める可能性がある。低い活性化エネルギーと欠陥の存在により、圧延表面近傍微細構造内の高密度の合金元素の拡散速度が、バルク内の合金元素の拡散速度よりも大きくなる可能性がある。これにより、圧延表面近傍微細構造が反応する可能性がある。腐食環境下では、拡散速度の上昇または表面近傍合金元素の存在、ならびに圧延表面近傍微細構造内の他の欠陥の存在は、腐食伝播条件をより活発にさせ得る。

圧延表面近傍微細構造を機械的に変更することは、新しい（改変された）表面近傍微細構造または圧延表面近傍微細構造とは異なる組成物を有するマイクロ粒子表面下構造を生成することを含む多くの利点を提供し得る。特定の例として、本明細書で第２の組成物とも呼ばれる、マイクロ粒子表面下構造の改変された組成物は、圧延された組成物に存在する欠陥がないか、または実質的にない場合がある。いくつかの場合では、マイクロ粒子表面下構造の第２の組成物は、圧延表面近傍微細構造の組成物における欠陥の数と比較して、少ない数の欠陥を有し得る。

マイクロ粒子の地下構造を生成することの別の利点は、腐食感度の低下であり得る。マイクロ粒子表面下構造内に均一な元素分布を生成することにより、表面化の反応性を制御（例えば、低減）することができる。さらに、マイクロ粒子表面下構造は、周期的または繰り返しの腐食暴露に耐えるために、適切な機械的インターロック及び清浄度（例えば、欠陥がない）を有するように機械的に変更することができる。

全体として、アルミニウム合金製品の機械的及び化学的性能は、本明細書の説明に従って、圧延表面近傍微細構造を機械的に変更することによって向上させることができる。均質な元素分布及び均質な粒子構造の生成、ならびに実質的に欠陥のない表面近傍組成を生成することは、その後のエッチング及び前加工プロセスを向上させ、アルミニウム合金製品の寿命と有用性を延長させ得る。有利には、本開示によるマイクロ粒子表面下構造を有する合金製品同士の結合は、圧延表面近傍微細構造を有する合金製品同士の結合よりも、より耐久性のありものにし得る。

定義及び説明
本明細書で使用される場合、「発明（ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「発明（ｔｈｅ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「本発明（ｔｈｉｓ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」及び「本発明（ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」という用語は、本特許出願のすべての主題及び以下の特許請求の範囲を広く指すことを意図している。これらの用語を含む記述は、本明細書で説明されている主題を制限するもの、または以下の特許請求の範囲の意味もしくは範囲を制限するものではないと理解されるべきである。

本明細書において、「系」または「７ｘｘｘ」などの、ＡＡ番号及び他の関連する記号によって識別される合金に対する言及がなされる。アルミニウム及びその合金の命名及び識別に最も一般に使用される番号名称体系の理解については、「Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｌｌｏｙ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ Ｗｒｏｕｇｈｔ Ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｎｄ Ｗｒｏｕｇｈｔ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ」または「Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｒｄ ｏｆ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ａｌｌｏｙ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ Ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｆｏｒｍ ｏｆ Ｃａｓｔｉｎｇｓ ａｎｄ Ｉｎｇｏｔ」（両方ともＴｈｅ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎにより発行された）を参照のこと。

本明細書で使用される場合、プレートは一般に、約１５ｍｍ超の厚さを有する。例えば、プレートは、約１５ｍｍ超、約２０ｍｍ超、約２５ｍｍ超、約３０ｍｍ超、約３５ｍｍ超、約４０ｍｍ超、約４５ｍｍ超、約５０ｍｍ超、または約１００ｍｍ超の厚さを有するアルミニウム製品を指し得る。

本明細書で使用する場合、シェート（シートプレートともいう）は一般に、厚さが約４ｍｍ～約１５ｍｍである。例えば、シェートは、約４ｍｍ、約５ｍｍ、約６ｍｍ、約７ｍｍ、約８ｍｍ、約９ｍｍ、約１０ｍｍ、約１１ｍｍ、約１２ｍｍ、約１３ｍｍ、約１４ｍｍ、または約１５ｍｍの厚さを有し得る。

本明細書で使用される場合、シートは一般に、約４ｍｍ未満の厚さを有するアルミニウム製品を指す。例えば、シートは、約４ｍｍ未満、約３ｍｍ未満、約２ｍｍ未満、約１ｍｍ未満、約０．５ｍｍ未満、または約０．３ｍｍ未満、（例えば、約０．２ｍｍ）の厚さを有し得る。

本明細書で使用される場合、「鋳造金属製造物」、「鋳造製造物」、「鋳造アルミニウム合金製造物」などのような用語は、互換性があり、本明細書で開示される方法を含め、直接チル鋳造（直接チル同時鋳造を含む）または半連続鋳造、連続鋳造（例えば、双ベルト鋳造機、双ロール鋳造機、ブロック鋳造機、もしくは他の任意の鋳造機の使用によるものを含む）、電磁鋳造、熱間トップ鋳造、または他の任意の鋳造法により作成された製造物を指す場合がある。

本明細書で使用される場合、「室温」の意味は、約１５℃～約３０℃の温度、例えば、約１５℃、約１６℃、約１７℃、約１８℃、約１９℃、約２０℃、約２１℃、約２２℃、約２３℃、約２４℃、約２５℃、約２６℃、約２７℃、約２８℃、約２９℃、または約３０℃を含み得る。本明細書で使用される場合、「周囲条件」の意味には、ほぼ室温の温度、約２０％～約１００％の相対湿度、及び約９７５ミリバール（ｍｂａｒ）～約１０５０ｍｂａｒの気圧が含まれ得る。例えば、相対湿度は、約２０％、約２１％、約２２％、約２３％、約２４％、約２５％、約２６％、約２７％、約２８％、約２９％、約３０％、約３１％、約３２％、約３３％、約３４％、約３５％、約３６％、約３７％、約３８％、約３９％、約４０％、約４１％、約４２％、約４３％、約４４％、約４５％、約４６％、約４７％、約４８％、約４９％、約５０％、約５１％、約５２％、約５３％、約５４％、約５５％、約５６％、約５７％、約５８％、約５９％、約６０％、約６１％、約６２％、約６３％、約６４％、約６５％、約６６％、約６７％、約６８％、約６９％、約７０％、約７１％、約７２％、約７３％、約７４％、約７５％、約７６％、約７７％、約７８％、約７９％、約８０％、約８１％、約８２％、約８３％、約８４％、約８５％、約８６％、約８７％、約８８％、約８９％、約９０％、約９１％、約９２％、約９３％、約９４％、約９５％、約９６％、約９７％、約９８％、約９９％、約１００％、またはそれらの間のいずれであり得る。例えば、気圧は、約９７５ｍｂａｒ、約９８０ｍｂａｒ、約９８５ｍｂａｒ、約９９０ｍｂａｒ、約９９５ｍｂａｒ、約１０００ｍｂａｒ、約１００５ｍｂａｒ、約１０１０ｍｂａｒ、約１０１５ｍｂａｒ、約１０２０ｍｂａｒ、約１０２５ｍｂａｒ、約１０３０ｍｂａｒ、約１０３５ｍｂａｒ、約１０４０ｍｂａｒ、約１０４５ｍｂａｒ、約１０５０ｍｂａｒ、またはそれらの間のいずれであり得る。

本明細書に開示されるすべての範囲は、それらに包含されるありとあらゆる部分範囲を包含すると理解されるべきである。例えば、記載された範囲「１～１０」は、最小値１及び最大値１０（かつこれらを含む）の間の、ありとあらゆる部分範囲を含むと考えられるべきであり、すなわち、すべての部分範囲は、１以上の最小値から始まり（例えば、１～６．１）、かつ１０以下の最大値で終わる（例えば、５．５～１０）。特に明記しない限り、元素の組成量を指す場合の「最大」という表現は、その元素が任意であり、その特定の元素のゼロパーセント組成を含むことを意味する。特に明記しない限り、すべての組成上のパーセンテージは重量パーセント（ｗｔ％）である。

本明細書で使用される場合、「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」の意味は、別段文脈により明確に指示されない限り、単数形及び複数形の言及を含む。

図１Ａは、アルミニウム合金製品１００を概略的に示している。アルミニウム合金製品１００は、プレート、シェット、またはシートなどの圧延製品であり得る。アルミニウム合金製品１００は、任意の適切な鋳造及び／または圧延プロセスによって製造することができる。例示的な鋳造プロセスには、直接チル鋳造（直接チル共鋳造を含む）、半連続鋳造、連続鋳造（例えば、ツインベルト鋳造機、ツインロール鋳造機、ブロック鋳造機、またはその他任意の連続鋳造機の利用を含む）、電磁鋳造、ホットトップ鋳造、またはその他の鋳造方法が挙げられる。アルミニウム合金製品１００は、圧延製品を含むか、またはそれに対応することができる。圧延製品は、鋳造プロセス及び／またはアルミニウム合金製品１００の用途に応じて、冷間圧延製品または熱間圧延製品であり得る。

実施形態では、圧延製品は、断面が比較的長方形であり得、幅Ｗ及び厚さＴを有し得、これは、アルミニウム合金製品１００の用途に基づいて選択され得る。様々な実施形態では、圧延製品は、約０．１ｍ～約１０ｍ、例えば、０．１ｍ～１ｍ、１ｍ～２ｍ、２ｍ～３ｍ、３ｍ～５ｍ、または５ｍ～１０ｍの幅Ｗを有し得る。他の実施形態では、圧延製品は、０．１ｍ～０．２ｍ、０．２ｍ～０．３ｍ、０．３ｍ～０．４ｍ、または０．４ｍ～０．５ｍの範囲内の幅Ｗを有し得る。圧延製品は、０．２ｍｍ～１ｍｍ、１ｍｍ～４ｍｍ、４ｍｍ～１０ｍｍ、４ｍｍ～１５ｍｍ、１５ｍｍ～２５ｍｍ、２５ｍｍ～４０ｍｍ、４０ｍｍ～５０ｍｍ、５０ｍｍ～１００ｍｍ、または実施形態では、１００ｍｍ超の厚さＴを有し得る。圧延された製品は、例えば、プレート、シェット、またはシートの形態であり得る。図１は、縮尺どおりではないことが理解されよう。

圧延製品は、圧延表面近傍微細構造１１０及びバルク１２０を含み得る。本明細書に記載されるように、圧延表面近傍微細構造は、表面近傍微細構造（ＮＳＭ）とも称され得る。圧延プロセス中に、圧延製品の一部として圧延表面近傍微細構造１１０の生成が起こり得る。圧延表面近傍微細構造１１０は、圧延された製品の表面下層に発生し得る。「表面層」または「ベールビー層」としても知られる表面下層は、圧延製品の表面から圧延製品の厚さまでの深さまでの空間を占める圧延製品の一部を含み得る。実施形態では、圧延製品は、２つ以上の表面を含み得、及び／または２つ以上の表面下層を有し得る。そのような実施形態では、圧延表面近傍微細構造１１０は、各表面下層で発生し得る。例えば、圧延製品は、２つの表面が生成されるような厚さを有することができ、圧延製品の上部にある１つの表面と、圧延製品の下部にある１つの表面で、それぞれの表面が互いに直接向かい合っている。圧延製品の側面／縁の周りに円周方向に延びる圧延製品の他の４つの側面または縁は、十分に厚くないか、または表面下層を作成するのに十分な大きさの領域を有さない場合があり、及び／または圧延表面近傍微細構造を生成するための十分な圧延プロセスにかけられない可能性があり、及び／または表面近傍微細構造について評価されない場合がある。いくつかの場合において、サイドエッジはスキャルピング、トリミング、またはその他の方法で削除され得る。いくつかの例では、上面及び下面のそれぞれが、対応する表面下層を有し得る。対応する表面下層のそれぞれにおいて、圧延表面近傍微細構造１１０が存在し得る。したがって、様々な実施形態において、圧延された製品は、圧延表面近傍微細構造１１０を有する複数の表面を有し得る。

実施形態では、圧延表面近傍微細構造１１０は、表面下層全体を占める場合がある。圧延表面近傍微細構造１１０は、圧延された製品の表面からバルク１２０までの深さまで、またはバルク１２０内の深さまでの空間を占めることができる。深さは５００ｎｍを超え得る。いくつかの場合では、深さは５００ｎｍ～７００ｎｍ、５００ｎｍ～８００ｎｍ、２００ｎｍ～８００ｎｍ、８００ｎｍ～１μｍ、１μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～１５μｍ、１５μｍ～２０μｍ、またはそれらの任意の部分範囲であり得る。他の実施形態では、深さは５００ｎｍ未満であり得る。例えば、深さは、５０ｎｍ～１００ｎｍ、１００ｎｍ～１５０ｎｍ、１５０ｎｍ～２００ｎｍ、２００ｎｍ～２５０ｎｍ、２５０ｎｍ～３００ｎｍ、３００ｎｍ～３５０ｎｍ、３５０ｎｍ～４００ｎｍ、４００ｎｍ～４５０ｎｍ、４５０ｎｍ～５００ｎｍ、またはそれらの任意の部分範囲であり得る。

圧延製品は、７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金製品を含み得る。例示的な７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金製品として、ＡＡ７０１１、ＡＡ７０１９、ＡＡ７０２０、ＡＡ７０２１、ＡＡ７０３９、ＡＡ７０７２、ＡＡ７０７５、ＡＡ７０８５、ＡＡ７１０８、ＡＡ７１０８Ａ、ＡＡ７０１５、ＡＡ７０１７、ＡＡ７０１８、ＡＡ７０１９Ａ、ＡＡ７０２４、ＡＡ７０２５、ＡＡ７０２８、ＡＡ７０３０、ＡＡ７０３１、ＡＡ７０３３、ＡＡ７０３５、ＡＡ７０３５Ａ、ＡＡ７０４６、ＡＡ７０４６Ａ、ＡＡ７００３、ＡＡ７００４、ＡＡ７００５、ＡＡ７００９、ＡＡ７０１０、ＡＡ７０１１、ＡＡ７０１２、ＡＡ７０１４、ＡＡ７０１６、ＡＡ７１１６、ＡＡ７１２２、ＡＡ７０２３、ＡＡ７０２６、ＡＡ７０２９、ＡＡ７１２９、ＡＡ７２２９、ＡＡ７０３２、ＡＡ７０３３、ＡＡ７０３４、ＡＡ７０３６、ＡＡ７１３６、ＡＡ７０３７、ＡＡ７０４０、ＡＡ７１４０、ＡＡ７０４１、ＡＡ７０４９、ＡＡ７０４９Ａ、ＡＡ７１４９、ＡＡ７２０４、ＡＡ７２４９、ＡＡ７３４９、ＡＡ７４４９、ＡＡ７０５０、ＡＡ７０５０Ａ、ＡＡ７１５０、ＡＡ７２５０、ＡＡ７０５５、ＡＡ７１５５、ＡＡ７２５５、ＡＡ７０５６、ＡＡ７０６０、ＡＡ７０６４、ＡＡ７０６５、ＡＡ７０６８、ＡＡ７１６８、ＡＡ７１７５、ＡＡ７４７５、ＡＡ７０７６、ＡＡ７１７８、ＡＡ７２７８、ＡＡ７２７８Ａ、ＡＡ７０８１、ＡＡ７１８１、ＡＡ７１８５、ＡＡ７０９０、ＡＡ７０９３、ＡＡ７０９５、またはＡＡ７０９９製品が挙げられる。

様々な実施形態において、圧延製品は、５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金製品を含み得る。例えば、圧延製品はＡＡ５１８２、ＡＡ５１８３、ＡＡ５００５、ＡＡ５００５Ａ、ＡＡ５２０５、ＡＡ５３０５、ＡＡ５５０５、ＡＡ５６０５、ＡＡ５００６、ＡＡ５１０６、ＡＡ５０１０、ＡＡ５１１０、ＡＡ５１１０Ａ、ＡＡ５２１０、ＡＡ５３１０、ＡＡ５０１６、ＡＡ５０１７、ＡＡ５０１８、ＡＡ５０１８Ａ、ＡＡ５０１９、ＡＡ５０１９Ａ、ＡＡ５１１９、ＡＡ５１１９Ａ、ＡＡ５０２１、ＡＡ５０２２、ＡＡ５０２３、ＡＡ５０２４、ＡＡ５０２６、ＡＡ５０２７、ＡＡ５０２８、ＡＡ５０４０、ＡＡ５１４０、ＡＡ５０４１、ＡＡ５０４２、ＡＡ５０４３、ＡＡ５０４９、ＡＡ５１４９、ＡＡ５２４９、ＡＡ５３４９、ＡＡ５４４９、ＡＡ５４４９Ａ、ＡＡ５０５０、ＡＡ５０５０Ａ、ＡＡ５０５０Ｃ、ＡＡ５１５０、ＡＡ５０５１、ＡＡ５０５１Ａ、ＡＡ５１５１、ＡＡ５２５１、ＡＡ５２５１Ａ、ＡＡ５３５１、ＡＡ５４５１、ＡＡ５０５２、ＡＡ５２５２、ＡＡ５３５２、ＡＡ５１５４、ＡＡ５１５４Ａ、ＡＡ５１５４Ｂ、ＡＡ５１５４Ｃ、ＡＡ５２５４、ＡＡ５３５４、ＡＡ５４５４、ＡＡ５５５４、ＡＡ５６５４、ＡＡ５６５４Ａ、ＡＡ５７５４、ＡＡ５８５４、ＡＡ５９５４、ＡＡ５０５６、ＡＡ５３５６、ＡＡ５３５６Ａ、ＡＡ５５５６、ＡＡ５４５６Ａ、ＡＡ５４５６Ｂ、ＡＡ５５５６、ＡＡ５５５６Ａ、ＡＡ５５５６Ｂ、ＡＡ５５５６Ｃ、ＡＡ５２５７、ＡＡ５４５７、ＡＡ５５５７、ＡＡ５６５７、ＡＡ５０５８、ＡＡ５０５９、ＡＡ５０７０、ＡＡ５１８０、ＡＡ５１８０Ａ、ＡＡ５０８２、ＡＡ５１８２、ＡＡ５０８３、ＡＡ５１８３、ＡＡ５１８３Ａ、ＡＡ５２８３、ＡＡ５２８３Ａ、ＡＡ５２８３Ｂ、ＡＡ５３８３、ＡＡ５４８３、ＡＡ５０８６、ＡＡ５１８６、ＡＡ５０８７、ＡＡ５１８７、またはＡＡ５０８８製品を含み得る。

