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含ランタン酸化物膜被覆法の開発と表面分析、熱分析による評価

研究課題

研究課題/領域番号 08555216
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 無機工業化学
研究機関北海道大学

研究代表者

古市 隆三郎  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40001200)

研究分担者 馬渕 勝美  (株)日立製作所, 日立研究所, 研究員
佐伯 功  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50235090)
田村 紘基  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10002023)
馬淵 勝美  (株)日立製作所, 日立研究所, 研究員
研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
17,600千円 (直接経費: 17,600千円)
1998年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1997年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
1996年度: 11,500千円 (直接経費: 11,500千円)
キーワード酸化物 / 表面水酸基 / イオン交換 / 酸化物皮膜 / ブレークアウェー / ペロブスカイト型酸化物 / 電導性 / 混合酸化物薄膜 / 光電流 / 酸化 / 陽性酸化 / 耐食性
研究概要

1. (La,M^<II>)(Cr,Mn)O_<3-8>,薄膜[M^<II>=Ca、Sr]の調製:スプレーパイロリシス法により、基板上にLa-Ca-Cr-Mn系とLa-Sr-Cr-Mn系ペロブスカイト型複合酸化物薄膜を形成した。本法により酸化物薄膜厚さと組成が制御でき、Mn置換により電導性の向上、Ca置換では粒子間焼結性の向上による電導性の上昇が、Sr置換では粒子成長の促進による電導性低下が確認された。
2. 酸化チタンと酸化タングステンの混合酸化物薄膜の光電気化学挙動:金属Ti基盤にWを真空蒸着後、1073Kと1173Kで酸化しTiO_2-WO_3混合酸化物薄膜を合成した。光電流は、薄膜のW量の増加と共に、酸化物膜作成時の酸化温度の上昇と共に大きくなった。Wが薄膜の深さ方向に均一に分布しており且つその量が多いことが大きな光電流発生の条件となることが結論された。
3. Type430ステンレス鋼の高温酸化反応の初期挙動:ステンレス鋼は、近年、焼却炉材などの高温材料として注目されているが、高温環境下ではブレークアウェーと呼ばれる突発的急速酸化反応が起こることがある。酸化物皮膜の形態、組成、構造をSEM,XPS,XRDにより検討し、ブレークアウェー発生は高温での酸化初期に生成する保護性酸化物皮膜の性質に依存し、その性質は合金組成、酸化雰囲気、高温に至るまでの昇温履歴で決定されることを明らかにした。
4. アルミニウムの2段階陽極酸化プロセスによる高耐腐食性薄膜の被覆:アルミニウム表面を、(1)クロム酸-リン酸溶液で処理した後、(2)硫酸中で陽極酸化する。この二つのプロセスにより、3価のクロムと燐酸イオンを含む、多孔性のアルミニウム複合酸化物薄膜が形成され、この薄膜は塩化物イオンを含む系における下地アルミニウムの耐孔食性に優れ、薄膜自身の硬度も大きいことが明らかにした。
5. 酸化物表面の酸塩基特性:酸化物表面の酸化物イオンは水溶液中では水酸基化し、酸型と塩基型水酸基を生成する。Al_2O_3,Fe_2O_3,Fe_3O_4,TiO_2,MnO_2について、表面水酸基の存在密度の測定方法を確立し、水酸基の解離反応をモデル化し、それに基づき水酸基の解離平行定数を理論計算し、Li,Na,K,Csの1価イオン、Ni,Zn,Co,Mn,Cu,Pbの2価イオンついて実測の交換反応挙動を良く説明できることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (48件)

