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Fabrication of super corrosion-resistant aluminum materials based on the optimal design of surface nanostructures

Research Project

Project/Area Number 19H02470
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Kikuchi Tatsuya  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (60374584)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2020: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywordsアノード酸化 / アルミニウム / ポーラス皮膜 / 耐食性 / ポーラスアルミナ
Outline of Research at the Start

本研究においては、新規な電解質化学種を用いてアルミニウムをアノード酸化することにより、ポーラスアルミナ(アルマイト)のナノ構造を最適制御する技術を開発するとともに、高い耐食性をもつアルミニウム材料の創製を目指します。ポーラスアルミナの生成・成長挙動に及ぼすアノード酸化条件を種々検討し、ポーラスアルミナの構造をナノレベルで見つめ直すことにより、耐食性に優れたポーラスアルミナ形成法の確立に挑みます。

Outline of Final Research Achievements

The formation behaviors of the anodic aluminum oxide film formed on high-purity aluminum and various aluminum alloys were investigated by anodizing in novel electrolyte solutions. The structural changes of the anodic aluminum oxide were discussed by high-resolution electron microscopy, and their nanomorphology can be accurately controlled by the choosing of appropriate anodizing conditions. A corrosion-resistant aluminum plate covered with a novel porous alumina film could be successfully fabricated by anodizing aluminum in etidronic acid, pyrophosphoric acid, and sodium tetraborate solutions.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の遂行により得られたナノ構造制御型のポーラス型アノード酸化皮膜をアルミニウムおよびその合金表面に形成することにより、従来のアルマイト皮膜形成アルミニウムの耐食性を上回る、極めて高い耐食性をもつ新規なアルミニウム材料として応用することが期待できる。このようなアルミニウム材料は、メンテナンス期間の長い、またはメンテナンスフリーの金属材料として、持続可能な社会の発展に資すると予想される。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (54 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (15 results) (of which Peer Reviewed: 15 results,  Open Access: 8 results) Presentation (35 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 8 results) Book (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] 陽極酸化によるアルミニウムの表面処理2022

    • Author(s)
      菊地竜也、岩井愛
    • Journal Title

      色材協会誌

      Volume: -

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    • Author(s)
      菊地竜也、岩井愛
    • Journal Title

      Denki Kagaku

      Volume: 89 Issue: 4 Pages: 327-333

    • DOI

      10.5796/denkikagaku.21-FE0029

    • NAID

      130008125675

    • ISSN
      2433-3255, 2433-3263
    • Year and Date
      2021-12-05
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    • Author(s)
      Tatsuya Kikuchi, Motoki Yamashita, Mana Iwai, Ryosuke O. Suzuki
    • Journal Title

      Journal of The Electrochemical Society

      Volume: 168 Issue: 9 Pages: 093501-093501

    • DOI

      10.1149/1945-7111/ac2101

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    • Author(s)
      Mana Iwai, Tatsuya Kikuchi
    • Journal Title

      Electrochimica Acta

      Volume: 399 Pages: 139440-139440

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2021.139440

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    • Author(s)
      Mana Iwai, Tatsuya Kikuchi, Ryosuke O. Suzuki
    • Journal Title

      Applied Surface Science

      Volume: 537 Pages: 147852-147852

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2020.147852

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      Applied Surface Science

      Volume: 546 Pages: 149090-149090

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2021.149090

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      Tatsuya Kikuchi, Shunta Akiya, Kaito Kunimoto, Ryosuke O. Suzuki, Shungo Natsui
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      MATERIALS TRANSACTIONS

      Volume: 61 Issue: 6 Pages: 1130-1137

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-M2020010

    • NAID

      130007846105

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • Year and Date
      2020-06-01
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      Mana Iwai, Tatsuya Kikuchi, Ryosuke O. Suzuki
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      ECS Journal of Solid State Science and Technology

      Volume: 9 Issue: 4 Pages: 044004-044004

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      10.1149/2162-8777/ab89ba

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      Tatsuya Kikuchi, Yusuke Suzuki, Mana Iwai, Ryosuke O. Suzuki
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      Journal of The Electrochemical Society

      Volume: 167 Issue: 12 Pages: 121502-121502

    • DOI

      10.1149/1945-7111/abaa6b

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      Mana Iwai, Tatsuya Kikuchi, Ryosuke O. Suzuki
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      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 7240-7240

    • DOI

      10.1038/s41598-021-86696-z

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      Tatsuya Kikuchi, Taiki Taniguchi, Ryosuke O. Suzuki, Shungo Natsui
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      Thin Solid Films

      Volume: 697 Pages: 137799-137799

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2020.137799

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      Daiki Nakajima, Tatsuya Kikuchi, Taiki Yoshioka, Hisayoshi Matsushima, Mikito Ueda, Ryosuke O. Suzuki, Shungo Natsui
    • Journal Title

      Materials

      Volume: 12 Issue: 21 Pages: 3497-3497

    • DOI

      10.3390/ma12213497

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      Mana Iwai, Tatsuya Kikuchi, Ryosuke O. Suzuki, Shungo Natsui
    • Journal Title

      Electrochimica Acta

      Volume: 320 Pages: 134606-134606

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2019.134606

    • NAID

      120007160312

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      Yusuke Suzuki, Kai Kawahara, Tatsuya Kikuchi, Ryosuke O. Suzuki, Shungo Natsui
    • Journal Title

      Journal of The Electrochemical Society

      Volume: 166 Issue: 12 Pages: C261-C269

    • DOI

      10.1149/2.0221912jes

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      Tatsuya Kikuchi, Kaito Kunimoto, Hiroki Ikeda, Daiki Nakajima, Ryosuke O. Suzuki, Shungo Natsui
    • Journal Title

      Journal of Electroanalytical Chemistry

      Volume: 846 Pages: 113152-113152

    • DOI

      10.1016/j.jelechem.2019.05.034

    • NAID

      120007126062

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      Tatsuya Kikuchi, Ryunosuke Kondo, Ryosuke O. Suzuki, Shungo Natsui, Daiki Nakajima
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      PRiME2020, 238th The electrochemical Society (ECS) Meeting
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      菊地竜也、中島大希、近藤龍之介、鈴木亮輔、夏井俊悟(分担執筆)
    • Total Pages
      265
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781315966
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  • [Book] 超撥水・超撥油・滑液性表面の技術(第2巻)(陽極酸化による滑落性制御型超撥水・超撥油アルミニウム表面の創製)2021

    • Author(s)
      菊地竜也、小野田文哉、近藤龍之介、中島大希、鈴木亮輔、夏井俊悟(分担執筆)
    • Total Pages
      227
    • Publisher
      サイエンス&テクノロジー
    • ISBN
      9784864282444
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      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 表面のナノ空間を制御し、未知の材料を創る、不思議な現象を生み出す

    • URL

      https://www.eng.hokudai.ac.jp/engineering/e424/feature/feature02.php

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  • [Remarks] 革新的なアルマイトの創製と機能発現

    • URL

      https://seeds.mcip.hokudai.ac.jp/jp/view/385/

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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