様々な実施形態において、圧延製品は、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金製品を含み得る。例えば、圧延製品は、ＡＡ６１０１、ＡＡ６１０１Ａ、ＡＡ６１０１Ｂ、ＡＡ６２０１、ＡＡ６２０１Ａ、ＡＡ６４０１、ＡＡ６５０１、ＡＡ６００２、ＡＡ６００３、ＡＡ６１０３、ＡＡ６００５、ＡＡ６００５Ａ、ＡＡ６００５Ｂ、ＡＡ６００５Ｃ、ＡＡ６１０５、ＡＡ６２０５、ＡＡ６３０５、ＡＡ６００６、ＡＡ６１０６、ＡＡ６２０６、ＡＡ６３０６、ＡＡ６００８、ＡＡ６００９、ＡＡ６０１０、ＡＡ６１１０、ＡＡ６１１０Ａ、ＡＡ６０１１、ＡＡ６１１１、ＡＡ６０１２、ＡＡ６０１２Ａ、ＡＡ６０１３、ＡＡ６１１３、ＡＡ６０１４、ＡＡ６０１５、ＡＡ６０１６、ＡＡ６０１６Ａ、ＡＡ６１１６、ＡＡ６０１８、ＡＡ６０１９、ＡＡ６０２０、ＡＡ６０２１、ＡＡ６０２２、ＡＡ６０２３、ＡＡ６０２４、ＡＡ６０２５、ＡＡ６０２６、ＡＡ６０２７、ＡＡ６０２８、ＡＡ６０３１、ＡＡ６０３２、ＡＡ６０３３、ＡＡ６０４０、ＡＡ６０４１、ＡＡ６０４２、ＡＡ６０４３、ＡＡ６１５１、ＡＡ６３５１、ＡＡ６３５１Ａ、ＡＡ６４５１、ＡＡ６９５１、ＡＡ６０５３、ＡＡ６０５５、ＡＡ６０５６、ＡＡ６１５６、ＡＡ６０６０、ＡＡ６１６０、ＡＡ６２６０、ＡＡ６３６０、ＡＡ６４６０、ＡＡ６４６０Ｂ、ＡＡ６５６０、ＡＡ６６６０、ＡＡ６０６１、ＡＡ６０６１Ａ、ＡＡ６２６１、ＡＡ６３６１、ＡＡ６１６２、ＡＡ６２６２、ＡＡ６２６２Ａ、ＡＡ６０６３、ＡＡ６０６３Ａ、ＡＡ６４６３、ＡＡ６４６３Ａ、ＡＡ６７６３、Ａ６９６３、ＡＡ６０６４、ＡＡ６０６４Ａ、ＡＡ６０６５、ＡＡ６０６６、ＡＡ６０６８、ＡＡ６０６９、ＡＡ６０７０、ＡＡ６０８１、ＡＡ６１８１、ＡＡ６１８１Ａ、ＡＡ６０８２、ＡＡ６０８２Ａ、ＡＡ６１８２、ＡＡ６０９１、またはＡＡ６０９２製品を含み得る。

さらに他の実施形態では、圧延製品は、１ｘｘｘシリーズアルミニウム合金製品、２ｘｘｘシリーズアルミニウム合金製品、３ｘｘｘシリーズアルミニウム合金製品、４ｘｘｘシリーズアルミニウム合金製品、または８ｘｘｘシリーズアルミニウム合金製品を含み得る。

圧延表面近傍微細構造１１０とバルク１２０との間に境界１１５が存在し得る。境界１１５は、圧延表面近傍微細構造１１０の圧延された組成物が、バルク組成物または第１の組成物とも称されるバルク１２０の組成物に遷移する深さを示し得る。境界１１５は、圧延表面近傍微細構造１１０がバルク１２０に占める深さで存在し得る。境界１１５は、圧延製品の表面に平行またはほぼ平行に延在し、圧延製品の全幅または横方向の寸法に延在することができる。いくつかの実施形態では、境界１１５は、離散的な深さで発生するか、またはある範囲の深さにわたって発生し得る。実施形態では、境界１１５は、圧延表面近傍微細構造１１０とバルク１２０との間の粒界であり得る。粒界は、圧延表面近傍微細構造１１０とバルク１２０の２つの異なる粒構造の間を描く境界であり得る。例えば、圧延表面近傍微細構造１１０は、大きな粒子サイズと小さな粒子サイズの両方の不均一な分布など、不均一な粒子構造を有し得る。対照的に、バルク１２０は、粒子サイズの均一な分布など、均質な（例えば、均一に分布された）粒子構造を有し得、これは、大きくても小さくてもよい。そのような例では、境界１１５は、圧延表面近傍微細構造１１０の不均一な粒子構造とバルク１２０の均一な粒子構造との間の粒界であり得る。実施形態では、バルク粒径を有するバルク１２０は、合金及びプロセスに応じて、圧延製品に１０μｍ～４５μｍの表面からの深さで発生し得る。いくつかの場合では、均一な粒子構造は、バルク１２０の任意の所与の体積の特定のパーセンテージが同じまたはほぼ同じ粒子サイズを有し得ることを意味し得る。例えば、均一な粒子構造は、バルク１２０の任意の所与の体積の約７０％以上が、５μｍ～５０μｍの範囲内の平均粒子サイズなど、ほぼ同じ粒子サイズを有することを意味し得る。粒子構造の均一性が異なるものは、圧延表面近傍微細構造１１０とバルク１２０とで充填パターンが異なる図１Ａ及び他の図によって示され得る。

上記のように、圧延表面近傍微細構造１１０は、本明細書では「圧延された組成物」と称され得る組成物を有し、これは、１つまたは複数の欠陥１３０ａ～１３０ｅ（総称して、欠陥１３０）を含み得る。１つまたは複数の欠陥１３０は、アルミニウム合金製品１００の機械的及び化学的性能に影響を及ぼし得る。例えば、１つまたは複数の欠陥１３０は、腐食感度を高め、結合耐久性性能を低下させ、アルミニウム合金製品１００の引張強度及び剪断強度を低下させる可能性がある。

図１Ａに示されるように、１つまたは複数の欠陥１３０は、様々な欠陥を含み得る。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の欠陥１３０は、組成欠陥及び構造欠陥の一方または両方を含み得る。例えば、欠陥１３０は、１つまたは複数の内部亀裂１３０ａまたは表面亀裂１３０ｄを含み得る。内部亀裂１３０ａ及び表面亀裂１３０ｄは、伝達亀裂、割れ目、及び微小亀裂を含み得る。内部亀裂１３０ａ及び表面亀裂１３０ｄは、ローラーによって圧延製品に加えられる垂直剪断応力などの、圧延プロセス中に圧延製品に加えられる応力またはひずみ条件によって発生し得る。図１Ａに示されるように、表面亀裂１３０ｄは、圧延表面近傍微細構造１１０の表面で発生し得、不均一または不規則な表面をもたらす。対照的に、内部亀裂１３０ａは、圧延表面近傍微細構造１１０内で発生し得る。実施形態では、内部亀裂１３０ａは、圧延表面近傍微細構造１１０を通って水平に、圧延表面近傍微細構造１１０の表面に平行に、または圧延表面近傍微細構造１００の表面に対して他の任意の方向に延在し得る。

実施形態では、ボイド１３０ｂは、内部亀裂１３０ａ及び表面亀裂１３０ｄの発達を誘発し得る。ボイド１３０ｂなどの欠陥１３０によって作成された弱い部位は、亀裂がより活発に発生する部位となり得る。ボイド１３０ｂは、圧延表面近傍微細構造１１０内の、固体材料がないスペースを含むか、またはそれからなり得る。固体材料が存在しないのは、加工中に圧延表面近傍微細構造１１０に蒸気が取り込まれたことによるものか、または圧延製品材料の機械的構造及び／または粒子組成によるものであり得る。

１つまたは複数の欠陥１３０はまた、巻き込まれた材料１３０ｃを含み得る。巻き込まれた材料１３０ｃは、例えば、巻き込まれた酸化物及び／または巻き込まれた油などのホットミルピックアップを含み得る。巻き込まれた材料１３０ｃは、圧延プロセス中に圧延表面近傍微細構造１１０に組み込まれ閉じ込められた酸化物及び潤滑剤、ならびに任意の他の巻き込まれた不純物を含み得る。例えば、圧延潤滑剤は、アルミニウム合金製品の圧延中に、圧延表面近傍微細構造１１０に組み込まれる可能性がある。圧延表面近傍微細構造１１０に閉じ込められたアモルファスカーボン及び／またはアルミニウムカーバイドは、巻き込まれた潤滑剤を示すか、またはそれに対応し得る。巻き込まれた酸化物は、例えば、酸化アルミニウムまたは酸化マグネシウムなどの金属酸化物を含み得る。金属酸化物は、圧延製品の表面またはその近くの金属元素が加工中に酸化し、次に圧延製品に組み込まれたときに生成され得る。

境界１１５の近くのボイド１３０ｂ及び／または巻き込まれた材料１３０ｃの存在は、亀裂伝播を誘発する可能性がある。ボイド１３０ｂ及び巻き込まれた材料１３０ｃなどの境界１１５の弱いスポットは、圧延表面近傍微細構造１１０とバルク１２０との間に亀裂伝播経路を提供し得る。欠陥間のそのような経路は優先的な亀裂伝播経路となり得、いかなる応力条件も、圧延表面近傍微細構造１１０とバルク１２０との間に内部亀裂１３０ａの生成を誘発し得る。応力曝露は、バルク１２０からの圧延表面近傍微細構造１１０の部分的または完全な剪断をもたらし得る。加えて、いずれの内部亀裂１３０ａも、さらに亀裂を発生させる可能性がある。したがって、欠陥１３０の存在は、圧延表面近傍微細構造１１０内で、場合によってはバルク１２０内に、欠陥生成の有害な連鎖反応を引き起こす可能性がある。

実施形態では、バルク１２０は、本明細書で「第１の組成物」と呼ばれる組成物を有し得、これは、主にアルミニウム及び合金元素１４０を含み得る。例示的な合金元素１４０は、亜鉛、マグネシウム、銅、クロム、ケイ素、鉄、及び／またはマンガンを含み得、特定の合金に依存するか、または特定の合金を定義し得る。図１Ａに示されるように、合金元素１４０は、バルク１２０内に空間的に均一に（例えば、均等に）分布され得る。図１Ａに示される合金元素１４０の均一な分布は、合金元素１４０のアレイが発生することを意味しない、または要求し得ない。むしろ、図１Ａのバルク１２０に示されている合金元素１４０の分布は、バルク１２０における合金元素１４０の均一な分布の絵画的に表現したものである。合金元素１４０の均一な分布は、第１の組成物の任意の所与の体積の特定のパーセンテージが、同じまたは実質的に同じ量の合金元素１４０を含み得ることを意味し得る。

様々な実施形態では、欠陥１３０のうちの１つには、合金元素１４０の不均一な分布が含まれ得る。合金元素１４０の高密度集団１３０ｅは、鋳造及び／または圧延プロセス中に、圧延表面近傍微細構造１１０内で発生または生成され得る。合金元素１４０のいくつかは、互いに異なる拡散係数を示し得、その結果、異なる合金元素に対して異なる拡散速度をもたらし得る。すなわち、合金元素１４０のいくつかは、別の合金元素１４０とは異なる速度で拡散し得る。したがって、圧延製品の鋳造及び／または圧延中に、特定の合金元素は、バルク１２０内に存在する他の元素よりも速い速度で、バルク１２０から表面または圧延表面近傍微細構造１１０に拡散し得る。特定の合金元素１４０のより速い拡散速度は、圧延表面近傍微細構造１１０とバルク１２０との間に合金元素１４０の不均等な分布を作り出し、圧延表面近傍微細構造１１０内に特定の合金元素１４０の高密度集団１３０ｅを生成し得る。例えば、いくつかの実施形態では、亜鉛は、他の合金元素よりも加工条件下でより高い拡散速度を有し得、表面に優先的に濃縮されるため、圧延表面近傍微細構造１１０内で亜鉛の高密度集団１３０ｅが発生し得る。この場合も、図１Ａに示される高密度集団１３０ｅは、単なる絵画的表現であり、図示のように合金元素１４０の高密度集団を合金元素のクラスターに限定するものではないが、いくつかの場合では、合金元素１４０のクラスターが存在する可能性がある。むしろ、圧延表面近傍微細構造１１０における高密度集団１３０ｅの存在は、圧延表面近傍微細構造１１０における合金元素の濃度がバルク１２０と全体的に異なる（例えば、より高い）可能性があることを示し得る。

合金元素１４０の不均一な分布、及び他の欠陥１３０は、アルミニウム合金製品１００の化学的性能に影響を与える可能性がある。例えば、圧延表面近傍微細構造１１０内の欠陥１３０の存在により、前加工の塗布が完全に被覆しないまたは斑状となる可能性がある。欠陥１３０はまた、エッチング前加工を妨害する可能性があり、それは欠陥１３０及び合金元素１４０の分布が不均一であると、エッチングプロセスのためには一貫性のない媒体となり得るからである。

高密度集団１３０ｅはまた、または代替的に、アルミニウム合金製品１００の腐食感度を増加させ得る。表面またはその近傍で、合金元素１４０の拡散速度は、低い活性化エネルギー、及び他の欠陥１３０の存在のために、１倍または２倍増加し得る。したがって、高密度集団１３０ｅは、腐食を開始する可能性がある圧延表面近傍微細構造１１０内の反応性ポケットまたは領域を伝播し得る。特定のアルミニウム合金シリーズは、合金元素１４０の高密度集団１３０ｅによって、腐食感受性に対してより影響を受けやすくなり得る。例えば、７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金は、合金元素１４０が高く構成されているため、高密度の集団１３０ｅがより生成されやすくなり得る。他のアルミニウム合金シリーズは３～４％の合金元素を含み得るが、７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金は、例えば、１０％超の合金元素を含み得る。

図１Ｂは、アルミニウム合金製品１０５の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）画像を示している。アルミニウム合金製品１０５は、アルミニウム合金製品１００と類似しているまたは同じであり得る。示されるように、アルミニウム合金製品１０５は、バルク１２０と同じであり得るバルク１２５、及び圧延表面近傍微細構造１１０と同じであり得る表面近傍微細構造１１２を含み得る。図１Ｂに示される表面近傍微細構造１１２は、１００ｎｍ～３００ｎｍの厚さを有し得るが、表面近傍微細構造１１２は、アルミニウム合金製品１０５の他のセクションにおいては５００ｎｍ超の厚さを有してもよい。表面近傍微細構造１１２は、１つまたは複数の欠陥１３５を有し得る。示されているような１つまたは複数の欠陥１３５は、例えば、ボイドまたは巻き込まれた材料を含み得る。

腐食感受性の増加は、接着中及び／または接着耐久性試験中の性能低下の一因となり得る。接着耐久性試験は、合金製品の表面（例えば、表面近傍）微細構造によって、及び／またはそれと作成された結合の強度を評価する。試験中に、エポキシ接着剤などによって２つのアルミニウム合金製品同士を結合させる。次に、結合されたアルミニウム合金製品を、ひずみ及び／または他の条件に暴露する。例えば、結合した合金製品を、塩溶液に浸漬させるか、湿潤条件または乾燥条件に供し得る。１つまたは複数の条件で一連のサイクルを行った後、アルミニウム合金間の結合を化学的及び機械的故障について評価する。アルミニウム合金製品の接着耐久性能は、製品の圧延表面近傍微細構造の反応性と腐食感度を示し得る

図２Ａは、アルミニウム合金製品１００の深さにわたる合金元素１４０の変化する元素分布の例示的なプロットを提供する。図２Ａに示されるグラフ２００Ａは、例示的な目的のためにのみ、圧延製品の深さにわたる合金元素１４０の例示的な元素分布、具体的には、圧延表面近傍微細構造１１０とバルク１２０との間の元素分布の変化を説明するために提供される。図２Ａにおいて、圧延製品への深さ０ｎｍ～２００ｎｍの範囲は、圧延表面近傍微細構造１１０に対応し得、一方、６００ｎｍ～２４００ｎｍ以上の範囲は、圧延製品のバルク１２０に対応し得る。

グラフ２００Ａは、圧延製品の深さに対応するｘ軸を含む。ｘ軸の原点である０ｎｍは、圧延製品の表面に対応し得る。具体的には、０ｎｍは、圧延表面近傍微細構造１１０の表面または始まりに対応し得る。圧延製品への深さは、圧延製品の厚さに対応し得る。深さは、圧延製品の厚さへの深さに対応し得る。実施形態では、深さは厚さ全体に対応し得るが、他の実施形態では、深さは厚さの一部のみに対応し得る。

グラフ２００Ａはまた、圧延製品の所与の深さでの圧延製品中のアルミニウムの強度（例えば、存在する元素量）及び合金元素１４０の強度（例えば、存在する元素量）に対応する複数のｙ軸を含む。図２Ａに示されるように、左側のｙ軸は、圧延製品に存在するアルミニウムの強度に対応し、右側のｙ軸は、圧延製品に存在する１つまたは複数の合金元素１４０の強度に対応する。実施形態では、グラフ２００Ａに表される合金元素１４０は、亜鉛、マグネシウム、銅、クロム、ケイ素、鉄、及び／またはマンガンを含み得る。

グラフ２００Ａ上のアルミニウム分布線２１０Ａは、圧延製品の深さ全体にわたる例示的なアルミニウム元素プロファイルを示している。深さは、圧延製品の厚さへの深さに対応し得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、深さは、圧延組成物及び／または第１の組成物の一部によって占められる空間にのみ対応し得る。図示のように、グラフ２００Ａに示されるような圧延製品の深さは、２４００ｎｍ（すなわち、２．４μｍ）であり得る。様々な実施形態において、深さは２４００ｎｍ超であり得る。他の実施形態では、深さは２４００ｎｍ未満であり得る。例えば、深さは、２０００ｎｍ、１２００ｎｍ、または８００ｎｍであり得る。深さは、図示されている圧延製品の断面に依存し得る（例えば、圧延組成物、圧延組成物の厚さなど）。

グラフ２００Ａに示されるように、図２Ａの圧延表面近傍微細構造１１０の表面または表面近傍のアルミニウム濃度２１０Ａは、最小であり得る。最初の６００ｎｍの間に、アルミニウム濃度が増加し、５００ｎｍ～６００ｎｍ付近で定常状態に達し得る。この増加するアルミニウム分布は、圧延製品の表面近くに１つまたは複数の欠陥１３０が存在することを示し得る。１つまたは複数の欠陥が増えると、存在するアルミニウムの隆起が減少する可能性がある。深さがバルク１２０に達すると、アルミニウムの濃度は、アルミニウム分布ライン２１０のプラトーによって示されるバルク濃度に達し得る。

