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Elucidation of corrosion mechanism of steel in severe chloride environment by artificial synthesized rusts and development of high corrosion resistant steels

Research Project

Project/Area Number 17K06862
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Material processing/Microstructural control engineering
Research InstitutionShimane University

Principal Investigator

Tanaka Hidekazu  島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 教授 (70325041)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords人工鉄さび / 塩害環境 / 大気腐食 / 耐食鋼材 / 耐候性鋼 / 合金金属 / 形態制御 / 保護性さび粒子層 / 分子吸着 / 人工さび実験 / 腐食・防食 / レアメタル代替
Outline of Final Research Achievements

This study was aim to elucidate the corrosion mechanism of steels in severe chloride environment by artificial synthesized rusts and to develop the high corrosion resistant steels without using rare-metals. (1) Addition of Ti and P in the steels forms ultra-fine rust particles around the anode. (2) Alloying the misch metals such as La, Ce and Nd, and Sn in the steels inhibits the formation of Fe3O4 rust. (3) Growth of beta-FeOOH particles is considerably suppressed by adding tannic acid to accelerate the formation of dense and stable rust layer on the steels. (4) Composition of steels and wet-dry cycle markedly affect the formation and growth of rust particles in severe chloride environment.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

実環境下で生成する鉄さび粒子の系統的な調査は,気温や湿度,大気組成の変動のため困難である。本課題の特徴は,人工鉄さび粒子を用いた研究結果から,実際の腐食・鉄さび生成で起こる種々の現象をナノ-ミクロ-マクロレベルで系統的に考察し,体系化することである。さらに,過酷な塩害環境でも鋼材の高耐食性発現に有効な合金金属を人工さび実験により模索する,耐食鋼材の開発への新しいアプローチである。実際に本課題では,人工さび実験により過酷な塩害環境でも鋼材の耐食性向上に有効な添加元素の提案が可能となった。よって,本課題の成果は産業界,工業界に対する貢献は極めて大きいと言える。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Elucidation of Enhancement Mechanism of Corrosion Resistance of Galvanized Steels by Artificial Zinc Rust Particles2020

    • Author(s)
      田中 秀和
    • Journal Title

      Journal of the Society of Powder Technology, Japan

      Volume: 57 Issue: 5 Pages: 241-248

    • DOI

      10.4164/sptj.57.241

    • NAID

      130007881689

    • ISSN
      0386-6157, 1883-7239
    • Year and Date
      2020-05-10
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simulating Study of Atmospheric Corrosion of Zn-Al Alloy Coating in Industrial Zone: Structure and Properties of Zinc Hydroxysulfate Rust Particles Prepared in the Presence of Al(III)2019

    • Author(s)
      H. Tanaka, S. Nagano, T. Ishikawa, T. Nakayama
    • Journal Title

      Adv. Powder. Technol.

      Volume: 30 Issue: 4 Pages: 807-814

    • DOI

      10.1016/j.apt.2019.01.009

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of Tannic Acid on the Formation of α- and β-FeOOH Rust Particles Prepared from Aqueous Fe(II) Solutions2018

    • Author(s)
      田中 秀和,中林 祐治,新居 正浩,石川 達雄,中山 武典
    • Journal Title

      Journal of the Society of Powder Technology, Japan

      Volume: 55 Issue: 5 Pages: 269-274

    • DOI

      10.4164/sptj.55.269

    • NAID

      130007403588

    • ISSN
      0386-6157, 1883-7239
    • Year and Date
      2018-05-10
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  • [Journal Article] Influence of Ni(II), Cu(II) and Cr(III) on the formation, morphology and molecular adsorption properties of α-FeOOH rust particles prepared by aerial oxidation of neutral Fe(II) solutions2018

    • Author(s)
      H. Tanaka, A. Miyafuji, T. Ishikawa, T. Nakayama
    • Journal Title

      Adv. Powder Technol.

