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Surface treatment of light metals based on bipolar electrochemistry

Research Project

Project/Area Number 21K04722
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
Research InstitutionKogakuin University

Principal Investigator

Asoh Hidetaka  工学院大学, 先進工学部, 教授 (80338277)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords表面処理 / バイポーラ電気化学 / アノード酸化 / 酸化皮膜 / 軽金属 / アルミニウム / 金属酸化物 / 電気化学 / 電気化学プロセス
Outline of Research at the Start

本研究では,バイポーラ電気化学に基づく酸化還元反応の制御・理解を通じて,アルミニウムなどの軽金属表面に生成する金属酸化物の構造やその生成効率に対する電解条件の影響を系統的に調査する。従来の直接通電法ではなく,無接続の試料に対して間接的に給電するバイポーラ電気化学を利用した,軽金属の新たな表面処理技術を提案するだけでなく,機能性無機材料(金属酸化物)の創製技術としても本手法の応用可能性を実証する。

Outline of Final Research Achievements

Surface treatment of aluminum based on electrochemical methods is generally performed by connecting the aluminum and the counter electrode to an external power supply under DC or AC electric field. However, the present method based on bipolar electrochemistry can also form an oxide film on an unconnected (no direct energization) specimen as in the conventional method. Until now, although basic data have been collected using plate-shaped aluminum specimens, it was confirmed that this method is useful regardless of the specimen shape, even if the specimen shape is changed from plate to millimeter-size sphere. It was also demonstrated that this method can be applied to metals other than aluminum.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ここ20年における表面処理技術に関わる研究は,環境,エネルギー,生命・医療分野など
幅広い分野に拡大し,学際領域,融合領域での研究として新たな局面を迎えている。
社会・産業のニーズに応える基礎研究の継続は重要であり,既定路線の延長ではなく本申請課題のように新たな発想に基づく新しい表面処理技術を提案し,周辺技術を検討・確立することは,当該分野の発展・活性化において大きな意義があると考えている。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Detection of the Oxidation Area by Spectrophotometry: Regional and Temporal Changes in Anodic Oxidation on Titanium in Bipolar Electrochemistry2023

    • Author(s)
      Kokubo Yuuka、Asoh Hidetaka
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 8 Issue: 30 Pages: 27024-27029

    • DOI

      10.1021/acsomega.3c01957

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Design of Multiphase Metal Balls via Maskless Localized Anodization Based on Bipolar Electrochemistry2022

    • Author(s)
      Asoh Hidetaka、Mizota Kanako、Kokubo Yuuka
    • Journal Title

      Advanced Materials Interfaces

      Volume: 10 Issue: 2 Pages: 2201835-2201835

    • DOI

      10.1002/admi.202201835

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Two-step bipolar anodization: Design of titanium with two different faces2022

    • Author(s)
      Kokubo Yuuka、Asoh Hidetaka
    • Journal Title

      Electrochemistry Communications

      Volume: 142 Pages: 107376-107376

    • DOI

      10.1016/j.elecom.2022.107376

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of size and position of an unconnected aluminum electrode on bipolar anodization in an AC electric field2021

    • Author(s)
      R. Takeuchi, H. Asoh
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 22496-22496

    • DOI

      10.1038/s41598-021-01633-4

    • Related Report
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  • [Presentation] 上下に配置した駆動電極を用いたアルミニウムのバイポーラアノード酸化2024

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      表面技術協会第149回講演大会
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      阿相英孝
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      表面技術協会第149回講演大会
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  • [Presentation] Bipolar Anodization of Aluminum: Effect of Conductivity of Electrolyte2023

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      A. Kamimura, H. Asoh
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      International Conference on Surface Engineering (ICSE2023)
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      阿相英孝
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      國毋優香,阿相英孝
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      上村葵,阿相英孝
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      日本化学会第12回CSJ化学フェスタ
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] バイポーラ電気化学を用いたヤヌス型チタン基複合材料の創製2022

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      國毋優香,阿相英孝
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  • [Presentation] 交流バイポーラ電解によるアルミニウムアノード酸化皮膜の電解着色2022

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      稲川和希,阿相英孝
    • Organizer
      2022年電気化学会秋季大会
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  • [Presentation] アルミニウムの直流バイポーラアノード酸化における硫酸電解液濃度の影響2022

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      上村葵,阿相英孝
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  • [Presentation] 複数のアルミニウム球に対するバイポーラアノード酸化2022

    • Author(s)
      國母優香,上村葵,阿相英孝
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      表面技術協会第146回講演大会
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  • [Presentation] 間接陽極酸化によるニオブのカラーリング技術:単色からオイルスリック模様まで2022

    • Author(s)
      國毋優香,阿相英孝
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      日本色彩学会第53回全国大会2022
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 間接通電法を利用したチタン上での位置選択的な酸化膜形成2022

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      國毋優香,阿相英孝
    • Organizer
      軽金属学会第142回春期大会
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  • [Presentation] 干渉色を用いたバイポーラ電極上での酸化領域の可視化2022

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      國毋優香,阿相英孝
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      表面技術協会第145回講演大会
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  • [Presentation] バイポーラ電気化学を用いたヤヌス型アルミニウム球の作製2022

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      溝田奏子,阿相英孝
    • Organizer
      表面技術協会第145回講演大会
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  • [Presentation] シュウ酸-エチレングリコール中でのアルミニウムの直流バイポーラアノード酸化2022

    • Author(s)
      上村葵,阿相英孝
    • Organizer
      表面技術協会第145回講演大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] アルミニウムのバイポーラ電解に及ぼす直流電場の影響2021

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      阿相英孝,石塚風羽,竹内遼
    • Organizer
      表面技術協会第144回講演大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 古くて新しいバイポーラ電気化学を利用したアルミニウムの表面処理2021

    • Author(s)
      阿相英孝
    • Organizer
      表面技術協会・腐食防食学会北海道支部主催北海道夏期セミナー
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      2021 Research-status Report
    • Invited

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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