図２Ａの合金元素分配線２２０Ａは、圧延製品内の合金元素１４０の例示的な元素プロファイルを示している。示されるように、高濃度の合金元素１４０が、圧延製品の表面近くに存在し得る。合金元素１４０の隆起は、表面近くで最も高く、その後、圧延製品の約６００ｎｍの深さまで次第に減少した後、一定またはほぼ一定の濃度に達し得る。図２Ａの圧延製品の深さ０ｎｍ～６００ｎｍの範囲は、圧延表面近傍微細構造１１０に対応し得る。したがって、例示的な実施形態では、合金元素１４０の高い集団は、圧延表面近傍微細構造１１０内に存在し得、次いで、圧延製品のバルク１２０内のより低い集団に次第に減少し得る。合金元素分配線２２０Ａのプラトーによって示される合金元素１４０の一定の濃度は、上記のように、バルク１２０内の合金元素１４０の均一な分布に対応し得る。逆に、最初の６００ｎｍの合金元素分布線２２０Ａの減少する傾斜は、上記のように、圧延表面近傍微細構造１１０内の合金元素１４０の不均一な分布に対応し得る。実施形態では、アルミニウム分布線２１０Ａ及び合金元素分布線２２０Ａが約４００ｎｍまたは６００ｎｍで安定し始める、アルミニウム及び合金元素の変曲点は、境界１１５に対応し得る。これらの変曲点は、圧延表面近傍組成物から第１の組成物への移行を示し得る。実施形態では、圧延表面近傍微細構造１１０が終了し得、バルク１２０が約６００ｎｍの深さで開始し得る。様々な実施形態において、圧延表面近傍微細構造１１０は、約５０ｎｍ、約１００ｎｍ、約１５０ｎｍ、約２５０ｎｍ、約３００ｎｍ、約４００ｎｍ、約５００ｎｍ、約６００ｎｍ、約８００ｎｍ、約１０００ｎｍ、約１２００ｎｍ、約１４００ｎｍ、約１６００ｎｍ、約１８００ｎｍ、または１８００ｎｍ超の深さでバルク１２０に移行し得る。

図２Ｂは、マイクロ粒子表面下構造を有するアルミニウム合金製品１００の深さにわたる合金元素１４０の変化する元素分布の例示的なプロットを提供する。図２Ｂに示されるグラフ２００Ｂは、圧延製品の深さにわたる合金元素１４０の例示的な元素分布、具体的には、図２Ａに例示される圧延表面近傍微細構造１１０と図２Ｂに示されるマイクロ粒子表面下構造との間の元素分布の変化を説明するためにのみ例示的な目的で提供される。図２Ｂでは、圧延製品の深さ０ｎｍ～６００ｎｍの範囲は、マイクロ粒子表面下構造に対応し得、一方、６００ｎｍ～２４００ｎｍの範囲は、圧延製品のバルク１２０に対応し得る。図５～８に関してさらに詳細に議論されるように、マイクロ粒子表面下構造は、機械的に変更された圧延表面近傍微細構造１１０を有する圧延製品に対応し得る。

グラフ２００Ｂ、圧延製品の深さに対応するｘ軸を含む。ｘ軸の原点である０ｎｍは、圧延製品の表面に対応し得る。具体的には、０ｎｍは、マイクロ粒子表面下構造の表面または始まりに対応し得る。圧延製品への深さは、圧延製品の厚さに対応し得る。深さは、圧延製品の厚さへの深さに対応し得る。実施形態では、深さは厚さ全体に対応し得るが、他の実施形態では、深さは厚さの一部のみに対応し得る。

グラフ２００Ｂはまた、圧延製品の所与の深さでの圧延製品中のアルミニウムの強度（例えば、存在する元素量）及び合金元素１４０の強度（例えば、存在する元素量）に対応する複数のｙ軸を含む。図２Ｂに示されるように、左側のｙ軸は、圧延製品に存在するアルミニウムの強度に対応し、右側のｙ軸は、圧延製品に存在する１つまたは複数の合金元素１４０の強度に対応する。実施形態では、グラフ２００Ｂに表される合金元素１４０は、亜鉛、マグネシウム、銅、クロム、ケイ素、鉄、及び／またはマンガンを含み得る。

グラフ２００Ｂ上のアルミニウム分布線２１０Ｂは、圧延製品の深さ全体にわたる例示的なアルミニウム元素プロファイルを示している。深さは、圧延製品の厚さへの深さに対応し得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、深さは、第２の組成物及び／または第１の組成物の一部によって占められる空間にのみ対応し得る。図示のように、グラフ２００Ｂに示されるような圧延製品の深さは、２４００ｎｍであり得る。実施形態では、深さは２４００ｎｍ未満であり得る。深さは、図示されている圧延製品の断面に依存し得る（例えば、第２の組成物、第２の組成物の厚さなど）。

グラフ２００Ｂに示されるように、図２Ｂのマイクロ粒子表面下構造の表面または表面近傍のアルミニウム濃度２１０Ｂは、深さ全体にわたるアルミニウム濃度と実質的に同じであり得る。最初の６００ｎｍの間、アルミニウム濃度は増加し、６００～１２００ｎｍ付近で定常状態に達し得るが、グラフ２００Ｂに示されている圧延製品の深さ全体にわたるアルミニウム濃度は実質的に一定のままであり得る。上述のように、この増加するアルミニウム分布は、圧延製品の表面近くに１つまたは複数の欠陥１３０が存在することを示し得る。１つまたは複数の欠陥が増えると、存在するアルミニウムの隆起が減少する可能性がある。逆に、アルミニウムの隆起の増加は、１つまたは複数の欠陥１３０の欠如または減少を示し得る。したがって、マイクロ粒子表面下構造の表面とバルク１２０との間のアルミニウムの一定の分布は、１つまたは複数の欠陥１３０のより低い隆起または存在を示し得る。

図２Ｂの合金元素分配線２２０Ｂは、圧延製品内の合金元素１４０の例示的な元素プロファイルを示している。示されるように、合金元素１４０の密度は、圧延製品の深さ全体にわたって実質的に同じままであり得る。すなわち、マイクロ粒子表面下構造の表面またはその近くでの合金元素１４０の隆起は、バルク１２０でまたはその内部での合金元素１４０の隆起と類似しているまたは同じであり得る。

図２Ｃは、圧延製品の深さへの銅の様々な分布の例示的なデータプロットを提供する。具体的には、図２Ｃに示されるグラフ２００Ｃは、圧延表面近傍微細構造を有する圧延製品と、マイクロ粒子表面下構造を有する圧延製品との間の銅分布の比較例を示している。マイクロ粒子表面下構造線２３０Ｃは、圧延製品内の銅の例示的な元素プロファイルを示している。示されているように、高密度の銅が圧延製品の表面近くに存在し得る。銅の隆起は、表面近くで最も高く、その後、圧延製品の約３００ｎｍの深さまで減少した後、次第に増加し、一定またはほぼ一定の濃度に達し得る。圧延製品の深さ０ｎｍ～３００ｎｍの範囲は、マイクロ粒子表面下構造に対応し得る。したがって、例示的な実施形態では、高密度の銅の集団は、マイクロ粒子表面下構造内に存在し得、次いで、圧延製品のバルク（例えば、バルク１２０）内のより低い密度の集団に次第に減少し得る。

圧延表面近傍微細構造線２３５Ｃは、圧延表面近傍微細構造１１０などの圧延表面近傍微細構造内の銅の例示的な元素プロファイルを示す。示されているように、高密度の銅が圧延製品の表面近くに存在し得る。圧延製品内の銅の存在は、約１２００ｎｍ（１．２μｍ）まで次第に増加し、その後一定またはほぼ一定の濃度に達し得る。圧延製品の深さ０ｎｍ～１２００ｎｍの範囲は、圧延表面近傍微細構造に対応し得る。したがって、例示的な実施形態では、低密度の銅の集団は、圧延表面近傍微細構造内に存在し得、次いで、圧延製品のバルク（例えば、バルク１２０）内のより高い密度の集団に次第に増加し得る。

図２Ｄは、圧延製品の深さへの亜鉛の様々な分布の例示的なデータプロットを提供する。具体的には、図２Ｄは、グラフ２００Ｄを示し、圧延表面近傍微細構造を有する圧延製品と、マイクロ粒子表面下構造を有する圧延製品との間の亜鉛分布の比較例を示している。マイクロ粒子表面下線２３０Ｄは、圧延製品内の亜鉛の例示的な元素プロファイルを示している。グラフ２００Ｄに示されるように、高密度の亜鉛が圧延製品の表面近くに存在し得る。亜鉛の隆起は、表面近くで最も高く、その後、圧延製品の約３００ｎｍの深さまで減少した後、次第に増加し、一定またはほぼ一定の濃度に達し得る。圧延製品の深さ０ｎｍ～３００ｎｍの範囲は、マイクロ粒子表面下構造に対応し得る。したがって、例示的な実施形態では、高密度の亜鉛の集団は、マイクロ粒子表面下構造内に存在し得、次いで、圧延製品のバルク（例えば、バルク１２０）内のより低い密度の集団に次第に減少し得る。

圧延表面近傍微細構造線２３５Ｄは、圧延表面近傍微細構造１１０などの圧延表面近傍微細構造内の亜鉛の例示的な元素プロファイルを示す。示されているように、高密度の亜鉛が圧延製品の表面近くに存在し得る。圧延製品内の亜鉛の存在は、約１５００ｎｍ（１．５μｍ）まで次第に増加し、その後一定またはほぼ一定の濃度に達し得る。圧延製品の深さ０ｎｍ～１５００ｎｍの範囲は、圧延表面近傍微細構造に対応し得る。したがって、例示的な実施形態では、低密度の亜鉛の集団は、圧延表面近傍微細構造内に存在し得、次いで、圧延製品のバルク（例えば、バルク１２０）内のより高い密度の集団に次第に増加し得る。

図３Ａは、アルミニウム合金製品１００の深さ全体にわたる欠陥の分布を示すプロットを提供する。グラフ２００Ａ及び２００Ｂと同様に、グラフ３００Ａは、圧延製品の深さにわたる欠陥の例示的な分布プロファイルを説明するため、例示的な目的で提供される。

グラフ３００Ａは、圧延製品の深さに対応するｘ軸を含む。グラフ３００Ａのｘ軸は、グラフ２００Ａ及び２００Ｂのｘ軸と同様に、圧延製品の深さに対応し得る。実施形態では、深さは、圧延製品の厚さに対応し得る。様々な実施形態において、ｘ軸の原点である０ｎｍは、圧延製品の表面に対応し得る。圧延製品の表面は、圧延表面近傍微細構造１１０の表面でもあり得る。

グラフ３００Ａはまた、複数のｙ軸を含む。複数のｙ軸は、アルミニウムの強度及び欠陥の強度に対応し得る。アルミニウム及び欠陥のいずれの強度も、圧延製品の所与の深さにそれぞれ存在するアルミニウムと欠陥のそれぞれの集団密度または濃度に対応し得る。例えば、グラフ３００Ａのアルミニウム分布線３１０Ａによってに示されるように、より低い濃度のアルミニウムが、圧延された製品の表面の近くに存在し得る。ただし、アルミニウムの濃度は増加し、圧延製品の深さ６００ｎｍ付近で安定した濃度に達し得る。このアルミニウム濃度の増加は、表面近くに１つまたは複数の欠陥１３０が存在することを示し得る。換言すれば、圧延製品の表面近くのアルミニウムの濃度が低いことは、圧延表面近傍微細構造１１０内の１つまたは複数の欠陥１３０を示し得る。

欠陥分布線３２０Ａは、圧延製品の深さ全体にわたる欠陥の集団密度または濃度に対応し得る。欠陥は、１つまたは複数の欠陥１３０のうちの１つまたは複数に対応し得る。例えば、欠陥は、巻き込まれた材料１３０ｃ、ボイド１３０ｂ、及び／または内部亀裂１３０ａに対応し得る。

欠陥分布線３２０Ａによって示されるように、１つまたは複数の欠陥１３０のより高い濃度が、圧延された製品の表面の近くに存在し得る。表面近くの欠陥のより高い濃度は、圧延された表面近くの微細構造１１０内の欠陥の存在に対応し得る。欠陥の濃度は、圧延製品の深さがより深くなるにつれ減少し得る。ある時点で、例えば圧延製品の深さ６００ｎｍ付近で、欠陥濃度はより低い定常濃度に達し得る。実施形態では、欠陥の濃度が定常濃度に達する点は、圧延表面近傍微細構造１１０とバルク１２０との間の境界１１５に対応し得る。

例示的な実施形態では、欠陥は、巻き込まれた材料１３０ｃに対応し得る。例えば、欠陥は、巻き込まれた圧延潤滑剤に対応し得る。そのような例示的な実施形態では、欠陥分布線３２０Ａは、圧延製品の深さ全体にわたる炭素濃度を示すか、またはそれに対応し得る。圧延製品の最初の６００ｎｍ内の高濃度の炭素は、圧延表面近傍微細構造１１０内に閉じ込められた圧延潤滑剤を示し得る。圧延製品の加工中に、圧延潤滑剤及び他の加工材料が、圧延表面近傍微細構造１１０に組み込むまれる可能性がある。したがって、圧延表面近傍微細構造１１０内など、圧延製品の表面近くに、より高濃度の巻き込まれた材料１３０ｃが存在し得る。しかしながら、バルク１２０に向かって深くなるにつれ、巻き込まれた材料１３０ｃの濃度は、濃度が第１の組成物のより低い定常濃度に達するまで減少し得、これは、いくつかの欠陥についてはゼロであり得る。

図３Ｂは、アルミニウム合金製品１００の深さ全体にわたる欠陥の分布を示すプロットを提供する。グラフ３００Ａと同様に、グラフ３００Ｂは、圧延製品の深さにわたる欠陥の例示的な分布プロファイルを示すため、具体的には、図３Ａに示される圧延表面近傍微細構造１１０と図３Ｂに示されるマイクロ粒子表面下構造との間の欠陥分布間のコントラストを示すため、例示的な目的で提供される。

グラフ３００Ｂ、圧延製品の深さに対応するｘ軸を含む。グラフ３００Ｂのｘ軸は、グラフ３００Ａのｘ軸と同様に、圧延製品の深さに対応し得る。実施形態では、深さは、圧延製品の厚さに対応し得る。実施形態では、深さは、圧延製品の厚さに対応し得る。様々な実施形態において、ｘ軸の原点である０ｎｍは、圧延製品の表面に対応し得る。圧延製品の表面は、マイクロ粒子表面下構造の表面でもあり得る。

グラフ３００Ｂはまた、複数のｙ軸を含む。複数のｙ軸は、アルミニウムの強度及び欠陥の強度に対応し得る。アルミニウム及び欠陥のいずれの強度も、圧延製品の所与の深さにそれぞれ存在するアルミニウムと欠陥のそれぞれの集団密度または濃度に対応し得る。例えば、グラフ３００Ｂのアルミニウム分配線３１０Ｂによって示されるように、圧延製品の表面近くに存在するアルミニウムの濃度は、圧延製品の深さ全体に存在するアルミニウムの濃度と同じであるかまたは類似し得る。上記のように、圧延製品の表面からバルク１２０に向かってアルミニウムの濃度が増加することは、表面近くに１つまたは複数の欠陥１３０が存在することを示し得る。したがって、圧延製品の表面とバルク１２０との間にアルミニウムが安定して集中していることは、表面近くに１つまたは複数の欠陥１３０がないことを示し得る。

欠陥分布線３２０Ｂ（図３Ｂの直線）は、圧延製品の深さ全体にわたる欠陥の集団密度または濃度に対応し得る。欠陥は、１つまたは複数の欠陥１３０のうちの１つまたは複数に対応し得る。例えば、欠陥は、巻き込まれた材料１３０ｃ、ボイド１３０ｂ、内部亀裂１３０ａなどに対応し得る。欠陥分布線３２０Ｂで示されるように、表面近傍濃度と圧延製品のバルク１２０に向かう濃度または圧延製品の深さの濃度の間の表面近傍欠陥の濃度は一定のままであり得る。欠陥の濃度は、マイクロ粒子表面下構造と圧延製品の深さの間で実質的に同じままであり得る。例えば、圧延製品の表面近傍欠陥の濃度は、圧延製品への６００ｎｍの深さの周りの欠陥の濃度と同じまたは類似しているか、圧延製品の深さ１２００ｎｍ付近の欠陥の濃度と同じまたは類似しているか、圧延製品の深さ１８００ｎｍ付近の欠陥の濃度と同じまたは類似しているか、または圧延製品の深さ２４００付近の欠陥の濃度と同じまたは類似し得る。

図４Ａは、アルミニウム合金製品１００の深さにわたる粒子サイズ分布のプロットを提供する。上記のグラフ２００Ａ及びグラフ３００Ａと同様に、グラフ４００Ａは、深さの関数としての相対的な粒子サイズの例示的な分布を説明するための例示的な目的のために提供される。

グラフ４００Ａは、圧延製品の深さに対応するｘ軸を含む。ｘ軸は、グラフ２００Ａ、２００Ｂ、３００Ａ、及び３００Ｂのｘ軸と同じであり得る。ｘ軸は、０ｎｍの起点から開始して、圧延製品の深さに対応し得る。起点である０ｎｍは、圧延製品の表面に対応し得る。起点はまた、圧延表面近傍微細構造１１０の表面に対応し得る。ｘ軸は２４００ｎｍの深さまで延長し得る。グラフ２００Ａの深さに関する議論と同様に、深さは、圧延された組成物によって占められる空間に対応し得る。実施形態では、深さは、圧延製品の厚さに対応し得る。例えば、グラフ４００Ａに示されるように、２４００ｎｍの深さは、バルク１２０の深さに対応し得る。しかしながら、他の実施形態では、深さは２４００ｎｍより大きくてもよく、または２４００ｎｍより小さくてもよい。

グラフ４００Ａはｙ軸も含む。ｙ軸は、圧延製品の深さ全体にわたる例示的なアルミニウム合金製品１００の粒子サイズに対応する。粒子サイズは、圧延製品が作成されるときのアルミニウム合金の下にある成分の結晶化サイズに対応し得る。粒子サイズ分布線４１０Ａは、圧延製品の深さ全体の粒子サイズに対応する。グラフ４００Ａに示されるように、圧延製品の表面近傍における粒子サイズは、バルク１２０のより近くにおける粒子サイズよりも大きくなり得る。粒子サイズは、圧延表面近傍の微細構造１１０内の表面近くで最大であり得、次いで、バルク１２０に向かって減少していき、粒子サイズが一定の粒子サイズとなり得る。実施形態では、粒子サイズは、約６００ｎｍ付近で一定のサイズに達し得る。粒子サイズが一定のサイズに達する点は、圧延表面近傍微細構造１１０とバルク１２０との間の境界１１５に対応し得る。いくつかの場合において、バルク１２０内の粒子サイズはより大きく、５μｍ～５０μｍの範囲であり得る。様々な実施形態において、粒子サイズは、バルク１２０内などの特定の深さで超微細であり得る。例えば、粒子サイズは、バルク１２０において１０ｎｍ～５μｍであり得る。いくつかの実施形態では、酸化物層の下の細粒層は、超微粒子を有するように形成され得る。他の実施形態では、粒子サイズは、圧延表面近傍微細構造１１０内においては小さいが、バルク１２０のより近くにおいてはより大きくなり得る。