  • [文献書誌] 田村, 紘基: "Modeling of Ion-Exchange Roaction on Metal Oxides with the Furmkin Isotherm" Environmental Science & Technology. 30・4. 1198-1204 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 佐伯,功: "The Photoelectrochemical Response of TiO_2-WO_3 Mixed Oxide Films Prepared by the Thermal Oxidotion of Titanicom Coated with Tecngsten" J.Electrochem. Soc.143・7. 2226-2230 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 金野, 英隆: "A Tow Step Anodizing Pracess of Alamium as a Meam^8 for Improving the chemical and Physical Properties of Oxide Films" Corrosion Science. 38・12. 2247-2256 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田村, 紘基: "The Co^<2+> Adsorption Properties of Al_2O_2, Fe_2O_3, Fe_3O_4, TiO_2, and MmO_2 Evaluated by Modeling with the Furhin Isotherm" J.of Colloid & Interface Science. 195. 192-202 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田村, 紘基: "Adsorption Affinity of Divalent Heavy Metal Ions for Metal Oxides Evalusted by Modeling with the Furmkin Isotherm" J.of Colloid & Interface Science. 195. 241-249 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 古崎, 睦: "(La, M^<II>)(Cr, Mn)O_3-d 薄膜[M^<II>=Ca, Sr]の形式およびその善電特性" 北海道大学工学部研究報告. 179. 1-10 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 佐伯, 功: "1073〜1273KにおけるSUS430ステンレス鋼の初期酸化" 日本金属学会誌. 61・5. 416-423 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 佐伯, 功: "Initial Oxidation of Type 430 stainless steels with 0.09-0.9Mn in O_2-N_2 Atinosphere at 1273K" Corrosion Science. 38・9. 1595-1612 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 佐伯, 功: "1273KにおいてType430ステンレス鋼に生成する初期酸化皮膜の性質に対する昇温速度の影響" 材料と環境. 46. 789-796 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田村, 紘基: "EDTA3吾液によるマグネタイト(Fe_3O_4)吾解反応の速度モデル" 分析化学. 47・7. 397-403 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 佐伯, 功: "The Effect of the Oxidation Atmesphere on the Initial Okidatim of Type 430 Stainless Steel at 1273K" Corrosion Science. 40・213. 191-200 (1998)

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  • [文献書誌] 佐伯, 功: "Growth Process of Protective Oxides Formed on Type 304 and 430 Stainless Steels at 1273K" Corrosion Science. 40・8. 1295-1302 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田村, 紘基: "Polyfunctionality of Carboxyl Sites on IRC-50, an MR-Type Ion-Exchange Resin Evoluated by Modeling with the Furmhin Isotherm" Reactive & Functional Palymers. 38. 177-181 (1998)

