β相およびAl-rich-α相の形態制御による高耐食性Mg-Al-X合金の開発
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22K04774
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
畠山 賢彦 富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 准教授 (30375109)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 紘一 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (30378971)
安永 和史 公益財団法人若狭湾エネルギー研究センター, 研究開発部, 主任研究員 (20404064)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | マグネシウム合金 / 腐食 |
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| Outline of Research at the Start |
工業的に多く用いられるMg-Al-X合金では、Al添加により容易に析出するMg17Al12β相が腐食を抑制するのか、マトリックスとのガルバニック腐食により促進するのか議論になっている。また、マトリックスの中でもβ相周囲のAl濃度が10wt％程度と高いAl-rich-α相が腐食の起点となることが知られているが、作製が困難なため未だ十分な腐食特性についての知見が得られていない。本研究では、様々なMg-Al-X合金のAl-rich-α相などの単相試料を急冷凝固法で作製し、その電気化学的性質を明らかにすることで、腐食機構の解明と新たな高耐食性Mg-Al-X合金の開発を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、Al-rich-α相単相の腐食特性とα相のAl濃度依存性を包括的に解明する。水酸化皮膜Mg(OH)2が各相の表面でどのような保護性を持つのかを解明する。これらを基にAl-rich-α相、β相の形態最適化を行う（Mg-Al-X合金の化学組成の調整）。を目的として計画している。そのうち今年度は、Mg-Al-X合金（X＝Ag, Zn, Pb, Sn)を作製し、その電気化学的特性を分極試験により調べた他、添加元素の影響により、Mg-Al系合金の基本的な金属組織である共晶α相、Al-rich-α相、およびβ（Mg17Al12） 相の形態がどのように変化するかを走査電子顕微鏡により観察した。
また、非平衡相であるAl-rich－α相の単相試料の作製を試み、ほぼ作製に成功した。Al-rich－α相はMg-12wt.%Al程度の化学組成と考えられており、先行研究ではMg-11wt.%Al程度の試料作製の報告が有ったが、我々の研究グループではMg-11.5wt.%Alまでの作製に成功した。この単相試料について、分極測定と電気化学インピーダンス測定を行った。その結果、β相に比べて比較的貴な性質を示すほか、表面の水酸化皮膜Mg(OH)2の厚さについてもβ相より厚いことが示唆される結果を得た。α相単相試料については皮膜の厚さが前浸漬の時間や腐食環境での保持時間によって変化が大きいことが分かったことから、三相が混在する実用合金中では皮膜厚の分布が複雑な事が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Mg-Al-X合金（X＝Ag, Zn, Pb, Sn)について、X元素の濃度を状態図から妥当な3種類に変化させた試料を銅製のY字ブロック鋳型を用いて冷却速度100 K/s程度になるように制御した鋳造法により作製した。これらの試料を走査電子顕微鏡で組織観察した後、各条件で5回以上の分極試験測定を行った。試料作製は、初年度のうちにほぼ完了し、分極測定も当初の予定していた回数を実施出来たため、各合金の基礎的なデータは取得済みである。
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| Strategy for Future Research Activity |
Mg-Al-X合金（X＝Ag, Zn, Pb, Sn)のうち、SnとPb添加合金については、走査電子顕微鏡観察のみではZコントラストによるAl-rich-α相と他の相の界面の同定が難しいことが見出された。これは添加元素がβ相内に分布している場合と、β相に分布せずに周囲のα相に分布し、界面付近の平均の原子量の変化が大きいためと思われる。そこで、それらの試料についてはEDSによる線分析やEPMAを用いた元素マッピングから異相界面を識別し、金属組織の変化を評価する必要があり、追加の実験を行っている。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