圧延表面近傍微細構造１１０内に存在する１つまたは複数の欠陥１３０は、アルミニウム合金製品１００の化学的性能にも影響を及ぼし得る。具体的には、合金元素１４０の高密度集団１３０ｅは、アルミニウム合金製品１００の腐食感度を増加させる可能性がある。上記のように、高密度集団１３０ｅは、高密度集団１３０ｅを構成する合金元素１４０が隣接する元素または化合物よりも速く拡散する可能性があるため、または合金元素１４０が隣接する元素や化合物よりも反応性が高い可能性があるため、部分的に、アルミニウム合金製品１００の腐食傾向を増加させ得る。次に、高密度集団１３０ｅは、圧延表面近傍微細構造１１０内に反応性ポケットを作成する可能性があり、これは、好ましい腐食伝播条件につながり得る。

図４Ｂは、アルミニウム合金製品１００の深さにわたる粒子サイズ分布のプロットを提供する。上記のグラフ２００Ａ、２００Ｂ、３００Ａ、３００Ｂ、及び４００Ａと同様に、グラフ４００Ｂは、マイクロ粒子表面下構造の深さの関数としての相対的な粒子サイズの例示的な分布を説明するための例示的な目的のために提供される。

グラフ４００Ｂ、圧延製品の深さに対応するｘ軸を含む。ｘ軸は、グラフ４００Ａのｘ軸と同じであり得る。ｘ軸は、０ｎｍの起点から開始して、圧延製品の深さに対応し得る。起点である０ｎｍは、圧延製品の表面に対応し得る。起点はまた、マイクロ粒子表面下構造の表面に対応し得る。ｘ軸は２４００ｎｍの深さまで延長し得る。グラフ２００Ｂ及び３００Ｂの深さと同様に、深さは、第２の構成によって占められる空間に対応し得る。実施形態では、深さは、圧延製品の厚さに対応し得る。例えば、グラフ４００Ｂに示されるように、２４００ｎｍの深さは、バルク１２０の深さに対応し得る。しかしながら、他の実施形態では、深さは２４００ｎｍより大きくてもよく、または２４００ｎｍより小さくてもよい。

グラフ４００Ｂはｙ軸も含む。グラフ４００Ａと同様に、ｙ軸は、圧延製品の深さ全体にわたるアルミニウム合金製品１００の粒子サイズに対応し得る。粒子サイズは、圧延製品が作成されるときのアルミニウム合金の下にある成分の結晶化サイズに対応し得る。粒子サイズ分布線４１０Ｂは、圧延製品の深さ全体の粒子サイズに対応する。グラフ４００Ｂに示されるように、圧延製品の表面近傍における粒子サイズは、バルク１２０のより近くにおける粒子サイズと実質的に同じまたは類似し得る。実施形態では、粒子サイズは、マイクロ粒子表面下構造及びバルク１２０全体にわたる微細な粒子サイズであり得る。いくつかの場合では、粒子サイズは深さ全体で超微細であり得る。例えば、結晶粒径は、圧延製品の表面及びバルク１２０全体で１０ｎｍ～５μｍであり得る。他の実施形態では、粒子サイズは、圧延表面近傍微細構造１１０の粒子サイズよりも大きいなど、微小粒子の表面下構造及びバルク１２０全体にわたってより大きな粒子サイズであり得る。

圧延表面近傍微細構造１１０内の上記の１つまたは複数の欠陥１３０及び異なる粒子サイズは、アルミニウム合金製品１００の機械的性能に影響を与え得る。例えば、巻き込まれた材料１３０ｃまたは圧延表面近傍微細構造１１０内の他の欠陥の存在は、圧延表面近傍の微細構造１１０がバルク１２０とは異なる延性を有する原因となる可能性がある。圧延表面近傍の微細構造１１０とバルク１２０との間の異なる延性は、圧延表面近傍微細構造１１０がバルク１２０よりも変形が少ない可能性があるため、機械的故障をもたらし得る。

実施形態では、圧延表面近傍微細構造の機械的変更は、圧延表面近傍微細構造を改変して、第１の表面領域及び第２の表面領域を生成することを含み得る。第１の表面領域は、５００ｎｍ未満の厚さを有する表面近傍微細構造（ＮＳＭ）であるか、またはそれを含み得る。例えば、第１の表面領域の圧延表面近傍微細構造は、４００ｎｍ～５００ｎｍ、３００ｎｍ～４００ｎｍ、２００ｎｍ～３００ｎｍ、１００ｎｍ～２００ｎｍ、５０ｎｍ～１００ｎｍ、１０ｎｍ～５０ｎｍ、または１ｎｍ～１０ｎｍの厚さを有し得る。いくつかの場合では、第１の表面領域は、微量の圧延表面近傍微細構造のみが存在するような、圧延表面近傍微細構造を実質的に含まない可能性がある。

第２の表面領域は、表面近傍微細構造を備えないか、または実質的に備えない場合がある。第２の表面領域は、酸化物層を含み得る。酸化物層は、１ｎｍ～２０ｎｍまでの厚さを有し得る。例えば、酸化物層は、１ｎｍ～１５ｎｍ、１ｎｍ～１０ｎｍ、１ｎｍ～５ｎｍ、または１ｎｍ～２ｎｍの範囲であり得る。いくつかの場合では、第２の表面領域は、酸化物層を含まないか、または実質的に含まない可能性がある。マイクロ粒子表面下構造は、酸化物層とバルクの間に存在し得る。マイクロ粒子表面下構造は、１ｎｍ～２μｍの厚さを有し得る。例えば、マイクロ粒子表面下構造は、１ｎｍ～１μｍ、１０ｎｍ～８００ｎｍ、５０ｎｍ～８００ｎｍ、１００ｎｍ～８００ｎｍ、１００ｎｍ～５００ｎｍ、または１００ｎｍ～４００ｎｍの厚さを有し得る。

いくつかの実施形態では、第１の表面領域及び第２の表面領域のいずれも、圧延表面近傍微細構造の機械的変更の後に存在し得る。第１の表面領域及び第２の表面領域は、第１の表面領域は第２の表面領域に対して５０％以下の比率で存在し得る。例えば、第１の表面領域の面積と第２の表面領域の面積との比は、４０％以下、３０％以下、２０％以下、１５％以下、１０％以下、５％以下、または１％以下であり得る。いくつかの場合では、圧延表面近傍微細構造を機械的に変更した後、第１の表面領域が存在しないことがあり得る。いくつかの実施形態では、第１の表面領域及び第２の表面領域は、不連続であり得る。例えば、第２の表面領域は、第１の表面領域内に「島」またはポケットを形成し得る。

様々な実施形態において、圧延表面近傍微細構造の機械的変更は、本明細書ではマイクロ粒子表面下構造と呼ばれる、改変された表面近傍微細構造の新しい層を作成することを含み得る。例えば、圧延表面近傍微細構造を機械的に変更すると、マイクロ粒子表面化構造を備える第１の表面領域を生成し得る。マイクロ粒子表面下構造の新しい層は、圧延表面近傍微細構造からの材料及び／またはバルクからの材料を含み得、いくつかの場合では、機械的変更プロセス中に提供される材料を任意に含み得る。図５Ａ、５Ｂ、及び５Ｃに示されるように、圧延表面近傍微細構造５１０を機械的に変更することは、微小粒子の表面下構造５１２を作成することを含み得る。まず初めに、図５Ａでは、アルミニウム合金製品５００は、圧延表面近傍微細構造５１０及びバルク５２０を含む圧延製品を含み得る。圧延表面近傍微細構造５１０は、１つまたは複数の欠陥５３０を含む圧延された組成物を有し得る。１つまたは複数の欠陥５３０は、本明細書で論じられるような１つまたは複数の欠陥１３０と同じか、または異なり得る。同様に、圧延表面近傍微細構造５１０及びバルク５２０は、それぞれ、圧延表面近傍微細構造１１０及びバルク１２０と同じか、または異なり得る。

圧延表面近傍微細構造５１０の組成物は、１つまたは複数の欠陥５３０を含み得、これは、１つまたは複数の欠陥１３０と同じか、または異なり得る。１つまたは複数の欠陥５３０は、表面亀裂５３０ｄ、内部亀裂５３０ａ、ボイド５３０ｂ、巻き込まれた材料５３０ｃ、及び／または合金元素５４０の高密度集団５３０ｅを含み得る。したがって、１つまたは複数の欠陥５３０は、圧延表面近傍微細構造５１０内の合金元素５４０の不均一な分布、ならびに粒子サイズ及び構造の不均一な分布を含み得る。圧延表面近傍微細構造５１０とは対照的に、バルク５２０は、欠陥が最小または全くない第１の組成物を有し得る。第１の組成物は、図示のように、合金元素５４０の均一な分布を含み得、粒子サイズ及び構造の均一な分布を含み得る。図５Ａ、５Ｂ、及び５Ｃにて合金元素５４０の均一な分布がバルク５２０内のアレイとして示されているが、図示の構成は、合金元素５４０をアレイとして配置するのではなく、均質な分布を示すことを意図していることが理解されよう。実施形態では、合金元素５４０は、バルク５２０内でアレイになっていなくてもよく、代わりに、自然であるが均質な分布であり得る。

図５Ｂでは、圧延表面近傍微細構造５１０は、アブレーションによってなど、機械的に変更され得る。圧延表面近傍微細構造５１０を焼灼することは、グリット５５５で表面を物理的にアブレーションすることを含み得る。グリット５５５は、アブレーション装置５５０によって圧延製品の表面に向かって推進され得る。図７Ｂに関して以下に記されるように、アブレーション装置５５０は、圧延表面近傍微細構造５１０でグリット５５５をブラストするように構成され得る。アブレーション装置５５０の構成（例えば、力、角度、曝露時間）は、所望の変化の深さに依存し得る。実施形態では、アブレーション装置５５０は、グリット５５５をブラストするように構成されたサンドブラスト装置を含み得る。そのような実施形態では、グリット５５５は、砂、ガラス、または他のケイ酸塩ベースのグリットを含み得る。グリット５５５のサイズ及び組成物は、アルミニウム合金製品５００の用途、及び／または所望の圧延表面近傍微細構造５１０への機械的変更の程度に依存し得る。

いくつかの実施形態では、最上層５１２ａは、マイクロ粒子表面下構造５１２上に生成され得る。最上層５１２ａは、任意に酸化物層であり得るか、または酸化物層を含み得る。そのような酸化物層は、エポキシ接着剤などの接着剤との強力な結合を可能にし得る特定の厚さ、組成、及び構造を有し得る、操作された酸化物層であり得る。

いくつかの実施形態では、最上層５１２ａは、ケイ素含有層であり得るか、またはそれを含み得る。ケイ素含有層は、圧延表面近傍微細構造５１０の表面上または内部の結合部位の一部を改変することができる。上記のように、圧延表面近傍微細構造５１０は、伝達亀裂、ボイド、または割れ目などの１つまたは複数の欠陥５３０を含み得る。圧延表面近傍微細構造５１０上にケイ素含有層を堆積させることにより、圧延表面近傍微細構造５１０の圧延された組成物内の欠陥５３０のうちの１つ以上は、圧延表面近傍微細構造５１０の圧延された組成物よりも欠陥５３０よりも少ない欠陥５３０を有する第２の組成物を形成するように対処され得る。

圧延表面近傍微細構造５１０上にケイ素含有層を堆積させるために、ケイ素含有グリットとして具体化されたグリット５５５などのケイ素含有材料が使用され得る。実施形態では、圧延表面近傍微細構造５１０または圧延表面近傍微細構造５１０の一部上にケイ素含有層を堆積させることは、ケイ素含有グリットで圧延表面近傍微細構造５１０をグリットブラストすることを含み得る。例えば、ケイ素含有グリットは、ケイ素含有材料でコーティングまたは加工され得、インピンジメント時に、ケイ素含有材料を、圧延表面近傍微細構造５１０の表面などの表面に転写するように構成することができる。すなわち、グリット５５５が圧延表面近傍微細構造５１０に衝突するとき、衝撃の熱的、機械的、及び運動エネルギーは、グリット５５５をコーティングするケイ素含有材料が圧延表面近傍微細構造５１０へ移動することを引き起こすかまたは誘発し得る。例えば、グリット５５５が表面に衝突すると、局所的な熱過渡現象が発生し、ケイ素含有材料を表面に堆積させる。各グリット５５５粒子の個々の衝撃から生成されるエネルギーにより、アルミニウムの自然酸化物が破壊され得、それにより、ケイ素含有材料が表面に存在する酸化物と金属との両方に接触して結合する。アルミニウム合金製品の機械的変更プロセスまたは加工中に、複雑なアモルファスケイ素含有膜が圧延製品の表面に形成され、マイクロ内、マイクロ上、またはマイクロ粒子表面下構造５１２の一部としてケイ素含有層が生成され得る。実施形態では、ケイ素含有材料は、正または負の電荷を有するようにイオン化され得る。そのような実施形態では、ケイ素含有材料のイオン化状態は、ケイ素含有材料に、圧延表面近傍微細構造５１０に対して親和性を持たせることができる。したがって、グリット５５５が圧延表面近傍微細構造５１０と衝突すると、グリット５５５は、部分的にはケイ素含有材料のイオン電荷のために、ケイ素を圧延表面近傍微細構造５１０に移動させ得る。

上記のように、グリット５５５は、圧延表面近傍微細構造５１０に転写するためのケイ素含有材料を含むケイ素含有化合物で加工またはコーティングされ得る。例えば、グリット５５５は、酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ_３、ＳｉＯ_４などのＳｉＯ_ｘ）、シラン、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、トリエトキシシラン、Ｎ－ｓｅｃ－ブチル（トリメチルシリル）アミン、１，３－ジエチル－１，１，３，３，テトラメチルジシラザン、メチルシラン、ペンタメチルジシラン、テトラエチルシラン、テトラメチルジシラン、またはその他の適切な有機ケイ素化合物で加工され得る。実施形態では、ケイ素含有グリット５５５はまた、接着促進剤、腐食防止剤、美的ドーパント、カップリング剤、抗菌剤など、またはそれらの任意の組み合わせなどの追加の材料を含み得る。例示的なグリット５５５は、ＳＡＣＯグリットを含むか、または備え得る。

ケイ素含有材料は、圧延表面近傍微細構造５１０内の結合部位の一部を改変することができる。圧延表面近傍微細構造５１０は、容易に結合できないか、または結合を受容しない結合部位を有し得る。例えば、１つまたは複数の欠陥５３０が、結合部位を減少させるもしくは妨害し得るか、または結合部位は、望ましくない材料で占められ得る。結合部位を改善するために、ケイ素含有材料は、結合部位を開いて結合に利用できるようにすることができる。例えば、ケイ素含有材料は、所望のイオン電荷を付与するか、または結合部位での結合を改善及び促進するように結合部位の電気化学的または機械的構造を変化させることができる。実施形態では、グリット５５５のインピンジメントは、結合部位を改善し得る。例えば、グリット５５５の衝撃は、圧延表面近傍微細構造５１０を圧密するか、または結合部位の一部を占める望ましくない材料を除去し得る。

図５Ｃは、上記のケイ素含有グリット５５５によって圧延表面近傍微細構造５１０上に堆積され得る最上層５１２ａを示している。最上層５１２ａは、マイクロ粒子表面下構造５１２の生成中に、圧延表面近傍微細構造５１０の表面上に発達し得る。実施形態では、圧延表面近傍微細構造５１０上での最上層５１２ａの堆積または生成は、同時に発生するか、そうでなければ、ケイ素含有グリットの場合、表面に材料ケイ素含有物が移動するときなど、マイクロ粒子表面下構造５１２の生成に関連し得る。例えば、ケイ素含有材料内のケイ素は、圧延表面近傍微細構造５１０を変更または修正して、マイクロ粒子表面下構造５１２を形成し得る。圧延表面近傍微細構造５１０を変更または修正することは、上記のように、１つ以上の欠陥５３０に対処するため、及び／または結合部位を修正するために、圧延表面近傍微細構造５１０を統合することを含み得る。実施形態では、最上層５１２ａは、マイクロ粒子表面下構造５１２の第２の組成物とは異なる組成物を含み得る。例えば、第２の組成物は、第１の組成物に近い場合があり、１つまたは複数の合金元素５４０の均一な分布とともに主にアルミニウム合金を含む。対照的に、最上層５１２ａは、シラン、ケイ酸塩、酸化ケイ素、及び表面またはその近くで酸化物及び／またはアルミニウムに付着する他のケイ素ベースの材料を含む、ケイ素を含有したグリットを使用する場合などは、主にケイ素を含み得る。他の実施形態では、最上層５１２ａは、マイクロ粒子表面下構造５１２の第２の組成物と同様の組成物を有し得、任意で酸化物層を含み得る。

圧延表面近傍微細構造を機械的に変化して、マイクロ粒子表面下構造を有するようにするか、または生成させることは、アルミニウム合金製品の全体的な機械的及び化学的性能を改善するのに有用である。部分的には、アルミニウム合金製品の改善された機械的及び化学的性能は、１つまたは複数の欠陥の除去または変更に起因し得る。図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃは、いくつかの実施形態による、マイクロ粒子表面下構造６１２を生成するための、圧延表面近傍微細構造６１０を機械的に変化する概略図を提供する。

図６Ａは、アルミニウム合金製品６００の概略図を提供する。アルミニウム合金製品６００は、アルミニウム合金製品１００または５００と同じか、または異なり得る。アルミニウム合金製品６００は、バルク６２０及び圧延表面近傍微細構造６１０を含む圧延製品を含み得る。圧延表面近傍微細構造６１０及びバルク６２０は、それぞれ、圧延表面近傍微細構造１１０または５１０及びバルク１２０または５２０と同じか、または異なり得る。圧延表面近傍微細構造６１０とバルク６２０との間に境界６１５が任意に存在し得る。実施形態では、境界６１５は、境界１１５または５１５と同じか、または異なり得る。

図６Ａに示されるように、圧延表面近傍微細構造６１０は、１つまたは複数の欠陥６３０を有する圧延された組成物を有し得る。１つまたは複数の欠陥６３０は、１つまたは複数の欠陥１３０または５３０と同じか、または異なり得る。実施形態では、１つまたは複数の欠陥６３０は、内部亀裂６３０ａ、表面亀裂６３０ｄ、ボイド６３０ｂ、巻き込まれた材料６３０ｃ、及び／または合金元素６４０の高密度集団６３０ｅを含み得る。内部亀裂６３０ａは、圧延表面近傍微細構造６１０内に生成された亀裂に対応し得、表面亀裂６３０ｄは、圧延表面近傍微細構造６１０の表面に生成された亀裂に対応し得る。実施形態では、巻き込まれた材料６３０ｃは、圧延プロセス中に圧延表面近傍微細構造６１０に組み込まれた、巻き込まれた潤滑剤または酸化物に対応し得る。

