2019 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
| Project/Area Number |
16H05992
|
|---|
| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
|---|
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)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 全反射 / XAFS / 表面反応 / IRRAS |
|---|
| 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してきた。
最終年度の今年度は、一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、および当該実験環境専用に開発したin situ測定チェンバーを用いて実験を行った。専用に開発したin situ測定チェンバーは、安定した温度制御が可能であり、表面反応の実験を再現性良く行うことが出来た。
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薄膜およびCo薄膜について、各種条件で測定を行った。
さらに、鉄鋼材料の理解へ展開するため、高純度の鉄(Fe)試料についての実験を行った。250℃, 300℃, 350℃など複数の温度条件下で、酸化反応および還元反応のin situ測定を行なった。観察した反応の詳細については解析中であるが、~2 nmというユニークな表面感度を活かした測定が出来たと考えている。また、これらの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。Feの表面の酸化反応および還元反応について、IRRASでの観測結果と、KK-XAFSでの観測結果を合わせて、考察を進める。
|
| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
