| 研究課題/領域番号 |
13450296
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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 | 一般 |
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| 研究分野 |
材料加工・処理
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| 研究機関 | 大阪教育大学 |
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研究代表者 |
石川 達雄 大阪教育大学, 教育学部, 教授 (30009055)
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| 研究分担者 |
神鳥 和彦 大阪教育大学, 教育学部, 助教授 (70177765)
安川 あけみ 大阪教育大学, 教育学部, 助手 (70243285)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
15,200千円 (直接経費: 15,200千円)
2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2003年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2001年度: 11,800千円 (直接経費: 11,800千円)
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| キーワード | 鋼材 / 腐食 / 耐候性鋼 / コロイド / 合金 / さび / オキシ水酸化鉄 / 亜鉛処理鋼材 / 合金元素 / 大気腐食 / 吸着 / 比表面積 / 相転移 / マグネタイト / 鉄鋼 / α-FeOOH / β-FeOOH / γ-FeOOH / アニオン / クラスター / ナノ粒子 / 金属イオン添加 / 非晶質酸化物 / Fe_3O_4 / 非晶失酸化物 |
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| 研究概要 |
1)人工さび
人工さびを用いて鋼材と耐候性鋼の腐食および耐食性発現機構を研究した。種々の条件下で生成したさび粒子をいろいろな方法で詳しく調べた。また、耐候性鋼の合金元素の役割を明らかにするため、さび粒子の生成と構造への金属イオンの効果を調べた。殆どの合金元素がさび粒子の結晶化と成長を妨害し、その程度は金属イオンとさび成分に依存した。したがって、現在行われている合金元素の複合添加が有効であることが実証された。とくに、Ti添加がβ-FeOOHさびの生成を著しく妨害し、Ti合金が塩化物環境(海洋・海岸)での耐食性向上に寄与することが判明した。環境に由来するアニオンである硫酸イオン、リン酸イオンはβ-FeOOHさびの生成と構造に著しく影響し、さびの構造が腐食環境に依存することが分かった。
2)耐候性さび
種々の環境下で長期間暴露した耐侯性鋼さびを分子吸着法で調べた。窒素吸着法で求めた比表面積は、飛来塩分量の増加とともに減少した。このことは、塩化物の多い環境ではさび粒子が成長してさび層が粗になり、保護性が低下すること示す。また、比表面積の減少に伴い腐食速度が増加することから、塩化物環境下では耐食性が発揮されないことが分かった。様々な環境下で生成した種々のさびについて、比表面積と腐食速度は対応関係にあり、耐食性が高い鋼材さびほど比表面積が大きくなった。鋼材さびの評価とくにこれまで困難とされていたさび粒子の大きさの評価に吸着法が有効であることが分かった。
3)亜鉛処理鋼材さび
鋼材の耐食性を上げるため、種々の亜鉛合金で表面処理されている。亜鉛合金による耐食性向上機構を明らかにするため、合金さび粒子を合成しその組成と構造を詳しく調べた。よく使用されるZn-Alの塩化物系では、Alを少量添加すると薄板状のサイモンコライト粒子が生成した。したがって、Zn-Al処理鋼材の高耐食性は、板状粒子の配向によるさび層の緻密化によって説明される。さらに、高耐食性のZn-Al-Mg合金処理鋼材では、板状粒子が微細化し、さび層の緻密化が起こり易いことが分かった。
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