2014 Fiscal Year Annual Research Report
界面反応のその場電気化学イメージングプレートの開発と金属材料余寿命予測への応用
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25289235
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
伏見 公志 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20271645)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 材料加工・処理 / 耐久性 / 環境劣化 / モニタリング / メゾスコピック系 / 腐食防食 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、面分解能と時間応答性の両方を高度に満たす界面反応解析システムとなる”その場電気化学反応イメージングプレート”を開発し、界面構造のヘテロ変化を追跡する新しい電気化学測定法を創製、金属材料の余寿命予測の確度向上に寄与する基礎的知見を得ることを目的としている。
初年度に引き続き、フォトリソグラフィーとMEMS加工により高精度に作製した微小電極配列構造体の作製および各微小電極を同時に電気化学制御可能なマルチチャンネルポテンショスタットの製作を実施した。直径10umのディスク型微小電極を100umの中心間隔で256(=16x16)ch配列した微小電極配列構造体を試作した。並行して、有限要素法を用いて各微小電極に流れる限界電流をシミュレーションし、電極上に形成する拡散層の干渉程度を規格化関数によって表示することに成功した。
本研究で”その場電気化学反応イメージングプレート”を開発した際、その面分解能と時間応答性の比較確認が必要となるが、これに先立ち、純鉄およびフェライト-マルテンサイト二相炭素鋼を試料とし、各相の電気化学特性について検証している。微小キャピラリーセル法、走査型電気化学顕微鏡法、液中イオン銃法、電気化学交流インピーダンス法、Devanathan型透過水素測定法の改良を実施し、試料表面上の腐食特性、カソード分極反応活性、不働態安定性、水素透過の不均一性について、一連の研究成果を得ている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
直径10umのディスク型微小電極を中心間隔100umで256(=16x16)ch配列した微小電極配列構造体を試作したが、微小電極を取り囲む絶縁被覆材の化学的安定性と各微小電極の電気伝導性に再現性が得られていない。また、微小電極配列構造体の作製歩留まりも当初想定より悪い。さらに、32chマルチチャンネルポテンショスタットの組み合わせて、最大256chのマルチチャンネルポテンショスタットの構築を目指しているが、同調を得るための制御システム作りに難航している。
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| Strategy for Future Research Activity |
256(=16x16)ch微小電極配列構造体の安定動作を、連携研究者とともに目指す。並行して、2台の32chマルチチャンネルポテンショスタットの組み合わせて、64chのマルチチャンネルポテンショスタットを完動させる。
他の電気化学測定法で得られた結果と比較しながら、本法の有用性を検証する。具体的には、純鉄、二相炭素鋼などを試料として、イメージングプレートによる電気化学反応センシングへの適用性を検討する。
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| Causes of Carryover |
32chポテンショスタット同士の調整が当初計画通りに進んでいない。このため、新規32chポテンショスタットの導入を控えるなどして次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
32chポテンショスタット同士の調整完了後、32chポテンショスタットを導入する。
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Research Products
(32 results)
