2016 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of a mechanism of corrosion on zirconium in chloride-containing environment
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25709064
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
堤 祐介 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (60447498)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ジルコニウム / 腐食 / 生体材料 / 耐食性 / 孔食 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、新たな生体用金属材料としての応用が期待されるジルコニウムについて、これまでほとんど明らかにされてこなかった、塩化物イオン環境における局部腐食の発生機構を明らかにすることを目的としている。
研究課題の最終年度となる平成２８年度は、当初の予定通り、従来法による評価と、微小領域における電気化学測定システム（東北大学工学部）による評価を平行して行い、得られた結果の比較検討を行った。
従来法による測定面積約0.3平方cmの領域では、孔食電位は平均値1.1V（飽和カロメル電極基準）、測定面積約15平方cmの領域では孔食電位は平均値0.6Vで、それぞればらつきの大きな値を示す一方、測定面積約0.01平方cmの微小領域では2.0Vの安定した孔食電位を示した。このことから、①ジルコニウムは本来、チタンと同様に塩化物イオンによる局部腐食の発生が起りにくい、優れた耐局部腐食性を有していること、および②精錬時に導入されると思われる、ごく微量の不純物により非常に低い確率で表面に露出する欠陥が、ジルコニウム局部腐食を誘発し、耐食性を損ねていることを明らかにした。さらに、微小領域における試験における2.0Vでの孔食発生は、試料表面に数多く露出しているジルコニウム－鉄系複合欠陥のうち、スズ濃度の最も高いものが優先して基点となることまでも明らかにした。
本年度はジルコニウムの耐食性改善のための対策にも取り組んだ結果、ジルコニウムの孔食電位を1V近く上昇させる表面処理法を開発した。
これらの成果はこれまでほとんど明らかにされていなかったジルコニウムの腐食挙動の完全な解明に大きく貢献するものであり、医療用だけでなく、一般工業用としてもジルコニウムの用途を拡大することにつながると期待される。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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