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  • [文献書誌] 田村, 紘基: "Surface Hydroxyl Site Densities on Metal Oxides as a Measure for the Ion-Exchange Capacity" J.Colloud & Interface Science. 209. 225-231 (1999)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 日本分析化学会北海道支部: "環境の化学分析" 三共出版, 357 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 日本熱測定学会: "熱量測定・熱分析ハンドブック" 丸善株式会社, 318 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroki, TAMURA: "Modeling of Ion-Exchange Reaction on Metal Oxide with the Furmkin Isotherm" Environmental Sci.& Technol.30-4. 1198-1204 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Isao, SAEKI: "The Photoelectrochemical Response of TiO_2-WO_3 Mixed Oxide Films Prepared by the Thermal Oxidation of Titanium Coated with Tungsten" J.Electrochem.Soc.143-7. 2226-2230 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hidetaka, KONNO: "A Two Step Anodizing Process of Aluminum as a Means for Improving the Chemical and Physical Properties of Oxide Films" Corrosion Sci.38-12. 2247-2256 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Isao, SAEKI: "Initial Oxidation of Type 430 Stainless Steels with 0.09-0.9 Mn in O_2-N_2 Atmosphere at 1273K" Corrosion Sci.38-9. 1595-1612 (1996)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroki, TAMURA: "The Co^<2+> Adsorption Properties of Al_2O_3, Fe_2O_3, Fe_3O_4, TiO_2, and MnO_2.Evaluating with the Furmkin Isotherm" J.Colloid & Interf.Sci.195. 192-202 (1997)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroki, TAMURA: "Adsorption Affinity of Divalent Heavy Metal Ions for Metal Oxides Evaluating with the Furmkin Isotherm" J.Colloid & Interf.Sci.195. 241-249 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Atsusi, FURUSAKI: "Formation and the Electrical Conductivity of (La, M^<II>) (Cr, Mn) O_<3-delta> Thin Films [M^<II>=Ca, Sr]" Bull.of the Facul.of Eng.of Hokkaido Univ.179. 1-10 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Isao, SAEKI: "Initial Oxidation of Type 430 Stainless Steels at 1073-1273K" J.Japan Inst.Metals. 61-5. 416-423 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Isao, SAEKI: "Effect of Heating Rate on Properties of Initially Formed Oxides on Type 430 Stainless Steels at 1273K" Zairyo-to Kankyo. 46. 789-796 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroki, TAMURA: "A Kinetic Model of the Dissolution of Magnetite (Fe_3O_4) in EDTA Solutions" BUNSEKI KAGAKU. 47-7. 397-403 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Isao, SAEKI: "The Effect of the Oxidation Atmosphere on the Initial Oxidation of Type 430 Stainless Steels at 1273K" Corrosion Sci.40-2/3. 191-200 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Isao, SAEKI: "Growth Process of Protective Oxides Formed on Type 304 and 430 Stainless Steels at 1273K" Corrosion Sci.40-8. 1295-1302 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroki, TAMURA: "Polyfunctionality of Carboxyl Sites on IRC-50, an MR Type Ion-Exchange Resin, Evaluated by Modeling with the Furmkin Isotherm" Reactive & Functional Polymers. 38. 177-181 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroki, TAMURA: "Surface Hydroxyl Site Density on Metal Oxides as a Measure for the Ion-Exchange Capacity" J.Colloid & Interf.Sci.209. 225-231 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hokkaido Branch of the Japan Society of Analytical Chemistry: Environmental Analytical Chemistry. Sankyo Press Inc., 48-57 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] The Japan Society of Calorimetry and Thermal Analysis: Handbook of Calorimetry and Thermal Analysis. Maruzen, 210 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田村,紘基: "EDTA溶液によるマグネタイト(Fe_3O_4)溶解反応の速度モデル" 分析化学. 47・7. 397-403 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 佐伯,功: "The Effect of the Oxidation Atmosphere on the Initial Oxidation of Type 430 Stainless Steel at 1273K" Corrosion Science. 40・213. 191-200 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 佐伯,功: "Growth Process of Protective Oxides Formed on Type 304 and 430 Stainless Steels at 1273K" Corrosion Science. 40・8. 1295-1302 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 田村,紘基: "Polyfunctionality of Carboxyl Stites on IRC-50,an MR-Type Ion-Exchange Resin,Evaluated by Modeling with the Further Isothered" Reactive & Functional Polymers. 38. 177-181 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 田村,紘基: "Surface Hydroxyl Site Densities on Metal Oxides as a Measure for the Ion-Exchange Capacity" J.Colloid and Interf.Sci.209. 225-231 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 日本分析化学会北海道支部: "環境の化学分析" 三共出版, 357 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 日本熱測定学会: "熱量測定・熱分析ハンドブック" 丸善株式会社, 318 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 田村,紘基: "The Co^<2+> Adsorption Properties of Al_2O_3,Fe_2O_3,Fe_3O_4,T_1O_2,and MnO_2 Evaluated by Medeling with the Frumkin Isotherm" J.of Collsid.Interface Sci.195. 192-202 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 田村,紘基: "Adsorption Affinity of Divalent Heavy Metal Ioxs for Metal Oxides Evaluated by Medeling with the Frumkin Isotherm" J.of Collsid.Interface Sci.195. 241-249 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 古崎,睦: "(La,M^<II>)(Cr,Mn)O_<3-δ>薄膜[M^<II>=Ca、Sr] の形成およびその導電特性" 北海道大学工学部研究報告. 179. 1-10 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 佐伯,功: "1073-1273KにおけるSUS430ステンレス鋼の初期酸化" 日本金属学会誌. 61・5. 416-423 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 佐伯,功: "Initial Oxidation of Type 430 Stainless Steel with 0.09-0.9Mn in O_2-N_2 Atmaspbere at 1273K" Corrosion Sci.38・9. 1595-1612 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 佐伯,功: "1273KにおいてType430ステンレス鋼に生成する初期酸化物皮膜の性質に対する昇温速度の影響" 材料と環境. 46. 789-796 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 田村,紘基: "Modeling of Iox-Exchange Reactions on Matal Oxides with the Frumkin Isotherm" Envoionmental Science & Technology. 30・4. 1198-1204 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 佐伯,功: "The Photoelectrochemical Response of TiO_2-WO_3 Mixed Oxide Films Prepared by Frermal Oxidation of Titanium Coated with Tunegsten" J. of Electrochemical Society. 143・7. 2226-2230 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 金野,英隆: "A Two Step Anodizing Process of Alumium As A Means For Improving The Chemical and Pkyical Propertios of Oxide Films" Corvosion Science. 38・12. 2247-2256 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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