      Volume: 29 Issue: 1 Pages: 9-17

    • DOI

      10.1016/j.apt.2017.09.015

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  • [Presentation] FeCl2水溶液からの人工鉄さび粒子の生成に及ぼす希土類イオンの影響2019

    • Author(s)
      田中 秀和,石川 達雄,中山 武典
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      田中 秀和,菅沼 未来,石川 達雄,中山 武典
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      田中 秀和,石崎 裕子,石川 達雄,中山 武典
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      Hidekazu Tanaka, Ayaka Nishitani, Tatsuo Ishikawa, Takenori Nakayama
    • Organizer
      CORROSION2019
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] γ-FeOOH-鉄板界面でのFe3O4さび生成に及ぼす諸因子の影響2019

    • Author(s)
      田中 秀和
    • Organizer
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  • [Presentation] γ-FeOOH-鉄板界面でのFe3O4さびの生成に対する温度および湿度の影響2019

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      田中 秀和,福原 俊介,江﨑 達哉,重永 勉
    • Organizer
      2019年 腐食防食学会中国・四国支部 材料と環境研究発表会
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      山根 万葉香,田中 秀和, 石川 達雄, 中山 武典
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  • [Presentation] FeCl2-FeSO4水溶液からの人工鉄さび粒子の生成と構造に及ぼすTi(IV)の影響2018

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      田中 秀和,江田 弘美,石川 達雄, 中山 武典
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      材料と環境2018
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  • [Presentation] Effect of La(III) on the Formation of Artificial Steel Rust Particles from Aqueous FeCl2 Solutions2018

    • Author(s)
      M. Yamane, H. Tanaka, T. Ishikawa, T. Nakayama
    • Organizer
      The 6th International Conference on the Characterization and Control of Interfaces for High Quality Advanced Materials (ICCCI2018)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 人工マグネタイトさび粒子の生成に及ぼすSn(II)の影響2018

    • Author(s)
      田中 秀和,西谷 彩香,石川 達雄,中山 武典
    • Organizer
      第56回粉体に関する討論会
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  • [Presentation] Fe(II)水溶液からの人工α-およびβ-FeOOHさびの生成の及ぼすリン酸,亜リン酸,次亜リン酸の影響2018

    • Author(s)
      野里 久幸,田中 秀和,石川 達雄,中山 武典
    • Organizer
      第65回材料と環境討論会
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  • [Presentation] FeCl2-FeSO4水溶液からの人工鉄さび粒子の生成に及ぼす乾湿繰り返しの影響2018

    • Author(s)
      田中 秀和,岸 宏樹,石川 達雄,中山 武典
    • Organizer
      第65回材料と環境討論会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Zn(II)-Al(III)混合溶液から生成した人工さび粒子の構造と性質2018

    • Author(s)
      田中 秀和,長野 咲,石川 達雄,中山 武典
    • Organizer
      粉体工学会 2018年度秋期研究発表会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 無機粒子の形態制御,表面改質による高機能化2018

    • Author(s)
      田中 秀和
    • Organizer
      2018年度粉体工学会春期研究発表会
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    • Invited
  • [Presentation] 人工α-およびβ-FeOOHさび粒子の生成に及ぼす鋼材粉添加の影響2018

    • Author(s)
      田中秀和, 斉藤一輝, 石川達雄, 中山武典
    • Organizer
      2018年腐食防食学会中国・四国支部 材料と環境研究発表会
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  • [Presentation] FeCl2水溶液における人工鉄さび粒子の生成に及ぼすLa(III)の影響2018

    • Author(s)
      山根万葉香, 田中秀和, 石川達雄, 中山武典
    • Organizer
      2018年腐食防食学会中国・四国支部 材料と環境研究発表会
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  • [Presentation] 炭酸イオン存在下で調製したα-およびβ-FeOOH粒子の構造と形態2017

    • Author(s)
      田中 秀和, 難波 大輝, 石川 達雄, 中山 武典
    • Organizer
      材料と環境2017
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  • [Presentation] Fe(II)溶液からの人工鉄さびα-およびβ-FeOOHの生成に及ぼすタンニン酸の影響2017

    • Author(s)
      田中 秀和, 中林 祐治 石川 達雄, 中山 武典
    • Organizer
      2017年度粉体工学会秋期研究発表会
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  • [Presentation] 鉄板-人工さび粒子界面でのマグネタイトさびの生成2017

    • Author(s)
      田中秀和
    • Organizer
      粉体工学会第2回粉体グリーンプロセス研究会
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  • [Remarks] 島根大学大学院 自然科学研究科 物質化学コース 無機材料物性工学研究室

    • URL

      http://www.ipc.shimane-u.ac.jp/imchem/

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URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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