2016 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of nano-crystalline plated films by codeposition of molecules.
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26420735
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
松原 浩 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (00202325)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 硬質めっき膜 / アミノ酸 / 結晶粒微細化 / ニッケルめっき / 鉄めっき |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多結晶材料の強度は結晶粒径が微細化すると増加する。本研究では一部のアミノ酸がめっき膜中に取り込まれる複合共析現象に着目しこれによる結晶粒微細化を期待して硬質めっき膜の作成を試みた。種々のアミノ酸についてめっき共析の効率について検討を行ったところ、ニッケルめっきにおいてはメチオニン、トリプトファン、リシン、ヒスチジンおよびアルギニンが、鉄めっきにおいてはアスパラギン、セリン、トレオニン、リシン、グルタミン、プロリンにおいてそれぞれ炭素が効率的にめっき膜内に共析する事がわかった。ナノインデンターによる硬さ測定よりニッケルめっき膜では500～550Hv、鉄めっき膜では650Hv程度の高い硬さのめっき膜が得られていることが確認された。めっき膜の微細構造解析よりめっき膜の硬さは粒径の微細化にともなって高まっておりニッケルめっき膜では10～15nm、鉄めっき膜ではおよそ20nm前後の超微細領域でそれぞれ最高となっておりここまでの粒径領域でホール・ペッチの関係が確認された。ニッケルめっきにおいては0.5～1.0 at%、鉄めっき膜では2.0～2.5 at%の炭素含有量のめっき膜において最高の硬さが得られ、その含有量を超えると硬さはほぼ一定もしくは僅かに減少する傾向となった。また、アミノ酸に由来する炭素のめっき膜中での存在状態について詳細に検討したところ、これらのめっき膜中の炭素は原子状で存在しており、アミノ酸はめっき反応とともに分解してめっき膜中に共析することが明らかとなった。このようにめっき浴に炭素源となるアミノ酸を微量添加する手法は、めっき反応とともにアミノ酸分解を引き起こし、通常のめっきプロセスでは共析が必ずしも容易ではない炭素を極めて容易にめっき膜中に導入できる事が明らかとなった。以上より本手法は硬質めっき膜の効果的な作成法として有効である事が確認された。
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