アルミニウム合金製品１００及び５００に関して述べたように、合金元素６４０の高密度集団６３０ｅは、圧延表面近傍微細構造６１０内に存在し得る。バルク６２０内では、合金元素６４０は均一に分布され得、これは、バルク６２０の任意の所与の体積において、合金元素６４０が同じまたはほぼ同じ濃度で存在し得ることを意味する。図６Ａにおいて、バルク６２０内の合金元素６４０の均一な分布は、合金元素６４０のアレイとして描かれ得る。様々な実施形態において、合金元素６４０は、そのようなアレイ状には存在しない場合があり、むしろ、合金元素６４０の自然な合金化傾向に従って、バルク６２０全体にランダムに分布され得る。

対照的に、圧延表面近傍微細構造６１０内では、合金元素６４０は均一に分布されていなくてもよい。図６Ａに示されるように、合金化要素６４０は、圧延表面近傍微細構造６１０内に不均一に分布され得、合金化要素６４０の低密度集団のポケット及び合金化要素６４０の高密度集団６３０ｅのポケットを生成する。

圧延表面近傍微細構造６１０の圧延された組成物をより望ましい組成物に変更するために、圧延表面近傍微細構造６１０は、アルミニウム合金製品６００の加工中に機械的に変更され得る。例えば、圧延表面近傍微細構造６１０は、アルミニウム合金製品６００が任意の前加工プロセスを受ける前の任意の段階で機械的に変更され得る。様々な実施形態において、圧延表面近傍微細構造６１０は、熱間圧延プロセスが実行された後、または冷間圧延プロセスが実行された後に、機械的に変更され得る。他の実施形態では、圧延表面近傍微細構造６１０は、アルミニウム合金製品６００の最終的なゲージングプロセス中に機械的に変更され得る。

アルミニウム合金製品６００は、本明細書に開示される１つまたは複数の方法に従って加工され得る。例えば、アルミニウム合金製品を加工する方法は、バルク及び圧延表面近傍微細構造を有する圧延製品を提供することを含み得、圧延表面近傍微細構造は、１つ以上の欠陥を含む圧延組成物を有する。例えば、１つまたは複数の欠陥には、巻き込まれた酸化物、巻き込まれた油、伝達亀裂、ボイド、割れ目、不均一な結合部位、または合金元素の不均一性のうちの少なくとも１つが含まれ得る。この方法はまた、圧延表面近傍微細構造を機械的に変更して、圧延された組成物とは異なる第２の組成物を有するマイクロ粒子表面下構造を生成することを含み得る。いくつかの場合では、圧延表面近傍微細構造が、バルクの深さまでスペースを占めることがあり得る。他の実施形態では、第２の組成物は、圧延された組成物よりも少ない欠陥を含むが、バルクの第１の組成物よりも多くの欠陥を含み得る。例えば、第２の組成物は、バルクの第１の組成物と実質的に同じであってもよい、または第２の組成物は、１つ以上の欠陥を実質的に含まなくてもよい。さらに、第２の組成物は、粒子構造の均一性及び合金元素の分布の均一性を含み得る。

本開示の特定の実施形態によれば、アルミニウム合金製品６００などのアルミニウム合金製品を加工する方法は、圧延表面近傍微細構造を研削すること、圧延表面近傍微細構造をレーザーアブレートすること、圧延表面近傍微細構造をサンドブラストすること、及び／または圧延表面近傍微細構造を研磨することを含み得る。いくつかの実施形態では、圧延表面近傍微細構造を機械的に変更することは、圧延表面近傍微細構造を物理的にアブレーションすることを含み得る。いくつかの場合では、圧延表面近傍微細構造を物理的にアブレーションすることは、圧延表面近傍微細構造をグリットブラストすることを含み得る。さらに他の実施形態では、圧延表面近傍微細構造を機械的に変更することは、圧延表面近傍微細構造を制御された深さまで圧縮することを含み得る。例えば、圧延表面近傍微細構造を圧縮することは、表面近傍微細構造を制御された深さまでショットピーニングすることを含み得る。第２の組成物を機械的に変更することはまた、均質な超微粒子を生成することを含み得る。

圧延表面近傍微細構造を機械的に変更する方法はまた、圧延表面近傍微細構造を第１の改変プロセスに供し、次に圧延表面近傍微細構造を第２の改変プロセスに供することを含み得る。特定の実施形態では、機械的変更は、圧延表面近傍微細構造を第３の変更プロセスに供することをさらに含み得る。いくつかの例では、第１の変更プロセスは、圧延表面近傍微細構造を第１のグリットに曝すことを含み得、第２の変更プロセスは、圧延表面近傍微細構造を第２のグリットに曝すことを含み得、第３の変更プロセスは、表面近傍微細構造を第３のグリットに曝すことを含み得る。いくつかの例では、第１のグリットは第２のグリットよりも粗く、第２のグリットは第３のグリットよりも粗い。

本明細書に開示されるアルミニウム合金製品を加工する方法は、圧延製品の最終ゲージング中に圧延表面近傍微細構造を機械的に変更することを含み得る。しかしながら、他の実施形態では、圧延表面近傍微細構造を機械的に変更させることは、熱間圧延プロセスの後、及び／または冷間圧延プロセスの前に起こり得る。いくつかの実施形態では、圧延表面近傍微細構造を機械的に変更することは、圧延された製品を前加工する前に起こり得る。この方法は、圧延製品を前加工することをさらに含み得る。例えば、この方法は、圧延製品をエッチングすることによって圧延製品を前加工することを含み得る。

本明細書に開示される方法を介して機械的に変更される圧延製品は、７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金製品、６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金製品、または５ｘｘｘシリーズアルミニウム合金製品のうちの少なくとも１つを含み得る。様々な実施形態において、圧延製品は、熱間圧延製品または冷間圧延製品であり得る。

本明細書に開示される方法及び技術によるアルミニウム合金製品は、バルク及びマイクロ粒子表面下構造を有する圧延製品を含み得、ここで、圧延製品は、最初に、圧延表面近傍微細構造を機械的に変更して、圧延された組成物とは異なる第２の組成物を有するマイクロ粒子表面下構造を生成するように修正された、１つまたは複数の欠陥を含む圧延組成物を有する圧延表面近傍微細構造を有する。例えば、１つまたは複数の欠陥には、巻き込まれた酸化物、巻き込まれた油、伝達亀裂、ボイド、割れ目、不均一な結合部位、または合金元素の不均一性のうちの少なくとも１つが含まれ得る。圧延表面近傍微細構造が、バルクの深さまでスペースを占めることがあり得る。様々な実施形態において、第２の組成物は、圧延された組成物よりも少ないが、バルクの第１の組成物よりも多くの欠陥を含み得る。例えば、第２の組成物は、バルクの第１の組成物と実質的に同じであってもよく、または第２の組成物は、１つ以上の欠陥を実質的に含まなくてもよい。第２の組成物は、粒子構造の均一性及び合金元素の分布の均一性を含み得る。例えば、第２の組成物は、均質な超微粒子を含み得る。

様々な実施形態において、圧延製品は、７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金製品、６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金製品、及び５ｘｘｘシリーズアルミニウム合金製品のうちの少なくとも１つを含み得る。圧延製品は、熱間圧延製品または冷間圧延製品であり得る。特定の場合において、アルミニウム合金製品は、本明細書に開示される方法のいずれかに従って製造することができる。

図６Ｂに示されるように、アルミニウム合金製品６００の圧延表面近傍微細構造６１０は、様々な変更プロセス及び装置を使用して機械的に変更され得る。様々な実施形態において、圧延表面近傍微細構造６１０を機械的に変更することは、圧延表面近傍微細構造６１０の研削、物理的アブレーション、レーザーアブレーション、圧縮、サンドブラスト、研磨、ドライアイスブラスト、及び／または電解研磨を含み得る。図６Ｂに示されるように、１つまたは複数の研削要素６５０を使用して、圧延表面近傍微細構造６１０を機械的に変更することができる。研削要素６５０は、アルミニウム合金製品６００の全幅を延ばすことができる。実施形態では、研削要素６５０は、アルミニウム合金製品６００の幅の一部のみを延ばすことができる。

図６Ｂに示されるように、圧延表面近傍微細構造６１０の組成物は、研削要素６５０によって変更され得る。例えば、圧延表面近傍微細構造６１０は、内部亀裂６３０ａならびに巻き込まれた材料６３０ｃ及びボイド６３０ｂの一部を除去するように変更され得る。圧延表面近傍微細構造６１０の機械的変更は、研削要素６５０を使用することによって達成され得る。研削要素６５０は、１つまたは複数の研磨面を含み得る。例えば、研削要素６５０の外周は、研磨面を含み得る。例示的な研磨面には、ケイ酸塩ベースの表面、金属表面、ダイヤモンドもしくは硬質結晶化表面、石表面、またはセラミック表面が含まれ得るが、これらに限定されない。選択される研磨面のタイプは、圧延された組成物、特に、圧延表面近傍微細構造６１０内に存在する１つまたは複数の欠陥６３０の量及びタイプ、ならびにアルミニウム合金製品６００の用途に依存し得る。例えば、１つまたは複数の欠陥６３０が高密度のボイド６３０ｂを含み得るため、研削要素６５０の研磨面として石またはセラミック表面が選択され得る。研磨面として石またはセラミックを使用することにより、圧延表面近傍微細構造６１０は、機械的変更中に粉砕されると共に圧縮され得る。圧縮がボイド６３０ｂを除去する最適な手段であり得るため、高密度のボイド６３０ｂを含む圧延表面近傍微細構造にとって圧延表面近傍微細構造６１０を圧縮することが望ましくあり得る。

研磨面は、圧延表面近傍微細構造６１０に対して回転または研削されて、材料を除去し、及び／または圧延された組成物を再分配し得る。様々な実施形態において、研磨面は、平坦な表面またはアルミニウム合金製品６００の表面に平行な表面上にあり得る。表面を研削するために回転する代わりに、研磨面を前後に攪拌して、研磨面と圧延表面近傍微細構造６１０との間の所望の摩擦を達成することができる。表面の研削中に加えられる摩擦の量は、変更される圧延表面近傍微細構造６１０の量に比例し得る。例えば、表面に加えられるより高い摩擦は、圧延表面近傍微細構造６１０へのより高い変化率に対応し得る。研削要素６５０上の研磨面の様々な異なるグリットサイズを表面の研削に使用することができ、グリットサイズは、研削要素６５０によって適用される連続的な研削と共に任意に減少する。より堅牢な研削または摩擦効果を達成するために、最初はより大きなグリットサイズが望ましくあり得、その後の研削では、表面の変化を徐々に少なくさせ、望ましいマイクロ粒子表面下構造６１２を生成するために、より小さなグリットサイズが望ましくあり得る。

上記のように、圧延表面近傍微細構造６１０は、圧延された製品の表面からバルク６２０の深さまでの空間を占めることができる。例えば、深さは５００ｎｍを超え得る。しかしながら、他の実施形態では、深さは５００ｎｍ未満であり得る。深さは、２００ｎｍ～４００ｎｍ、３００ｎｍ～５００ｎｍ、４００ｎｍ～６００ｎｍ、２００ｎｍ～６００ｎｍ、５００ｎｍ～７００ｎｍ、５００ｎｍ～８００ｎｍ、または２００ｎｍ～８００ｎｍ、８００ｎｍ～１μｍ、１μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～１５μｍ、または１５μｍ～２０μｍの範囲であり得る。機械的変更中に、深さの一部である圧延表面近傍微細構造６１０が変更され得る。実施形態では、深さの一部を機械的に変更することができる。例えば、表面近傍微細構造６１０の深さが１０μｍである場合、機械的に変更された深さの部分は、圧延表面近傍微細構造６１０の最初の５μｍであり得る。機械的に変更された深さの部分は、または全体の深さに応じて、５０ｎｍ～１００ｎｍ、１００ｎｍ～２００、２００ｎｍ～４００ｎｍ、３００ｎｍ～５００ｎｍ、４００ｎｍ～６００ｎｍ、２００ｎｍ～６００ｎｍ、５００ｎｍ～７００ｎｍ、５００ｎｍ～８００ｎｍ、２００ｎｍ～８００ｎｍ、８００ｎｍ～１μｍ、１μｍ～５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～１５μｍ、１５μｍ～２０μｍまでの範囲であり得る。いくつかの実施形態では、圧延表面近傍微細構造６１０に対応する全体の深さを変更する場合がある。

マイクロ粒子表面下構造６１２は、上記のように圧延表面近傍微細構造６１０を機械的に変更することによって達成することができる。図６Ｃに示されるように、マイクロ粒子表面下構造の第２の組成物は、１つまたは複数の欠陥６３０を含まないか、または実質的に含まなくてもよい。１つまたは複数の欠陥６３０を実質的に含まないマイクロ粒子表面下構造とは、マイクロ粒子表面下構造６１２が、１つまたは複数の欠陥６３０を含まないマイクロ粒子表面下構造６１２と同様に機能することを意味し得る。すなわち、１つまたは複数の欠陥６３０を実質的に含まないことは、いくつかの欠陥６３０がマイクロ粒子表面下構造６１２内に存在はするが、存在する欠陥６３０は、アルミニウム合金製品６０２の機械的または化学的性能に感知できるほどの影響を及ぼさないことであり得る。第２の組成物は、圧延組成物とは異なり得る。様々な実施形態において、第２の組成物は、圧延された組成物と第１の組成物との間にあり得る。例示的な実施形態では、第２の組成物は、第１の組成物と同じまたは実質的に同じであり得る。

図６Ｃに示されるように、表面近傍微細構造６１２の第２の組成物は、合金元素６４０の再分布を含み得る。合金元素６４０の再分布は、合金元素６４０の高密度集団６３０ｅが、合金元素６４０の均質または比較的より均質な分布を達成するために再分配または変更されたことを意味し得る。マイクロ粒子表面下構造６１２内の合金元素６４０の再分布は、図６Ｃに示されるように、バルク６２０内の合金元素６４０の分布と同様であり得るが、様々な実施形態において、マイクロ粒子表面下構造６１２内の合金元素６４０の再分布は、バルク６２０内の分布とは異なって分布され得る。例えば、実施形態では、合金元素６４０は、マイクロ粒子表面下構造６１２内よりもバルク６２０内でより高い濃度で見出され得る。しかしながら、バルク６２０またはマイクロ粒子表面下構造６１２内の合金元素６４０の濃度または隆起に関係なく、合金元素６４０の分布は、両方内で均一であり得る。すなわち、合金元素６４０は、圧延された製品の任意の所与の体積内に均一に分布され得る。

マイクロ粒子表面下構造６１２の第２の組成物はまた、均質な粒子構造を備え得る。粒子構造の均一性によって、例えば、マイクロ粒子表面下構造６１２全体の結晶子サイズが同じであるか、またはバルク６２０の標準偏差内となり得る。様々な実施形態において、粒子構造の均一性は、バルク６２０の粒子構造の均一性と同じであるマイクロ粒子表面下構造６１２の粒子構造の均一性に対応し得る。例えば、圧延表面近傍微細構造６１０が機械的に変更され、マイクロ粒子表面下構造が生成された後、マイクロ粒子表面下構造６１２の粒子構造は、第１の組成物内の超微細粒子構造のものと一致する（または同様の）超微細粒子構造を備え得る。しかしながら、他の実施形態では、超微細粒子構造が、マイクロ粒子表面下構造６１２内で作成され得るが、バルク６２０は、より大きな均質な粒子構造を備え得る。いくつかの場合では、マイクロ粒子表面下構造６１２の粒子構造は、１０ｎｍ～５００ｎｍの平均直径を有するアルミニウム合金粒子を含み得る。図６Ｃには示されていないが、マイクロ粒子表面下構造６１２は、酸化物層などの最上層を含むか、またはその上に有し得る。

図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃは、別の実施形態による、マイクロ粒子表面下構造７１２を実現するための、圧延表面近傍微細構造を機械的に変更する概略図を提供する。まず初めに、図７Ａでは、アルミニウム合金製品７００は、バルク７２０及び圧延表面近傍微細構造７１０を有する圧延製品含み得る。バルク７２０は、バルク１２０、バルク５２０、またはバルク６２０と同じであるかまたは異なり得、圧延表面近傍微細構造７１０は、圧延表面近傍微細構造１１０、表面近傍微細構造５１０、または圧延表面近傍微細構造６１０と同じであるかまたは異なり得る。実施形態では、アルミニウム合金製品７００は、アルミニウム合金製品１００、アルミニウム合金製品５００、またはアルミニウム合金製品６００と同じであるかまたは異なり得る。

圧延表面近傍微細構造７００には、１つまたは複数の欠陥７３０を有し得る。１つまたは複数の欠陥７３０は、本明細書に記載されるように、１つまたは複数の欠陥１３０、５３０、または１つまたは複数の欠陥６３０と同じか、または異なり得る。実施形態では、１つまたは複数の欠陥７３０は、内部亀裂７３０ａ、表面亀裂７３０ｄ、ボイド７３０ｂ、巻き込まれた材料７３０ｃ、及び／または合金元素７４０の高密度集団７３０ｅを含み得る。図示のように、圧延表面近傍微細構造７１０内の合金元素７４０の分布は不均一であり得、高密度集団７３０ｅのポケット及び最小の合金元素７４０のポケットをもたらす。バルク１２０、バルク５２０、またはバルク６２０に関して論じられた第１の組成物と同様に、バルク７２０の第１の組成物は、合金元素７４０の均一な分布を提供し得る。バルク７２０の第１の組成物と圧延表面近傍微細構造７１０の圧延された組成物との間は、任意に境界７１５であり得る。境界７１５は、境界１１５、境界５１５、または境界６１５と同じか、または異なり得る。

図７Ｂでは、圧延表面近傍微細構造７１０は、機械的に変更され得る。圧延表面近傍微細構造７１０を機械的に変更することは、圧延表面近傍微細構造７１０をアブレーションすることを含み得る。圧延表面近傍微細構造７１０をアブレーションすることは、圧延表面近傍微細構造を物理的にアブレーションし、レーザーアブレーションし、及び／または圧縮することを含み得る。物理的アブレーションには、圧延表面近傍微細構造７１０をサンドまたはグリットブラストすることが含まれ得る。レーザーアブレーションは、表面を変化させるために、圧延表面近傍微細構造７１０にレーザービームまたは別の高強度ビームを照射することを含み得る。圧延表面近傍微細構造７１０を圧縮することは、表面をショットピーニングすることを含み得る。ショットピーニングは、塑性変形を達成するためにショットで表面に衝撃を与えることによって、圧延表面近傍微細構造７１０の機械的特性を修正することを含み得る。例示的なショットは、円形の金属、ガラス、ケイ酸塩、またはセラミック粒子を含み得る。

