2016 Fiscal Year Annual Research Report
Passivity Improvement by Made-to-order Scanning Photo-electrochemical Surface Treatment with Ultra Violet-light Beam Irradiation
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15K14136
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
伏見 公志 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20271645)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 不働態強化 / 金属表面処理 / 耐食性向上 / 光電気化学反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、金属材料表面に紫外光を照射することにより誘起される光電気化学反応を用いて、金属材料不働態を強化する新しい表面処理法を開発することを目的としている。昨年度までに開発した、紫外レーザー光を２軸スキャナーを用いて走査する光学走査系と電気化学測定系を組み合わせたUV-SPECMを改良し、直径50umの紫外ビームを電気化学雰囲気下に制御した金属材料表面に照射可能にした。硫酸水溶液中、多結晶チタン試料をアノード分極しながら、さらに紫外光照射した際に流れた光電気化学電流（明電流ー暗電流）の時間積分（光電気化学電気量）を常に計測し、光電気化学反応量を制御しながら、照射位置を変えて、不働態皮膜に不均一性を導入することに成功した。紫外光の照射強度および照射時間の影響を調査するため、その場偏光反射顕微鏡、２次元エリプソメーター、顕微ラマン分光法、光電子分光法などにより、皮膜変質導入部の解析を行ったところ、チタンアノード酸化皮膜TiOxの水和酸化物の脱水によると考えられる電荷移動抵抗の増加の後、アナターゼへの結晶化が誘導されることが見出された。以上を応用し、局所的な光電気化学反応にともない流れる光電気化学電流を紫外光照射条件にフィードバックすることにより、不働態表面の均一化を改善することができた。多結晶体金属材料表面を覆う不働態皮膜の不均一性を把握するとともに、その均一性に応じた不働態（耐食性）強化を図ることで、金属材料の新しい長寿命化・経年劣化防止法を構築する新しい指針を切り開くことができた。
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