2018 Fiscal Year Annual Research Report
Weather-resistant-stable rust coating onto spheroidal graphite cast iron by cold spray method
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15H04134
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| Research Institution | Osaka Kyoiku University |
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Principal Investigator |
成田 一人 大阪教育大学, 教育学部, 准教授 (50404017)
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2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 表面・界面物性 / 複合材料・物性 / コールドスプレー / さび皮膜 / ナノ粒子 / 球場黒鉛鋳鉄 / 多層成膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，超音波反応場を用いて合成した金属微粒子を鉄さび粉末上に防食効果促進バインダーとして担持させ，コールドスプレー装置を用いて球状黒鉛鋳鉄材に成膜し，景観を損なわない緻密な耐候性安定さび皮膜を短時間に形成することを目標とする。そして，球状黒鉛鋳鉄をミニマムメンテナンスで数百年さびない製品にすることが最終目的である。
2018年度は，超音波反応装置を用いたAl及びZnの微粒子合成について，高効率化を図った。結果，Zn(原料粉末径：φ75μm)からは5nm程度のナノ粒子の凝集体が，Al(原料粉末径：φ150μm)からは200nm程度の微細粒子が必要量得られるようになった。さび粉末同士の結合剤であり，鉄に対する犠牲防食材であるこれらの微粒子を，マグネタイト（Fe3O4）粉末又は線引きスケール（黒さび）粉末と，ボールミル（ボール無し）を用いて混合し，球状黒鉛鋳鉄基材にコールドスプレー装置を用いて成膜した。Al又はZnを含んだ粉末材料をコールドスプレーした際には，成膜時に発光スポットが観察されており，粉末材料同士の衝突と同時にテルミット反応が生じていることが示唆された。また，マグネタイト粉末よりもスケール粉末を利用した場合に，良好な皮膜が得られる傾向にあった。しかし，球状黒鉛鋳鉄が硬く，膜厚を増やすことが難しかった。そこで，ブラスト処理した球場黒鉛鋳鉄の表面に，一層目としてAl，Zn，Cuなどの層を作ってから，調合したスケール粉末を成膜するという多層成膜を実施した。これにより，He又はN2作動ガスで耐候性安定さび皮膜の良好な成膜に成功した。塩水噴霧試験では，スケールの主成分が黒さびであるため，塩素に弱く，赤さびが発生したが，塩素の影響の少ない場所に約半年間放置した試料については，皮膜なしのものに比べて，未ださびが発生しておらず，良好な防食性が得られていることが確認された。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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