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グロー放電発光分光法による耐食表面の高分解能解析法の確立

Research Project

Project/Area Number 19656184
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Material processing/treatments
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

幅崎 浩樹  Hokkaido University, 大学院・工学研究科, 教授 (50208568)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 伏見 公志  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教 (20271645)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2008: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Keywordsグロー放電発光分析 / 深さ方向分析 / ナノ薄膜 / 不働態皮膜 / ステンレス鋼 / スパッタリング
Research Abstract

グロー放電発光分光法(GDOES)がナノ薄膜の迅速分析法として有効であることを示し, 高分解能デプスプロファイルを得るための手法を確立する研究を推進した。まず, 耐海水ステンレス鋼であるSUS312L鋼を用いて, 異なる粒径のアルミナ研磨液を用いて試料を鏡面研磨した。その表面粗さを原子間力顕微鏡(AFM)を用いて計測し, GDOES分析における深さ分解能との相関関係を調べた。研磨条件によりステンレス鋼上に生成する大気酸化皮膜の厚さや組成が変化する可能性があるので, 深さ分解能の評価としてその皮膜直下に存在する銅濃縮層を指標として用いた。GDOESプロファイル上の界面濃縮層の銅のピークの半値幅は表面粗さの対数に対して直線的に変化し, 表面粗さの分解能の影響がきわめて大きいことを明らかにした。同じ鏡面研磨でも表面粗さをできるだけ低減することがナノ薄膜の分析において, 高い深さ分解能を得る上で重要であることを示した。
また, 従来のX線光電子分光法やオージェ電子分光法などの表面分析法では, 感度が低く, 塩化物イオン含有水溶液中で生成した不動態皮膜中の塩化物イオンをGDOESを用いることで検出できた。塩化物イオンは不動態皮膜中の鉄リッチな皮膜外層にのみ存在しており, クロムリッチな皮膜内層には達していないことを示すことができた。
以上のように, ステンレス鋼の不動態皮膜や大気酸化皮膜のような厚さ2-3nm程度の表面酸化皮膜でも, 十分に表面を平滑にした試料を用いることで, 高分解能, 高感度で分析できる手法を確立できた。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2009 2008 2007

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Depth profile analysis of thin passive films on stainless steel by glow discharge optical emission spectroscopy2009

    • Author(s)
      M. Uemura
    • Journal Title

      Corrosion Science (印刷中)

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Depassivation-repassivation behavior of type-312L stainless steel in NaCl solution investigated by the micro-indentation2009

    • Author(s)
      T. Yamamoto
    • Journal Title

      Corrosion Science (印刷中)

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermal degradation of anodic niobia on niobium and oxygen-containing niobium2008

    • Author(s)
      H. Habazaki
    • Journal Title

      Thin Solid Films 516

      Pages: 916-919

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fast migration of fluoride ions in growing anodic titania2007

    • Author(s)
      H. Habazaki
    • Journal Title

      Electrochemistry Communications 9

      Pages: 1222-1227

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Formation of porous anodic films on Ti-Si alloys in hot phosphate-glycerol electrolyte2007

    • Author(s)
      H. Habazaki
    • Journal Title

      Electrochimica Acta 53

      Pages: 1775-1781

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Characterization of amorphous anodic Nb2O5 nanofilm for gas sensing2008

    • Author(s)
      D. Kowalski
    • Organizer
      Prime Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science
    • Place of Presentation
      ヒルトンハワイアンビレッジ,ホノルル,米国
    • Year and Date
      2008-10-12
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] GDOES depth profiling analysis of thin passive films on molybdenum-containing stainless steel2008

    • Author(s)
      M. Uemura
    • Organizer
      International Symposium on Anodizing Science and Technology 2008
    • Place of Presentation
      ルスツリゾートホテル,留寿都村
    • Year and Date
      2008-07-24
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] GDOESによる耐食合金に生成する不働態皮膜の解析2008

    • Author(s)
      植村元宣
    • Organizer
      第117回表面技術協会講演大会
    • Place of Presentation
      日本大学生産工学部(習志野市)
    • Year and Date
      2008-03-12
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] GDOESによる耐食合金の表面分析の最適化2008

    • Author(s)
      植村元宣
    • Organizer
      2008年3学協会北海道支部研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Year and Date
      2008-01-29
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Depth profiling analyses of the anodic films and passive films by glow discharge optical emission spectroscopy2007

    • Author(s)
      K. Fushimi
    • Organizer
      12th European Conference on Applications of Surface and Interface Analysis
    • Place of Presentation
      Flagey steamship, Brussels
    • Year and Date
      2007-09-14
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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