2019 Fiscal Year Annual Research Report
表面ナノ構造の最適設計に基づく超高耐食性アルミニウム材料の創製
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19H02470
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
菊地 竜也 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (60374584)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | アルミニウム / アノード酸化 / ポーラスアルミナ / 耐食性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルミニウムは軽量で加工性に優れた金属材料であり、大きなスケールの構造物から小さな家庭用品まで、幅広い工業製品に用いられている。一方、アルミニウムは卑な金属であり、酸性・塩基性水溶液や塩化物環境において容易に腐食するため、より耐食性に優れたアルミニウム材料を開発することが社会の発展のために極めて重要である。本研究においては、アルミニウムの新規なアノード酸化技術を開発することにより、ナノ構造を高度に制御したポーラスアルミナ（アルマイト）を形成する手法を確立し、高い耐食性をもつ新規なアルミニウム材料の創製に挑戦する。本年度は、アルミニウムのアノード酸化により生成する酸化皮膜のナノ構造を検討することに主眼をおいて研究を行った。その結果、（１）エチドロン酸を用いた定電流アノード酸化によって200 V以上の高電圧が誘起され、その結果として生じるサブミクロンスケールの単位セル構造をもつポーラスアルミナのナノ構造を詳細に制御可能であること、（２）この皮膜を形成した高純度アルミニウムが、従来処理を施したアルミニウムに比べて、塩基性水溶液や塩化物水溶液などの腐食環境において高い耐食性をもつこと、（３）ポーラスアルミナのナノ細孔を緻密に封じ、耐食性をさらに向上できること、（４）四ホウ酸ナトリウムや炭酸アンモニウムなどの塩基性水溶液を用いたアノード酸化により、ポーラスアルミナやプラズマ電解酸化皮膜（PEO）が生成し、硬い結晶性の酸化皮膜が生成すること、などを明らかにした。
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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
アルミニウムのアノード酸化における酸化物の成長挙動を詳細に評価し、ナノ構造を制御する技術を確立できたため、研究計画どおり順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
耐食性に優れたアルミニウム材料を開発するためのナノ構造制御を引き続き検討するとともに、各種実用アルミニウム合金に本手法を適用した際の酸化物形成挙動および耐食性の向上を目指して研究を進めたい。特に、ナノ構造の制御と耐食性の向上に関する研究を相互リンクし、目的を達成するためのフィードバックを行うことに重点をおきたい。
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