圧延表面近傍微細構造７１０を機械的に変更することは、１つまたは複数のアブレーション装置７５０を含み得る。１つまたは複数のアブレーション装置７５０は、圧延表面近傍微細構造７１０をアブレーションするための構成要素を含み得る。例示的な実施形態では、圧延表面近傍微細構造７１０を物理的にアブレーションすることは、表面をサンドブラストすることを含み得る。そのような実施形態では、アブレーション装置７５０は、グリットブラスト装置であり得る。アブレーション装置７５０は、圧延表面近傍微細構造７１０でグリット７５５をブラストするように構成され得る。アブレーション装置７５０がサンドブラスト装置であり得る実施形態では、グリット７５５は、サンド、ガラス、または他のケイ酸塩ベースのグリットを含み得る。グリット７５５のサイズ及び組成物は、アルミニウム合金製品７００の用途、及び／または圧延表面近傍微細構造７１０に所望する機械的変更の程度に依存し得る。いくつかの実施形態では、異なるグリットサイズの複数の連続するグリットブラストを適用するなど、様々なサイズのグリットを用いたグリットブラストを使用して表面をアブレーションすることが望ましい場合がある。例えば、より堅牢な変更効果を達成するために、最初はより大きなグリットサイズが望ましくあり得、その後のグリットブラストでは、表面の変化を徐々に少なくさせ、望ましいマイクロ粒子表面下構造７１２を生成するために、より小さなグリットサイズが望ましくあり得る。

圧延された表面近くの微細構造７１０を機械的に変更することが表面をショットピーニングすることを含む例示的な実施形態では、アブレーション装置７５０は、ピーニングデバイスを含み得る。例示的なショットピーニング方法は、物理的ショットピーニング、超音波ピーニング、湿式ピーニング、及びレーザーピーニングを含み得る。物理的なショットピーニングの場合、アブレーション装置７５０は、機械的変化を達成するのに十分な力で、圧延表面近傍微細構造７１０でショットを推進するように構成されたピーニング装置を含み得る。実施形態では、機械的変更は、圧延表面近傍微細構造７１０を圧縮して、圧延された製品の最外層内に塑性変形を作り出すことを含み得る。より少ない材料除去が望まれる用途では、研磨機械的変更よりもショットピーニングが好ましい場合がある。ショットピーニングは、圧延表面近傍微細構造７１０から粒子及び材料を除去する代わりに、圧延表面近傍微細構造７１０を圧縮するので、ショットピーニングは、特定の用途において圧延表面近傍微細構造７１０を機械的に変更する好ましい手段であり得る。

マイクロ粒子表面下構造７１２は、上記のように圧延表面近傍微細構造７１０を機械的に変更することによって生成することができる。新しく生成されたマイクロ粒子表面下構造７１２は、薄い表面層であり得る。実施形態では、マイクロ粒子表面下構造７１２は、１ｎｍ～２μｍであり得る。例えば、マイクロ粒子表面下構造７１２は、２５ｎｍ～５０ｎｍの厚さ、５０ｎｍ～１００ｎｍの厚さ、５０ｎｍ～２００の厚さ、５０ｎｍ～３００ｎｍの厚さ、５０ｎｍ～４００ｎｍの厚さ、５０ｎｍ～５００ｎｍの厚さ、５０ｎｍ～１００ｎｍの厚さ、１００ｎｍ～２００ｎｍの厚さ、１００ｎｍ～４００ｎｍの厚さ、１００ｎｍ～５００ｎｍ、５００ｎｍ～１μｍ、８００ｎｍ～２μｍ、または１μｍ～２μｍの厚さであり得る。

マイクロ粒子表面下構造７１２は、１つまたは複数の欠陥７３０を含まないか、または実質的に含まない第２の組成物を含み得る。上記のように、１つまたは複数の欠陥７３０が実質的にないことにより、マイクロ粒子表面下構造７１２が、第２の組成物に１つまたは複数の欠陥がないかのように機能することができる。実施形態では、マイクロ粒子表面下構造７１２が１つまたは複数の欠陥７３０を実質的に含まない場合、存在する欠陥７３０は、アルミニウム合金製品７００の機械的または化学的性能に影響を与えない可能性がある。マイクロ粒子表面下構造７１２の第２の組成物は、圧延表面近傍微細構造７１０の圧延された組成とは異なり得る。様々な実施形態において、第２の組成物は、圧延された組成物とバルク７２０の第１の組成物との間にあり得る。例示的な実施形態では、第２の組成物は、第１の組成物と同じであるかまたは実質的に同じであり得る。

上で論じたマイクロ粒子表面下構造５１２及び６１２と同様に、マイクロ粒子表面下構造７１２の第２の組成物は、合金元素７４０の均一な分布を含み得る。例示的な合金元素７４０は、亜鉛、マンガン、マグネシウム、銅、クロム、ケイ素、及び／または鉄を含み得る。図７Ｃに示されるように、合金元素７４０は、均質な分布を達成するために、マイクロ粒子表面下構造７１２内で再分配され得る。上記のように、マイクロ粒子表面下構造７１２内の合金元素７４０の再分布は、バルク７２０内の均一な分布と同様であり得る。しかしながら、他の実施形態では、合金元素７４０の再分布は、バルク７２０内の均一な分布とは異なり得る。図７Ｃに示されるように、マイクロ粒子表面下構造７１２内の合金元素７４０の再分布は、均一な分布を提供し得るが、分布は、バルク７２０内の均一な分布とは異なり得る。図７Ｃには示されていないが、マイクロ粒子表面下構造７１２は、酸化物層などの最上層を含むか、またはその上に有し得る。

例示的な実施形態では、圧延表面近傍微細構造の機械的変更は、マルチ変更プロセスを含み得る。マルチ変更プロセスは、圧延表面近傍微細構造を機械的に変化させるための優先的な手段であり得る。圧延表面近傍微細構造の機械的変更の間に、乱れた層が生成される可能性があり得る。乱れた層は、機械的変更プロセスによって変形する、圧延表面近傍微細構造の表面近くに生成された層であり得る。乱れた層を生成する可能性を最小限に抑えるために、マルチ変更プロセスが使用され得る。図８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、及び８Ｅに示されるように、マルチ変更プロセスは、任意に、３つの変更プロセスを含み得る。いくつかの実施形態では、２つの変更プロセスのみが使用され得るが、他の実施形態では、３つより多い変更プロセスが使用され得る。

図８Ａに示されるように、アルミニウム合金製品８００は、圧延表面近傍微細構造８１０及びバルク８２０を含む圧延製品を含み得る。圧延表面近傍微細構造８１０及びバルク８２０は、それぞれ、圧延表面近傍微細構造１１０、５１０、６１０または７１０、及びバルク１２０、５２０、６２０または７２０と同じであるか、または異なり得る。圧延表面近傍微細構造８１０は、１つまたは複数の欠陥８３０ａ～ｅ（集合的に欠陥８３０）を含む圧延された組成物を有し得る。１つまたは複数の欠陥８３０は、１つまたは複数の欠陥１３０、５３０、６３０、及び７３０に関して説明された欠陥のいくつかまたはすべてを含み得る。例えば、図８Ａに示されるように、１つ以上の欠陥８３０は、内部亀裂８３０ａ、ボイド８３０ｂ、巻き込まれ材料８３０ｃ、表面亀裂８３０ｄ、及び／または合金元素８４０の高密度集団８３０ｅを含み得る。議論された他の実施形態と同様に、１つまたは複数の欠陥８３０は、合金元素８４０の不均一な分布、ならびに粒子サイズ及び構造の不均一な分布を含み得る。１つまたは複数の欠陥８３０は、バルク８２０の第１の組成物内に存在しない場合がある。

所望の第２の組成物を達成するために、圧延表面近傍微細構造８１０は機械的に変更され得る。まず図８Ｂに示されるように、圧延表面近傍微細構造８１０は、第１の変更プロセスを受け得る。第１の変更プロセスは、変更の第１の手段によって圧延表面近傍微細構造８１０を変更することを含み得る。様々な実施形態において、第１の変更プロセスは、圧延表面近傍微細構造８１０の研削、物理的アブレーション、レーザーアブレーション、圧縮、サンドブラスト、研磨、ドライアイスブラスト、及び／または電解研磨を含み得る。例示的な目的のために、図８Ｂ、８Ｃ、及び８Ｄに示されている変更プロセスは、圧延表面近傍微細構造８１０を物理的にアブレーションすることを含み得る。具体的には、描写された変更プロセスは、圧延表面近傍微細構造８１０をグリットブラストすることを含み得る。

図８Ｂの第１の変更プロセス、図８Ｃの第２の変更プロセス、及び図８Ｃの第３の変更プロセスの各変更プロセスは、圧延表面近傍微細構造８１０でグリット８５５をブラストするように構成された変更装置８５０を含み得る。３つの変更プロセスのそれぞれで使用されるグリット８５５は、互いに異なり得る。例えば、第１の変更プロセスで使用されるグリット８５５ａは、第２の変更プロセスで使用されるグリット８５５ｂよりも大きくあり得、グリット８５５ｂは、第３の変更プロセスで使用されるグリット８５５ｃよりも大きいグリットであり得る。実施形態では、グリット８５５ａは、粗い３２０グリットサンドであり得、グリット８５５ｂは、４００グリットサンドであり得、グリット８５５ｃは、細かい６００グリットサンドであり得る。様々な実施形態において、機械的変更プロセスは、圧延表面近傍微細構造８１０を研削することを含み得る。このような実施形態では、第１の変更プロセスは、３２０グリットの研削面を使用し得、第２の変更プロセスは、４００グリットの研削面を使用し得、第３の変更プロセスは、６００グリットの研削面を使用し得る。

異なるグリット８５５ａ、８５５ｂ、及び８５５ｃを使用することにより、圧延表面近傍微細構造８１０が機械的に変更され、所望の第２の組成物が達成され得る。例えば、より粗いグリット８５５ａを最初に使用して、表面亀裂８３０ｄ及びボイド８３０ｂを変化させることができる。ただし、粗いグリット８５５ａは、粗く望ましくない特徴を持つ乱れた層を生成し得る。乱れた層の一部として、合金元素８４０の高密度集団８３０ｅが、圧延表面近傍微細構造８１０内の不均一な粒子構造と共に存在し得る。圧延表面近傍微細構造８１０において滑らかで均一な結晶子構造を達成するために、粗い結晶子８５５ａに続いて、結晶子８５５ｂ、次いで微細な結晶子８５５ｃが使用され得る。グリット８５５ｂ及び８５５ｃは、乱れた層を変化させ、滑らかで欠陥のないマイクロ粒子表面下構造８１２を作成することができる。上記のように、マイクロ粒子表面下構造８１２は、１つまたは複数の欠陥８３０を含まないか、または実質的に含まなくてもよい。図８Ｅには示されていないが、マイクロ粒子表面下構造８１２は、酸化物層などの最上層を含むか、またはその上に有し得る。

様々な実施形態において、異なるタイプの機械的変更が、各変更プロセスで使用され得る。例えば、第１の変更プロセスは、圧延表面近傍微細構造８１０をショットピーニングすることを含み得る。第２の変更プロセスは、圧延表面近傍微細構造８１０を研磨ローラーで研削することを含み得る。第３の変更プロセスは、圧延表面近傍微細構造８１０を微細グリット８５５でサンドブラストすることを含み得る。本明細書で論じられる機械的変更の任意の組み合わせを使用して、マイクロ粒子表面下構造８１２を作成することができる。

例示的な実施形態では、各変更プロセスは、グリット８５５の１０ポンドの負荷力を任意に使用することができる。各変更プロセスは、任意に２分間続き得る。様々な実施形態において、各変更プロセスは、２分超または２分未満の間続き得る。様々な実施形態では、各変更プロセスは、１０ポンド超または１０ポンド未満の荷重が使用され得る。各変更プロセス中に加えられる時間及び荷重は、所望のマイクロ粒子表面下構造８１２に依存し得る。

図８Ｅでは、マイクロ粒子表面下構造８１２が生成され得る。マイクロ粒子表面下構造８１２は、圧延された組成物とは異なる第２の組成物を有し得る。様々な実施形態において、第２の組成物は、圧延された組成物と第１の組成物との間にあり得る。例示的な実施形態では、第２の組成物は、第１の組成物と同じまたは実質的に同じであり得る。図８Ｅに示されるように、第２の組成物は、合金元素８４０の均一な分布を含み得る。マイクロ粒子表面下構造８１２内の合金元素８４０の分布は、バルク８２０内の分布とは異なる可能性があるが、両方の分布は均一であり得る。同様に、マイクロ粒子表面下構造８１２内の粒子サイズ分布は、バルク８２０内の粒子サイズ分布とは異なる可能性があるが、両方の粒子サイズ分布は均一であり得る。

機械的変更に続いて、得られた製品は、任意の適切な手段によって加工することができる。必要に応じて、例えば、シートを調製するために、加工ステップが使用され得る。そのような加工ステップには、均質化、熱間圧延、冷間圧延、溶体化熱加工、及び任意の予備老化ステップが挙げられるが、これらに限定されない。機械的に変更された製品は、シート、プレート、または他の適切な製品などの製品に加工及び製造され得る。
開示された金属製品の使用方法

本明細書に記載されている金属製品は、自動車用途、ならびに他の航空機、及び鉄道用途などの輸送用途、または任意の他の所望の用途に使用され得る。例えば、開示された金属製品を使用して、バンパー、サイドビーム、ルーフビーム、クロスビーム、ピラー補強材（例えば、Ａピラー、Ｂピラー、及びＣピラー）、インナーパネル、アウターパネル（外板）、サイドパネル（横板）、インナーフード、アウターフード、またはトランクリッドパネルなどの自動車構造部品が調製され得る。本明細書に記載の金属製品及び方法は、航空機または鉄道車両の用途にも、例えば、外部及び内部パネルを調製するためにも使用され得る。

本明細書に記載されている金属製品及び方法は、電子機器の用途にも使用できる。例えば、本明細書に記載の金属製品及び方法は、携帯電話及びタブレットコンピューターを含む電子デバイスの筐体を作るために使用され得る。いくつかの例では、金属製品は、携帯電話（例えば、スマートフォン）のアウターケーシング、タブレットボトムシャーシ、及び他の携帯電子機器の筐体を調製するために使用され得る。

本明細書に記載される製品、システム、及び方法で使用するための１ｘｘｘアルミニウム合金の非限定的な例には、ＡＡ１１００、ＡＡ１１００Ａ、ＡＡ１２００、ＡＡ１２００Ａ、ＡＡ１３００、ＡＡ１１１０、ＡＡ１１２０、ＡＡ１２３０、ＡＡ１２３０Ａ、ＡＡ１２３５、ＡＡ１４３５、ＡＡ１１４５、ＡＡ１３４５、ＡＡ１４４５、ＡＡ１１５０、ＡＡ１３５０、ＡＡ１３５０Ａ、ＡＡ１４５０、ＡＡ１３７０、ＡＡ１２７５、ＡＡ１１８５、ＡＡ１２８５、ＡＡ１３８５、ＡＡ１１８８、ＡＡ１１９０、ＡＡ１２９０、ＡＡ１１９３、ＡＡ１１９８、またはＡＡ１１９９が挙げられ得る。

本明細書に記載される製品、システム、及び方法で使用するための２ｘｘｘシリーズアルミニウム合金の非限定的な例には、ＡＡ２００１、Ａ２００２、ＡＡ２００４、ＡＡ２００５、ＡＡ２００６、ＡＡ２００７、ＡＡ２００７Ａ、ＡＡ２００７Ｂ、ＡＡ２００８、ＡＡ２００９、ＡＡ２０１０、ＡＡ２０１１、ＡＡ２０１１Ａ、ＡＡ２１１１、ＡＡ２１１１Ａ、ＡＡ２１１１Ｂ、ＡＡ２０１２、ＡＡ２０１３、ＡＡ２０１４、ＡＡ２０１４Ａ、ＡＡ２２１４、ＡＡ２０１５、ＡＡ２０１６、ＡＡ２０１７、ＡＡ２０１７Ａ、ＡＡ２１１７、ＡＡ２０１８、ＡＡ２２１８、ＡＡ２６１８、ＡＡ２６１８Ａ、ＡＡ２２１９、ＡＡ２３１９、ＡＡ２４１９、ＡＡ２５１９、ＡＡ２０２１、ＡＡ２０２２、ＡＡ２０２３、ＡＡ２０２４、ＡＡ２０２４Ａ、ＡＡ２１２４、ＡＡ２２２４、ＡＡ２２２４Ａ、ＡＡ２３２４、ＡＡ２４２４、ＡＡ２５２４、ＡＡ２６２４、ＡＡ２７２４、ＡＡ２８２４、ＡＡ２０２５、ＡＡ２０２６、ＡＡ２０２７、ＡＡ２０２８、ＡＡ２０２８Ａ、ＡＡ２０２８Ｂ、ＡＡ２０２８Ｃ、ＡＡ２０２９、ＡＡ２０３０、ＡＡ２０３１、ＡＡ２０３２、ＡＡ２０３４、ＡＡ２０３６、ＡＡ２０３７、ＡＡ２０３８、ＡＡ２０３９、ＡＡ２１３９、ＡＡ２０４０、ＡＡ２０４１、ＡＡ２０４４、ＡＡ２０４５、ＡＡ２０５０、ＡＡ２０５５、ＡＡ２０５６、ＡＡ２０６０、ＡＡ２０６５、ＡＡ２０７０、ＡＡ２０７６、ＡＡ２０９０、ＡＡ２０９１、ＡＡ２０９４、ＡＡ２０９５、ＡＡ２１９５、ＡＡ２２９５、ＡＡ２１９６、ＡＡ２２９６、ＡＡ２０９７、ＡＡ２１９７、ＡＡ２２９７、ＡＡ２３９７、ＡＡ２０９８、ＡＡ２１９８、ＡＡ２０９９，またはＡＡ２１９９が挙げられ得る。

本明細書に記載される製品、システム、及び方法で使用するための３ｘｘｘシリーズアルミニウム合金の非限定的な例には、ＡＡ３００２、ＡＡ３１０２、ＡＡ３００３、ＡＡ３１０３、ＡＡ３１０３Ａ、ＡＡ３１０３Ｂ、ＡＡ３２０３、ＡＡ３４０３、ＡＡ３００４、ＡＡ３００４Ａ、ＡＡ３１０４、ＡＡ３２０４、ＡＡ３３０４、ＡＡ３００５、ＡＡ３００５Ａ、ＡＡ３１０５、ＡＡ３１０５Ａ、ＡＡ３１０５Ｂ、ＡＡ３００７、ＡＡ３１０７、ＡＡ３２０７、ＡＡ３２０７Ａ、ＡＡ３３０７、ＡＡ３００９、ＡＡ３０１０、ＡＡ３１１０、ＡＡ３０１１、ＡＡ３０１２、ＡＡ３０１２Ａ、ＡＡ３０１３、ＡＡ３０１４、ＡＡ３０１５、ＡＡ３０１６、ＡＡ３０１７、ＡＡ３０１９、ＡＡ３０２０、ＡＡ３０２１、ＡＡ３０２５、ＡＡ３０２６、ＡＡ３０３０、ＡＡ３１３０、またはＡＡ３０６５が挙げられ得る。

