2007 Fiscal Year Annual Research Report
シンクロトロン放射光による(鋼/環境)反応のナノスケールその場観察
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18560698
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
山下 正人 University of Hyogo, 大学院・工学研究科, 准教授 (60291960)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内田 仁 兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30047633)
花木 聡 兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 助教 (20336829)
小西 啓之 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 関西光科学研究所, 副主任研究員 (50354981)
水木 純一郎 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 関西光科学研究所, 放射光科学研究センター長 (90354977)
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| Keywords | 放射光 / 腐食 / 鉄鋼 / イオン / 腐食生成物 / さび / その場観察 / ナノ構造 |
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| Research Abstract |
21世紀に入り社会資本の充実が叫ばれる一方,鋼構造物などの保守管理は困難になりつつある.社会資本を構築する鉄鋼材料の長期耐久性を確保することが,戦略的に構造改革を進めている我が国の国家的使命であると言っても過言ではない.そのために,水,酸素,腐食性物質,汚染物質等と鉄鋼の相互作用により進行する腐食を基礎的に理解し対応策を検討しなければならない.
本研究では,環境と鉄鋼材料の反応を,ナノスケールでその場観察することにより,鉄鋼の腐食劣化機構の解明を行うことを目的とする.具体的には,水溶液に覆われた鉄鋼材料表面におけるFeイオンと鋼中に添加されているその他の金属イオンおよび腐食環境から供給される塩化物イオン等との反応,さらには各腐食段階における反応生成物の構造を,白色光やイメージングプレートなどを用いた精密なXRD(X線回折)およびXAFS(X線吸収微細構造)解析等によりその場でリアルタイム評価する.平成19年度には,添加元素として腐食抑制効果が顕著に認められたAlに注目し,塩化物イオンとの反応および腐食生成物構造を調査した.その結果,水溶液膜下で生成する腐食生成物には,腐食初期にAl系の酸化物が認められるが,腐食が進行するとAlはオキシ水酸化鉄中に取り込まれることが明らかとなった.一方,Al周辺のXANESスペクトルおよびXPSスペクトルから,腐食生成物中のAlには水酸化物イオンが過剰に配位し,α-(Fe,Al)00Hを構成していることがわかった.水酸化物イオンの過剰配位により,イオン選択透過性が発現し,腐食性アニオンの透過を抑制する効果により,腐食が抑制されることが判明した.
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