Creation of composition-modulated Zn-based composite films electrodeposited on steel sheets for next generation high corrosion resistance
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21H01672
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
中野 博昭 九州大学, 工学研究院, 教授 (70325504)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大上 悟 九州大学, 工学研究院, 助教 (90264085)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000)
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| Keywords | 複合電析 / バナジウム / 亜鉛 / 加水分解 / 水素発生 / ポリエチレングリコール / 浴温 / 電流密度 / Zn電析 / 活性金属 / ナノ微粒子 / 耐食性 / ジルコニウム / パルス電解 / 非懸濁溶液 / 酸化物 |
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| Outline of Research at the Start |
1) ダブルパルス電解法，電流走査法により，電流密度を制御することにより電析膜の膜厚方向で活性金属酸化物の含有率を周期的に変動させる多層膜および酸化物の含有率を連続的に変化させる傾斜組成膜の作製条件を確立する。
2) Zn－活性金属酸化物の多層膜および傾斜組成膜を有する複合電析鋼板の耐食性を評価し，犠牲防食能と耐久性に及ぼす皮膜構造の影響を明らかにする。更に耐食性，耐摩耗性，加工性，塗装性，外観等の諸特性の観点から，最適な電析膜の構造を明確にする。
3) PEGの分子量，活性金属が加水分解するpH，活性金属酸化物のζ電位等の各種因子について，活性金属酸化物の共析挙動に及ぼす影響を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
低pHで加水分解するVO2+イオンをZn電解液に添加すると，そのVO2+イオンが水酸化物となり，Znと共析させることができる。しかし，VO2+イオンを添加した先行研究では，V化合物はZnと共析するが，皮膜の表層に濃化し，均一には分散しないことが分かっている。そこで，本研究では，各種の電解条件下においてZn-V複合電析を行い，V化合物の分布状態を調査した。電析膜中のV含有率は浴温の低下，ポリエチレングリコール(PEG)の添加により増加した。浴温を下げるとZnの電流効率が低下しており，相対的にVの含有率が上がったと考えられる。PEGを添加すると陰極電位が分極しており，水素発生が増加するため， VO2+の加水分解反応が促進されVの含有率が上がったと考えられる。各電解条件で得られたZn-V複合電析膜の表面と断面を反射電子像とEDX により解析した。何れの複合電析膜においてもV化合物はZn層の隙間に共析した。標準電解条件（通電量100 kC/m2，浴温40 ℃，電流密度1000 A/m2）ではZnが不均一に析出しており，V化合物の分布も不均一となった。一方，浴温を20 ℃に低下させると，Zn結晶が微細化し, V化合物ができるサイト(Znの隙間)が微小, 且つ均一化してV化合物が均一に分布した。PEGを添加した場合もV化合物は，標準条件に比べ均一に共析した。PEGを添加すると電析したZnの気泡痕が減少することが報告されており，これは電極面からの水素の離脱性が増加するためと考えられる。PEG無しの溶液では，水素が同一箇所で連続的に発生しているのに対して, PEGを添加した溶液では, 水素の離脱性増加により水素の発生箇所が均一となり, その結果VO2+イオンの加水分解サイトも均一となり, V化合物が均一に分布したと考えられる。
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| Research Progress Status |
令和5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 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
