2018 Fiscal Year Annual Research Report
KK-XAFSの高度化による構造材料の表面腐食過程の理解と耐腐食性材料への展開
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16H05992
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
阿部 仁 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (00509937)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 全反射 / XAFS / 表面反応 / IRRAS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
構造材料は表面からの腐食等により寿命を迎えるが、腐食の進行機構の詳細は不明な点も多い。不動態皮膜の典型的な厚みは数nm程度であり、最表面から数nm程度までの表面領域での腐食過程の理解が極めて重要である。 本課題では、これまで開発してきたKramers-Kronig変換を用いた表面敏感な全反射型XAFS測定手法(KK-XAFS)の高度化を行い、構造材料表面の腐食反応過程のin situ観察からその理解を目指す。
今年度は、昨年度までに開発したKK-XAFS法と赤外反射吸収分光法(IRRAS)を同時に測定可能とする実験環境と専用に開発したin situ測定チェンバーを用いて測定を行った。専用に開発したin situ測定チェンバーは、温度制御に優れており、表面反応の実験に安定して用いることが出来た。また、試料交換の容易さと温度安定性が両立しており、実験の効率性と信頼性に寄与している。
KK-XAFS測定とIRRAS測定を、温度制御およびガス流通下、同時にin situ測定し、表面反応の観察を行った。試料としてはSi wafer上に作製されたNi薄膜を用いた。表面を酸化処理したものも用いて、酸化反応および還元反応の観察に用いた。また、同様のCo薄膜を用いた。複数の温度条件下で、酸化反応および還元反応の観察を行なった。いずれの温度においても、十分な温度安定性を示し、再現性も確認できた。IRRASでは特徴的なピークが観測されており、KK-XAFSの解析と合わせて、反応の理解に繋がると考えられる結果が得られた。
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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
上記のように、本課題で開発した全反射XAFS測定法とそのin situ測定チェンバーを用いて、温度制御およびガス流通下、全反射XAFS測定とIRRAS測定の同時測定を行い、表面反応の追跡を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画通り進める。
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