オゾン処理によるアルミニウム合金材料表面の高機能化

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06555216
• Research Institution: Miyagi National College of Technology
• Principal Investigator: 百瀬 丘 宮城工業高等専門学校, 電機工学科, 教授 (90006271)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 蓼沼 克嘉 (株)化研, 水戸研究所・高度技術開発部, 代表
• Keywords: オゾン処理 / アルミニウム合金 / 超高真空材料 / 表面汚染の除去 / 熱的ガス放出率 / 動的ガス放出率

Research Abstract

1、装置組み立て。オゾン処理装置はボンベ、液体窒素トラップ、オゾン発生器、処理(真空)チェンバーを連結して組み立てた(百瀬)。チェンバー内には微小試料(蓼沼)をおき、オゾン濃度300ppm程度の酸素ガスを数時間から数十時間流して処理した(百瀬)。熱的ガス放出率を測定するためのチェンバー系をポンプ等を連結して組み立て、データ採取系も完成した(百瀬)。
2、試料。真空用材料を考慮しアルミニウム合金(A1050,A2219)を主体にステンレス鋼,銅を作成した(蓼沼)。
3、表面分析(蓼沼、百瀬)。次のことが分かった。(1)オージェ分光分析(AES)により、銅、アルミニウムでは最表面、酸化層内部において炭素ピークは検出されないが、ステンレス鋼では検出される。一方、(2)光電子分光分析(XPS)では感度の違いによるものと思われるが三試料とも炭素ピークが検出される。さらに炭素量を減らす条件を調べる必要がある。さらにXPSは酸素と構成原子との比の違い、水酸化物の割合が得られた。(3)両分析から、表面は自然酸化膜を越えて、酸化が進んでおり24時間処理で3倍、ステンレス、6倍、銅、8倍、アルミ、となることが分かった。(4)AESでは炭素原子の再吸着が大気中での長期保存(35日、Al、100日、Cu)によっても検出されないことが示された。
4、熱的ガス放出率。フランジを試料として無処理、オゾン処理のものを比較した(百瀬)ところ、後者が5倍程度よいことがわかった。
5、今後の展開。処理条件の改善をする。炭素の再吸着性が低いことの機構分析を進める。表面の化学的構造をつめる。動的ガス放出率の測定を共同研究などで追求する。アルミ箔の表面油脂除去にも本処理を試みる。

Research Products

• [Publications] 百瀬 丘: "Ozone Treated Metal Surfaces with Less Carbon Detated on the Surface and in the Sputter‐Profiled Layer by Auger Electron Spectroscopy(AES)" 宮城工業高等専門学校 研究紀要. 31. 23-30 (1995)
• [Publications] 百瀬 丘: "Auger Electron Spectroscopy Charactexization of Aluminium Alloy Exposed to Synchrotron Radiation" Journal of Vacuam Science&Technology A. 13. (1995)