2020 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ・サブミクロン電気化学計測法の確立と先進型ナノ複相耐食鋼の開発
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18J20518
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
門脇 万里子 東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | 鉄鋼材料 / 耐食性 / マルテンサイト / オーステナイト / 固溶炭素 / 第一原理計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
自動車材料や建築材料などとして社会を支える鉄鋼材料にとって、耐食性の向上は材料の信頼性・安全性と結びつく非常に重要な課題である。鉄鋼材料はミクロ・ナノレベルで複雑な金属組織を有しており、そのような金属組織は耐食性にも影響をおよぼすと考えられているが、その詳細は未解明である。今年度は、金属組織中の固溶炭素原子に着目して以下の二つの視点から研究を実施した。
(1) マルテンサイト鋼に着目した研究：第一原理計算を実施することで、マルテンサイトの表面特性におよぼす固溶炭素の影響を解析した。具体的には、マルテンサイト鋼中の固溶炭素濃度が増加するほど、鋼の仕事関数が増加することを見出した。仕事関数は金属表面から電子を取り出すためのエネルギーとして定義されることから、この仕事関数の増加はマルテンサイトの優れた耐食性と関連があると考察される。
(2) オーステナイト鋼に着目した研究：マルテンサイト鋼だけでなく、オーステナイト鋼についても固溶炭素がその耐食性におよぼす影響を解析した。具体的には、炭素濃度の異なる複数のオーステナイト鋼について、NaClを含有するホウ酸緩衝液中での腐食挙動を解析した。動電位アノード分極曲線を測定した結果、活性溶解による電流値は固溶炭素濃度の増加にともなって減少することが明らかとなった。固溶炭素は、マルテンサイト鋼の場合と同様に、オーステナイト鋼においてもその活性溶解反応を抑制する効果を有すると考えられる。
上述のように、今年度は二つのアプローチから固溶炭素が鉄鋼材料の耐食性におよぼす影響を詳細に解析した。その結果、固溶炭素はマルテンサイト鋼およびオーステナイト鋼のどちらについても、耐食性を向上する効果を有することが見出された。また、今年度は研究成果に関して、国内学会にて口頭発表1件、国際学会にて口頭発表1件を実施したのに加え、筆頭著者論文1報を発表した。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(3 results)
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[Journal Article] Roles of Interstitial Nitrogen, Carbon, and Boron in Steel Corrosion: Generation of Oxyanions and Stabilization of Electronic Structure2020
Author(s)
Mariko Kadowaki, Arkapol Saengdeejing, Izumi Muto, Ying Chen, Gerald S. Frankel, Takashi Doi, Kaori Kawano, Yu Sugawara, Nobuyoshi Hara
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Journal Title
Journal of The Electrochemical Society
Volume: 167
Pages: 081503
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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