本明細書に記載される製品、システム、及び方法で使用するための４ｘｘｘシリーズアルミニウム合金の非限定的な例には、ＡＡ４００４、ＡＡ４１０４、ＡＡ４００６、ＡＡ４００７、ＡＡ４００８、ＡＡ４００９、ＡＡ４０１０、ＡＡ４０１３、ＡＡ４０１４、ＡＡ４０１５、ＡＡ４０１５Ａ、ＡＡ４１１５、ＡＡ４０１６、ＡＡ４０１７、ＡＡ４０１８、ＡＡ４０１９、ＡＡ４０２０、ＡＡ４０２１、ＡＡ４０２６、ＡＡ４０３２、ＡＡ４０４３、ＡＡ４０４３Ａ、ＡＡ４１４３、ＡＡ４３４３、ＡＡ４６４３、ＡＡ４９４３、ＡＡ４０４４、ＡＡ４０４５、ＡＡ４１４５、ＡＡ４１４５Ａ、ＡＡ４０４６、ＡＡ４０４７、ＡＡ４０４７Ａ、またはＡＡ４１４７が挙げられ得る。

本明細書に記載される製品、システム、及び方法で使用するための５ｘｘｘシリーズアルミニウム合金の非限定的な例には、ＡＡ５１８２、ＡＡ５１８３、ＡＡ５００５、ＡＡ５００５Ａ、ＡＡ５２０５、ＡＡ５３０５、ＡＡ５５０５、ＡＡ５６０５、ＡＡ５００６、ＡＡ５１０６、ＡＡ５０１０、ＡＡ５１１０、ＡＡ５１１０Ａ、ＡＡ５２１０、ＡＡ５３１０、ＡＡ５０１６、ＡＡ５０１７、ＡＡ５０１８、ＡＡ５０１８Ａ、ＡＡ５０１９、ＡＡ５０１９Ａ、ＡＡ５１１９、ＡＡ５１１９Ａ、ＡＡ５０２１、ＡＡ５０２２、ＡＡ５０２３、ＡＡ５０２４、ＡＡ５０２６、ＡＡ５０２７、ＡＡ５０２８、ＡＡ５０４０、ＡＡ５１４０、ＡＡ５０４１、ＡＡ５０４２、ＡＡ５０４３、ＡＡ５０４９、ＡＡ５１４９、ＡＡ５２４９、ＡＡ５３４９、ＡＡ５４４９、ＡＡ５４４９Ａ、ＡＡ５０５０、ＡＡ５０５０Ａ、ＡＡ５０５０Ｃ、ＡＡ５１５０、ＡＡ５０５１、ＡＡ５０５１Ａ、ＡＡ５１５１、ＡＡ５２５１、ＡＡ５２５１Ａ、ＡＡ５３５１、ＡＡ５４５１、ＡＡ５０５２、ＡＡ５２５２、ＡＡ５３５２、ＡＡ５１５４、ＡＡ５１５４Ａ、ＡＡ５１５４Ｂ、ＡＡ５１５４Ｃ、ＡＡ５２５４、ＡＡ５３５４、ＡＡ５４５４、ＡＡ５５５４、ＡＡ５６５４、ＡＡ５６５４Ａ、ＡＡ５７５４、ＡＡ５８５４、ＡＡ５９５４、ＡＡ５０５６、ＡＡ５３５６、ＡＡ５３５６Ａ、ＡＡ５４５６、ＡＡ５４５６Ａ、ＡＡ５４５６Ｂ、ＡＡ５５５６、ＡＡ５５５６Ａ、ＡＡ５５５６Ｂ、ＡＡ５５５６Ｃ、ＡＡ５２５７、ＡＡ５４５７、ＡＡ５５５７、ＡＡ５６５７、ＡＡ５０５８、ＡＡ５０５９、ＡＡ５０７０、ＡＡ５１８０、ＡＡ５１８０Ａ、ＡＡ５０８２、ＡＡ５１８２、ＡＡ５０８３、ＡＡ５１８３、ＡＡ５１８３Ａ、ＡＡ５２８３、ＡＡ５２８３Ａ、ＡＡ５２８３Ｂ、ＡＡ５３８３、ＡＡ５４８３、ＡＡ５０８６、ＡＡ５１８６、ＡＡ５０８７、ＡＡ５１８７、またはＡＡ５０８８が挙げられ得る。

本明細書に記載される製品、システム、及び方法で使用するための６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金の非限定的な例には、ＡＡ６１０１、ＡＡ６１０１Ａ、ＡＡ６１０１Ｂ、ＡＡ６２０１、ＡＡ６２０１Ａ、ＡＡ６４０１、ＡＡ６５０１、ＡＡ６００２、ＡＡ６００３、ＡＡ６１０３、ＡＡ６００５、ＡＡ６００５Ａ、ＡＡ６００５Ｂ、ＡＡ６００５Ｃ、ＡＡ６１０５、ＡＡ６２０５、ＡＡ６３０５、ＡＡ６００６、ＡＡ６１０６、ＡＡ６２０６、ＡＡ６３０６、ＡＡ６００８、ＡＡ６００９、ＡＡ６０１０、ＡＡ６１１０、ＡＡ６１１０Ａ、ＡＡ６０１１、ＡＡ６１１１、ＡＡ６０１２、ＡＡ６０１２Ａ、ＡＡ６０１３、ＡＡ６１１３、ＡＡ６０１４、ＡＡ６０１５、ＡＡ６０１６、ＡＡ６０１６Ａ、ＡＡ６１１６、ＡＡ６０１８、ＡＡ６０１９、ＡＡ６０２０、ＡＡ６０２１、ＡＡ６０２２、ＡＡ６０２３、ＡＡ６０２４、ＡＡ６０２５、ＡＡ６０２６、ＡＡ６０２７、ＡＡ６０２８、ＡＡ６０３１、ＡＡ６０３２、ＡＡ６０３３、ＡＡ６０４０、ＡＡ６０４１、ＡＡ６０４２、ＡＡ６０４３、ＡＡ６１５１、ＡＡ６３５１、ＡＡ６３５１Ａ、ＡＡ６４５１、ＡＡ６９５１、ＡＡ６０５３、ＡＡ６０５５、ＡＡ６０５６、ＡＡ６１５６、ＡＡ６０６０、ＡＡ６１６０、ＡＡ６２６０、ＡＡ６３６０、ＡＡ６４６０、ＡＡ６４６０Ｂ、ＡＡ６５６０、ＡＡ６６６０、ＡＡ６０６１、ＡＡ６０６１Ａ、ＡＡ６２６１、ＡＡ６３６１、ＡＡ６１６２、ＡＡ６２６２、ＡＡ６２６２Ａ、ＡＡ６０６３、ＡＡ６０６３Ａ、ＡＡ６４６３、ＡＡ６４６３Ａ、ＡＡ６７６３、Ａ６９６３、ＡＡ６０６４、ＡＡ６０６４Ａ、ＡＡ６０６５、ＡＡ６０６６、ＡＡ６０６８、ＡＡ６０６９、ＡＡ６０７０、ＡＡ６０８１、ＡＡ６１８１、ＡＡ６１８１Ａ、ＡＡ６０８２、ＡＡ６０８２Ａ、ＡＡ６１８２、ＡＡ６０９１、またはＡＡ６０９２が挙げられ得る。

本明細書に記載される製品、システム、及び方法で使用するための７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金の非限定的な例には、ＡＡ７０１１、ＡＡ７０１９、ＡＡ７０２０、ＡＡ７０２１、ＡＡ７０３９、ＡＡ７０７２、ＡＡ７０７５、ＡＡ７０８５、ＡＡ７１０８、ＡＡ７１０８Ａ、ＡＡ７０１５、ＡＡ７０１７、ＡＡ７０１８、ＡＡ７０１９Ａ、ＡＡ７０２４、ＡＡ７０２５、ＡＡ７０２８、ＡＡ７０３０、ＡＡ７０３１、ＡＡ７０３３、ＡＡ７０３５、ＡＡ７０３５Ａ、ＡＡ７０４６、ＡＡ７０４６Ａ、ＡＡ７００３、ＡＡ７００４、ＡＡ７００５、ＡＡ７００９、ＡＡ７０１０、ＡＡ７０１１、ＡＡ７０１２、ＡＡ７０１４、ＡＡ７０１６、ＡＡ７１１６、ＡＡ７１２２、ＡＡ７０２３、ＡＡ７０２６、ＡＡ７０２９、ＡＡ７１２９、ＡＡ７２２９、ＡＡ７０３２、ＡＡ７０３３、ＡＡ７０３４、ＡＡ７０３６、ＡＡ７１３６、ＡＡ７０３７、ＡＡ７０４０、ＡＡ７１４０、ＡＡ７０４１、ＡＡ７０４９、ＡＡ７０４９Ａ、ＡＡ７１４９、ＡＡ７２０４、ＡＡ７２４９、ＡＡ７３４９、ＡＡ７４４９、ＡＡ７０５０、ＡＡ７０５０Ａ、ＡＡ７１５０、ＡＡ７２５０、ＡＡ７０５５、ＡＡ７１５５、ＡＡ７２５５、ＡＡ７０５６、ＡＡ７０６０、ＡＡ７０６４、ＡＡ７０６５、ＡＡ７０６８、ＡＡ７１６８、ＡＡ７１７５、ＡＡ７４７５、ＡＡ７０７６、ＡＡ７１７８、ＡＡ７２７８、ＡＡ７２７８Ａ、ＡＡ７０８１、ＡＡ７１８１、ＡＡ７１８５、ＡＡ７０９０、ＡＡ７０９３、ＡＡ７０９５、またはＡＡ７０９９が挙げられ得る。

本明細書に記載される製品、システム、及び方法で使用するための８ｘｘｘシリーズアルミニウム合金の非限定的な例には、ＡＡ８００５、ＡＡ８００６、ＡＡ８００７、ＡＡ８００８、ＡＡ８０１０、ＡＡ８０１１、ＡＡ８０１１Ａ、ＡＡ８１１１、ＡＡ８２１１、ＡＡ８１１２、ＡＡ８０１４、ＡＡ８０１５、ＡＡ８０１６、ＡＡ８０１７、ＡＡ８０１８、ＡＡ８０１９、ＡＡ８０２１、ＡＡ８０２１Ａ、ＡＡ８０２１Ｂ、ＡＡ８０２２、ＡＡ８０２３、ＡＡ８０２４、ＡＡ８０２５、ＡＡ８０２６、ＡＡ８０３０、ＡＡ８１３０、ＡＡ８０４０、ＡＡ８０５０、ＡＡ８１５０、ＡＡ８０７６、ＡＡ８０７６Ａ、ＡＡ８１７６、ＡＡ８０７７、ＡＡ８１７７、ＡＡ８０７９、ＡＡ８０９０、ＡＡ８０９１、及びＡＡ８０９３が挙げられ得る。

本明細書に開示される実施例は、さらに本発明を説明するのに役立つが、同時に、それのいかなる制限にもならないであろう。これに対して、本明細書の説明を読んだ後に、本発明の趣旨から逸脱することなく当業者にそれ自体を示唆し得る、様々な実施形態、それらの改変物及び均等物が用いられ得ると明らかに理解されるべきである。本明細書に記載の実施例及び実施形態はまた、特に明記しない限り、従来の手順を利用することができる。手順の一部は、例示の目的のために本明細書に記載される。

実施例１
次の表１は、マイクロ粒子表面下構造を生成するために機械的に変更された、様々なアルミニウム合金製品の改善された接着耐久性能を示す例示的な結果を示している。圧延表面近傍微細構造を維持し、機械的変化を受けていないアルミニウム合金製品の接着耐久性の結果を、比較のために表１に示す。

表１の結果の場合、試料１は、物理的摩耗を使用して機械的に変更された７０７５アルミニウム合金製品で構成されている。試料１は、研磨面を使用して機械的に変更され、マイクロ粒子表面下構造が生成されます。同様に、試料２は、Ｓ７０２などの同様の研磨面を使用して機械的に変更された別の７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金製品で構成されている。試料３及び４は、７０７５アルミニウム合金製品で構成されている。試料５、６、及び７は、追加の７ｘｘｘアルミニウム合金製品で構成されている。試料３、４、５、６、及び７はすべてミル仕上げである。試料３～７はいずれも機械的に変更されておらず、代わりに、圧延表面近傍微細構造を保持している。

すべての試料は、接着耐久性試験にかけられる。この試験では、各試料は２つのアルミニウム合金製品で構成され、同じ条件を使用して調製及び加工され、６つの結合部位を介して結合されている。次に、各試料は様々な試験条件にかけられる。例えば、試験条件は、塩溶液への浸漬、湿気条件への暴露、乾燥条件への暴露、または応力またはひずみを誘発する力の適用のうちの１つまたは複数を含み得る。各試料は、これらのテスト条件の多数のサイクルにかけられる。試料が受けるサイクル数は、機械的故障に達するまでのサイクル数、またはこの特定のテストで使用される最大サイクル数である６０サイクルのいずれかである。機械的故障には、接着不良、金属製品の破損、または接着剤の破損が含まれる。

表１から明らかなように、試料１及び２は、変更されていない試料３、４、５、６、及び７よりも大幅に優れた性能を示した。試料１及び２は接着耐久性試験を６０サイクル受けた後も、６つの結合すべてが無損傷であったマイクロ粒子表面化構造を備えている。対照的に、圧延表面近傍微細構造を備える５つのミル仕上げ試料はすべて、１０サイクル以内にすべての結合に対して機械的破損を受けた。

実施例２
図９は、本明細書で提供される技術及び方法に従って修正されたアルミニウム合金製品試料の元素分布の例示的な画像を提供する。図９に提供される画像は、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）を使用して撮影された。画像９１０は、アルミニウム合金製品試料の断面図を示している。示されるように、アルミニウム合金製品は、バルク８２０と類似するまたは同じであり得るバルク９１２を含む。アルミニウム合金製品はまた、酸化物層９１６を含む。堆積層９１４は、セクショニングおよびイメージングプロセス中に表面を保存するために酸化物層９１６を覆っている。酸化物層９１６の存在は、画像９３０で強調表示されている。示されるように、より高密度の酸素集団がバルク９１２の表面近くに存在し、酸化物層９１６を示している。このアルミニウム合金製品試料の断面図では、マイクロ粒子表面下構造は存在していない。マイクロ粒子表面下構造は、示されていないアルミニウム合金製品試料の他の表面領域に存在し得る。

画像９２０、９４０、及び９５０は、アルミニウム合金製品試料の断面全体にわたる様々な元素の分布を示している。画像９２０は、アルミニウム合金製品試料におけるアルミニウムの分布を示している。示されるように、アルミニウム密度は、バルク９１２全体で最も高く、バルク９１２の断面深さ全体で実質的に均一である。画像９４０は、アルミニウム合金製品試料における亜鉛の分布を示している。示されているように、亜鉛の集団は、アルミニウム合金製品試料の他の領域よりもバルク９１２内で多い。画像９５０は、アルミニウム合金製品試料におけるクロムの分布を示している。示されるように、クロムの存在は、バルク９１２においてより高く、バルク９１２においてより高密度の集団が存在する。

実験例３
図１０Ａ及び１０Ｂは、本明細書の技術に従って変更されたアルミニウム合金製品試料の例示的な画像を提供する。図１０Ａは、アルミニウム合金製品の断面を示す画像１０００Ａを提供する。図１０Ｂは、アルミニウム合金製品の断面を示す画像１０００Ｂを提供する。画像１０００Ａと１０００Ｂは同じ試料であるが、アルミニウム合金製品試料の表面領域の違いを示すために異なる領域から取得された。示されるように、画像１０００Ａのアルミニウム合金製品試料の表面領域は、マイクロ粒子表面下構造１０１０を含む。図１０Ａに示されるマイクロ粒子表面下構造１０１０は、最も厚い部分で約５００ｎｍの厚さを有する。写真に示されていない他の領域では、マイクロ粒子表面下構造１０１０は、１５０ｎｍ、１００ｎｍ、または５０ｎｍなど、実質的に５００ｎｍ未満の厚さを有し得る。

一部の領域では、アルミニウム合金製品試料の表面領域は、マイクロ粒子の表面下構造１０１０がない、または実質的にない場合がある。そのような領域の１つが図１０Ｂに示されている。画像１０００Ｂは、マイクロ粒子表面下構造１０１０を欠くアルミニウム合金製品試料の表面領域を示している。示されるように、酸化膜１０２０（すなわち、酸化物層１０２０）は、画像１０００Ｂのアルミニウム合金製品試料の表面領域に存在する。酸化膜１０２０の厚さは約４ｎｍである。画像１０００Ａと画像１０００ＢのいずれもＳＥＭを使用して撮影された。ＳＥＭの性質により、画像１０００Ｂのアルミニウム合金製品試料の表面は、画像化中の酸化膜１０２０の劣化を防ぐために、スパッタされた金膜で覆われている。

実施例４
図１１は、様々なアルミニウム合金製品試料の表面領域の例示的な画像を提供する。画像１１１０は、圧延表面近傍微細構造を有する第１のアルミニウム合金材料に対応する。画像１１２０は、マイクロ粒子表面下構造を有する第２のアルミニウム合金材料に対応する。画像１１１０及び１１２０は、第１の表面領域及び第２の表面領域の比率を示している。第１の表面領域と第２の表面領域との比率を分析するために、両方のアルミニウム合金材料の試料が、色度カラーマッピング技術を使用してカラーマッピングされた。光の吸収が大きいほど黄色の色調に対応し、光の吸収が少ないほど青色の色調に対応する。白黒画像として表示すると、黄色のトーンが明るく見え、青色のトーンが暗く見える場合がある。表面近傍微細構造を備える第１の表面領域は、より強い光吸収を示し、したがって黄色に見える。マイクロ粒子表面下構造を備える第２の表面領域は、より低い光吸収を示し、したがって青色に見える。

各試料の黄色と青色の表面領域の面積パーセンテージを評価して、第１の表面領域と第２の表面領域の比率を決定する。画像１１１０は、試料１１１２及び試料１１１４のカラーマッピングを含む。試料１１１２及び１１１４は、ミル仕上げの第１のアルミニウム合金材料の試料である。示されるように、試料１１１２の表面積は、４７％の第１の表面積及び５３％の第２の表面積を含む。示されるように、試料１１１４の表面積は、第１の表面積の５４．３％及び４５．７％の第２の表面積を含む。第１の表面領域の表面パーセンテージの増加は、欠陥を含む表面近傍微細構造が目立つことを示している。これは、第１のアルミニウム合金材料の結合耐久性が低いことに対応し得る。

画像１１２０は、試料１１２２及び試料１１２４のカラーマッピングを含む。試料１１２２及び１１２４は、本明細書の技術及び方法に従って機械的に変更された第２のアルミニウム合金材料の試料である。示されるように、試料１１２２の表面積は、３２．３％の第１の表面積及び６７．７％の第２の表面積を含む。示されるように、試料１１２４の表面積は、２２．４％の第１の表面積及び７７．６％の第２の表面積を含む。試料１１２２及び１１２４の場合、最初の表面領域の表面パーセンテージは試料１１１２及び１１１４と比較して減少し、１つまたは複数の欠陥を含む表面近傍微細構造の減少を示している。これは、第２のアルミニウム合金材料の結合耐久性が高いことに対応し得る。
実例

