| 研究課題/領域番号 |
10555256
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
金属生産工学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
鈴木 亮輔 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (80179275)
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| 研究分担者 |
小野 勝敏 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (10026049)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
9,200千円 (直接経費: 9,200千円)
2000年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1999年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
1998年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
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| キーワード | 鉄シリサイド / 耐酸化性皮膜 / 溶融塩 / 表面処理 / 高温酸化 / 鋼板 / 濃度勾配 / シリコン / 耐酸化性被膜 / オゾン酸化 / 高温X線回折 |
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| 研究概要 |
腐食性環境における耐食性向上、および酸化性雰囲気中での耐高温酸化性向上のために、溶融塩を用いて、鉄の表面に鉄シリサイドFe_3Siを無電解でコーティングし、その後Fe_3Si表面をオゾンガスで低温酸化する方法により、平滑で安定なFe_3Si-SiO_2複合皮膜を形成させるプロセスを開発した。
操業中の揮発や酸化が少なく、かつ大気中でも安定な溶融塩として数十グラム規模のKCl-NaCl-NaF-Si-SiO_2-Na_2SiF_6を用い、純鉄および普通鋼板に無電解めっきを行った。高温溶融塩と鉄は速やかに反応し厚さ100μm以上のFe_3Si皮膜を生じた。このような高速成膜時には皮膜と基板との界面に溶融塩の巻き込みがあるが、鉄シリコン合金を基板とした実験ではこのような欠陥がないことから、シリコンイオン供給源である純シリコンからシリコンイオンが過度に速やかに供給されることが原因であった。不均化反応と拡散反応からなる被膜機構を解明したので、純シリコンに代えてシリコン活量を制御したアルミーシリコン二元液体合金を用いたところ、鉄板表面はシリサイドではなくα-(Fe,Si)合金とすることができた。その後、溶融塩を通常のシリコンを含む塩に交換すると、内部に濃度勾配を有するシリサイド皮膜を得ることに成功し、欠陥のない良好な界面を得た。シリコンを合金化すること、もしくは溶融塩中のSi^<2+>の濃度を減少させること、で良好な界面を得ることに成功した。
同様に鉄の他、高融点金属のモリブデンやニオブ、ニッケル等にも良好な耐酸化性皮膜を被覆できることを見出し、オゾンガスを用いた溶融CrO_3を用いたCr_2O_3皮膜生成についても新しい知見を得た。
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