以下で使用されている場合、一連の実例へのいずれかの参照は、選言的に、それらの各実施例を参照するものとして理解されたい（例えば、「実例１～４」は「実例１、２、３、または４」として理解されたい）。

実例１は、アルミニウム合金製品であって、アルミニウム合金製品は、アルミニウム合金の粒子を含むバルク粒子構造を備えるバルクであって、アルミニウム合金は、アルミニウム、ならびに、亜鉛、マグネシウム、銅、クロム、ケイ素、鉄、及びマンガンからなる群から選択される１つまたは複数の合金元素を含む、バルクと、５００ｎｍ未満の厚さの表面近傍微細構造（ＮＳＭ）を含む第１の表面領域と、ＮＳＭを含まない第２の表面領域であって、第２の表面領域は酸化物層を含む、第２の表面領域と、酸化物層とバルクとの間に存在するマイクロ粒子表面下構造であって、マイクロ粒子表面下構造は、１ｎｍ～２μｍの厚さを有し、１つまたは複数の組成欠陥がないか、または実質的になく、１つまたは複数の組成欠陥は、有機物、油、炭化水素、土壌、無機残留物、巻き込まれた酸化物、または陽極酸化物を含み、かつ、バルク粒子構造とは異なる粒子構造を備え、粒子構造は、平均直径が１０ｎｍ～５００ｎｍのアルミニウム合金粒子を含む、マイクロ粒子表面下構造と、を含む。

実例２は、先行または後続の実例のいずれかに記載のアルミニウム合金製品であり、酸化物層は、１ｎｍ～２０ｎｍの厚さを有する。

実例３は、先行または後続の実例のアルミニウム合金製品であり、酸化物層は、１０ｎｍの平均厚さ及び５ｎｍの標準偏差を有する。

実例４は、先行または後続の実例のアルミニウム合金製品であり、酸化物層には、１つまたは複数の欠陥がないか、または実質的にない。

実例５は、先行または後続の実例のアルミニウム合金製品であり、ＮＳＭは１つまたは複数の組成欠陥を含み、１つまたは複数の組成欠陥は、有機物、油、炭化水素、土壌、無機残留物、巻き込まれた酸化物、または陽極酸化物を含む。

実例６は、先行または後続の実例のアルミニウム合金製品であり、第２の表面領域に対する第１の表面領域の比率は５０％未満である。

実例７は、先行または後続の実例のアルミニウム合金製品であり、第１の表面領域及び第２の表面領域は不連続である。

実例８は、先行または後続の実例のアルミニウム合金製品であり、マイクロ粒子表面下構造は、平均直径が１０ｎｍ～２μｍの沈殿物をさらに含み、沈殿物は、亜鉛、マグネシウム、銅、クロム、ケイ素、鉄、マンガンからなる群から選択される１つまたは複数の合金元素を含む。

実例９は、先行または後続の実例のアルミニウム合金製品であり、マイクロ粒子表面下構造上にケイ素含有層をさらに含み、ケイ素含有層は、マイクロ粒子表面下構造内の結合部位の一部を改変する。

実例１０は、先行または後続の実例のアルミニウム合金製品であり、マイクロ粒子表面下構造中のアルミニウムの重量パーセントは、バルク中のアルミニウムの重量パーセント未満である。

実例１１は先行または後続の実例のアルミニウム合金製品であり、ＦＬＴＭＢＶ１０１－０７標準試験による、２２サイクル～１００サイクル、またはそれ以上の接着耐久性を示す。

実例１２は、先行または後続の実例のアルミニウム合金製品であり、アルミニウム合金中のマグネシウム及び亜鉛の濃度は、２０重量％未満であり、濃度中のマグネシウムに対する亜鉛の比は、０．１～１０．０である。

実例１３は、先行または後続の実例のアルミニウム合金製品であり、バルク中のマグネシウムの濃度がマイクロ粒子表面下構造中よりも高いか、バルク中の銅の濃度がマイクロ粒子表面下構造よりも高いか、またはバルク中の亜鉛の濃度がマイクロ粒子表面下構造中よりも高い。

実例１４は、先行または後続の実例のアルミニウム合金製品であり、マイクロ粒子表面下構造は、バルクよりも多くの構造欠陥を含み、構造欠陥は、ボイド、伝達亀裂、または割れ目に対応するか、またはそれらを含む。

実例１５は、先行または後続の実例のアルミニウム合金製品であり、マイクロ粒子表面下構造は、バルクと実質的に同じである。

実例１６は、先行または後続の実例のアルミニウム合金製品であり、マイクロ粒子表面下構造は、バルクのものとは異なる粒子構造の均一性または合金元素の分布の均一性を含む。

実例１７は、アルミニウム合金製品を加工する方法であって、該方法は、アルミニウム合金の粒子を含むバルク粒子構造を備えるバルクであって、アルミニウム合金は、アルミニウム、ならびに、亜鉛、マグネシウム、銅、クロム、ケイ素、鉄、及びマンガンからなる群から選択される１つまたは複数の合金元素を含む、バルクと、５００ｎｍ超の厚さの表面近傍微細構造（ＮＳＭ）と、を含むアルミニウム合金製品を提供することと、ＮＳＭを改変して、５００ｎｍ未満の厚さの表面近傍微細構造（ＮＳＭ）を含む第１の表面領域と、ＮＳＭを含まない第２の表面領域であって、第２の表面領域は酸化物層を含む、第２の表面領域と、酸化物層とバルクとの間のマイクロ粒子表面下構造であって、マイクロ粒子表面下構造は、１ｎｍ～２μｍの厚さを有し、１つまたは複数の組成欠陥がないか、または実質的になく、１つまたは複数の組成欠陥は、有機物、油、炭化水素、土壌、無機残留物、巻き込まれた酸化物、または陽極酸化物を含み、かつバルク粒子構造とは異なる粒子構造を備え、粒子構造は、平均直径が１０ｎｍ～５００ｎｍのアルミニウム合金粒子を含む、マイクロ粒子表面下構造と、を生成することと、を含む。

実例１８は、先行または後続の実例の方法であり、酸化物層は、１ｎｍ～２０ｎｍの厚さを有する。

実例１９は、先行または後続の実例の方法であり、酸化物層は、１０ｎｍの平均厚さ及び５ｎｍの標準偏差を有する。

実例２０は、先行または後続の実例の方法であり、酸化物層は、１つまたは複数の欠陥がないか、または実質的にない。

実例２１は、先行または後続の実例の方法であり、ＮＳＭは１つまたは複数の組成欠陥を含み、１つまたは複数の組成欠陥は、有機物、油、炭化水素、土壌、無機残留物、巻き込まれた酸化物、または陽極酸化物を含む。

実例２２は、先行または後続の実例の方法であり、第２の表面領域に対する第１の表面領域の比率は５０％未満である。

実例２３は、先行または後続の実例の方法であり、第１の表面領域及び第２の表面領域は不連続である。

実例２４は、先行または後続の実例の方法であり、マイクロ粒子表面下構造は、平均直径が１０ｎｍ～２μｍの沈殿物をさらに含み、沈殿物は、亜鉛、マグネシウム、銅、クロム、ケイ素、鉄、マンガンからなる群から選択される１つまたは複数の合金元素を含む。

実例２５は、先行または後続の実例の方法であり、アルミニウム合金中のマグネシウム及び亜鉛の濃度は、２０重量％未満であり、濃度中のマグネシウムに対する亜鉛の比は、０．１～１０．０である。

実例２６は、先行または後続の実例の方法であり、マイクロ粒子表面下構造中のアルミニウムの重量パーセントは、バルク中のアルミニウムの重量パーセント未満である。

実例２７は、先行または後続の実例の方法であり、バルク中のマグネシウムの濃度がマイクロ粒子表面下構造中よりも高いか、バルク中の銅の濃度がマイクロ粒子表面下構造よりも高いか、またはバルク中の亜鉛の濃度がマイクロ粒子表面下構造中よりも高い。

実例２８は、先行または後続の実例の方法であり、マイクロ粒子表面下構造は、ＦＬＴＭＢＶ１０１－０７標準試験による、２２サイクル～１００サイクル、またはそれ以上の接着耐久性を提供する。

実例２９は、先行または後続の実例の方法であり、マイクロ粒子表面下構造は、ＮＳＭよりも構造欠陥が少なく、バルクよりも構造欠陥が多く、構造欠陥は、ボイド、伝達亀裂、または割れ目に対応するか、またはそれらを含む。

実例３０は、先行または後続の実例の方法であり、ＮＳＭを改変することは、マイクロ粒子表面下構造を生成するときにケイ素含有層を堆積すること、またはマイクロ粒子表面下構造の少なくとも一部をケイ素含有層でコーティングすることを含み、ケイ素含有層は、マイクロ粒子表面下構造内の結合部位の一部を改変する。

実例３１は、先行または後続の実例の方法であり、改変は、ＮＳＭを機械的変更に供することを含み、機械的変更は、ＮＳＭを研削すること、ＮＳＭを物理的アブレーションすること、ＮＳＭをグリットブラストすること、ＮＳＭをレーザーアブレーションすること、ＮＳＭをサンドブラストすること、またはＮＳＭを研磨することのうちの１つまたは複数を含む。

上で引用されているすべての特許、出版物、及び要約は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。例示された実施形態を含む実施形態の前述の説明は、例示及び説明の目的のためにのみ提示されており、網羅的であること、または開示された正確な形態に限定することを意図するものではない。それらの多数の改変、適合、及び使用が、当業者には明らかであろう。

Claims (31)

1. アルミニウム合金製品であって、
   アルミニウム合金の粒子を含むバルク粒子構造を備えるバルクであって、前記アルミニウム合金は、
   アルミニウム、ならびに、
   亜鉛、マグネシウム、銅、クロム、ケイ素、鉄、及びマンガンからなる群から選択される１つまたは複数の合金元素を含む、前記バルクと、
   ５００ｎｍ未満の厚さの表面近傍微細構造（ＮＳＭ）を含む第１の表面領域と、
   前記ＮＳＭを含まない第２の表面領域であって、前記第２の表面領域は酸化物層を含む、前記第２の表面領域と、
   前記酸化物層と前記バルクとの間に存在するマイクロ粒子表面下構造であって、前記マイクロ粒子表面下構造は、
   １ｎｍ～２μｍの厚さを有し、
   １つまたは複数の組成欠陥がないか、または実質的になく、前記１つまたは複数の組成欠陥は、有機物、油、炭化水素、土壌、無機残留物、巻き込まれた酸化物、または陽極酸化物を含み、かつ、
   前記バルク粒子構造とは異なる粒子構造を備え、前記粒子構造は、平均直径が１０ｎｍ～５００ｎｍのアルミニウム合金粒子を含む、前記マイクロ粒子表面下構造と、を含む、前記アルミニウム合金製品。
2. 前記酸化物層が、１ｎｍ～２０ｎｍの厚さを有する、請求項１に記載のアルミニウム合金製品。
3. 前記酸化物層が、１０ｎｍの平均厚さ及び５ｎｍの標準偏差を有する、請求項２に記載のアルミニウム合金製品。
4. 前記酸化物層には１つまたは複数の欠陥がないか、または実質的にない、請求項１に記載のアルミニウム合金製品。
5. 前記ＮＳＭが、１つまたは複数の組成欠陥を含み、前記１つまたは複数の組成欠陥は、有機物、油、炭化水素、土壌、無機残留物、巻き込まれた酸化物、または陽極酸化物を含む、請求項１に記載のアルミニウム合金製品。
6. 前記第２の表面領域に対する前記第１の表面領域の比率が５０％未満である、請求項１に記載のアルミニウム合金製品。
7. 前記第１の表面領域及び前記第２の表面領域が不連続である、請求項１に記載のアルミニウム合金製品。
8. 前記マイクロ粒子表面下構造が、平均直径が１０ｎｍ～２μｍの沈殿物をさらに含み、前記沈殿物は、亜鉛、マグネシウム、銅、クロム、ケイ素、鉄、マンガンからなる群から選択される１つまたは複数の合金元素を含む、請求項１に記載のアルミニウム合金製品。
9. 前記マイクロ粒子表面下構造上にケイ素含有層をさらに含み、前記ケイ素含有層は、前記マイクロ粒子表面下構造内の結合部位の一部を改変する、請求項１に記載のアルミニウム合金製品。
10. 前記マイクロ粒子表面下構造中のアルミニウムの重量パーセントが、前記バルク中のアルミニウムの重量パーセント未満である、請求項１に記載のアルミニウム合金製品。
11. ＦＬＴＭ ＢＶ１０１－０７標準試験による、２２サイクル～１００サイクル、またはそれ以上の接着耐久性を示す、請求項１に記載のアルミニウム合金製品。
12. 前記アルミニウム合金中のマグネシウム及び亜鉛の濃度が２０重量％未満であり、前記濃度中のマグネシウムに対する亜鉛の比率が０．１～１０．０である、請求項１に記載のアルミニウム合金製品。
13. 前記バルク中のマグネシウムの濃度が前記マイクロ粒子表面下構造中よりも大きいか、前記バルク中の銅の濃度が前記マイクロ粒子表面下構造中よりも大きいか、または前記バルク中の亜鉛の濃度が前記マイクロ粒子表面下構造中よりも大きい、請求項１に記載のアルミニウム合金製品。
14. 前記マイクロ粒子表面下構造は、前記バルクよりも多くの構造欠陥を含み、前記構造欠陥は、ボイド、伝達亀裂、または割れ目に対応するか、またはそれらを含む、請求項１に記載のアルミニウム合金製品。
15. 前記マイクロ粒子表面下構造が前記バルクと実質的に同じである、請求項１に記載のアルミニウム合金製品。
16. 前記マイクロ粒子表面下構造が、前記バルクのものとは異なる粒子構造均一性または合金元素分布均一性を含む、請求項１に記載のアルミニウム合金製品。
17. アルミニウム合金製品を加工する方法であって、前記方法は、
    アルミニウム合金製品を提供することであって、前記アルミニウム合金製品は、
    アルミニウム合金の粒子を含むバルク粒子構造を備えるバルクであって、前記アルミニウム合金は、
    アルミニウム、ならびに、
    亜鉛、マグネシウム、銅、クロム、ケイ素、鉄、及びマンガンからなる群から選択される１つまたは複数の合金元素を含む、前記バルクと、
    ５００ｎｍ超の厚さを有する表面近傍微細構造（ＮＳＭ）と、を含む、前記提供することと、
    前記ＮＳＭを改変して、
    ５００ｎｍ未満の厚さの表面近傍微細構造（ＮＳＭ）を含む第１の表面領域と、
    前記ＮＳＭを含まない第２の表面領域であって、前記第２の表面領域は酸化物層を含む、前記第２の表面領域と、
    前記酸化物層と前記バルクとの間に存在するマイクロ粒子表面下構造であって、前記マイクロ粒子表面下構造は、
    １ｎｍ～２μｍの厚さを有し、
    １つまたは複数の組成欠陥がないか、または実質的になく、前記１つまたは複数の組成欠陥は、有機物、油、炭化水素、土壌、無機残留物、巻き込まれた酸化物、または陽極酸化物を含み、かつ
    前記バルク粒子構造とは異なる粒子構造を備え、前記粒子構造は、平均直径が１０ｎｍ～５００ｎｍのアルミニウム合金粒子を含む、前記マイクロ粒子表面下構造と、を生成することと、を含む、前記方法。
18. 前記酸化物層が、１ｎｍ～２０ｎｍの厚さを有する、請求項１７に記載の方法。
19. 前記酸化物層が、１０ｎｍの平均厚さ及び５ｎｍの標準偏差を有する、請求項１８に記載の方法。
20. 前記酸化物層には、１つまたは複数の欠陥がないか、または実質的にない、請求項１７に記載の方法。
21. 前記ＮＳＭが、１つまたは複数の組成欠陥を含み、前記１つまたは複数の組成欠陥は、有機物、油、炭化水素、土壌、無機残留物、巻き込まれた酸化物、または陽極酸化物を含む、請求項１７に記載の方法。
22. 前記第２の表面領域に対する前記第１の表面領域の比率が５０％未満である、請求項１７に記載の方法。
23. 前記第１の表面領域及び前記第２の表面領域が不連続である、請求項１７に記載の方法。
24. 前記マイクロ粒子表面下構造が、平均直径が１０ｎｍ～２μｍの沈殿物をさらに含み、前記沈殿物は、亜鉛、マグネシウム、銅、クロム、ケイ素、鉄、マンガンからなる群から選択される１つまたは複数の合金元素を含む、請求項１７に記載の方法。
25. 前記アルミニウム合金中のマグネシウム及び亜鉛の濃度が２０重量％未満であり、前記濃度中のマグネシウムに対する亜鉛の比率が０．１～１０．０である、請求項１７に記載の方法。
26. 前記マイクロ粒子表面下構造中のアルミニウムの重量パーセントが、前記バルク中のアルミニウムの重量パーセント未満である、請求項１７に記載の方法。
27. 前記バルク中のマグネシウムの濃度が、前記マイクロ粒子表面下構造中よりも大きいか、前記バルク中の銅の濃度が前記マイクロ粒子表面下構造中よりも大きいか、または前記バルク中の亜鉛の濃度が前記マイクロ粒子表面下構造中よりも大きい、請求項１７に記載の方法。
28. 前記マイクロ粒子表面下構造が、ＦＬＴＭ ＢＶ１０１－０７標準試験による、２２サイクル～１００サイクル、またはそれ以上の接着耐久性を提供する、請求項１７に記載の方法。
29. 前記マイクロ粒子表面下構造は、前記ＮＳＭよりも構造欠陥が少なく、かつ前記バルクよりも構造欠陥が多く、前記構造欠陥は、ボイド、伝達亀裂、または割れ目に対応するか、またはそれらを含む、請求項１７に記載の方法。
30. 前記ＮＳＭを改変することは、前記マイクロ粒子表面下構造を生成するときにケイ素含有層を堆積させること、または前記マイクロ粒子表面下構造の少なくとも一部をケイ素含有層でコーティングすることを含み、前記ケイ素含有層は、前記マイクロ粒子表面下構造内の結合部位の一部を改変する、請求項１７に記載の方法。
31. 前記改変することは、前記ＮＳＭを機械的変更に供することを含み、前記機械的変更は、
    前記ＮＳＭを研削すること、
    前記ＮＳＭを物理的アブレーションすること、
    前記ＮＳＭをグリットブラストすること、
    前記ＮＳＭをレーザーアブレーションすること、
    前記ＮＳＭをサンドブラストすること、または、
    前記ＮＳＭを研磨すること、のうちの１つまたは複数を含む、請求項１７に記載の方法。

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