触媒活性を制御する鉄鋼材料の新しい高耐食化原理の創出

• 研究課題/領域番号: 15H05550
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 材料加工・組織制御工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 菅原 優 東北大学, 工学研究科, 助教 (40599057)
• 研究協力者: 古田 将寛 ; 青山 高士 ; 工藤 知央
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 22,880千円 (直接経費: 17,600千円、間接経費: 5,280千円); 2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2016年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円); 2015年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: ステンレス鋼 / 酸素還元反応 / 水素発生反応 / 活性溶解 / 不働態皮膜 / 酸素還元活性

研究成果の概要

酸素還元反応活性や水素発生反応活性、表面近傍の液性を制御することで、鋼の局部腐食を停止させる試みを行った。Fe-18Cr合金の酸素還元反応や水素発生反応活性に及ぼす添加元素（Al、Ni等）の効果を調査したが、その効果は少ないことが分かった。また、純Fe表面にプラズマ窒化処理を行い窒素化合物層を表面に形成すると、水素発生反応が抑制される可能性があることが分かった。酸性環境において、硫酸イオンを溶液中に添加することで鋼の活性溶解が抑制され、このことを利用して、発生したすきま腐食の成長を抑制させることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Formation of Pt Skin Layer on Ordered and Disordered Pt-Co Alloys and Corrosion Resistance in Sulfuric Acid (2018)
  • 著者名/発表者名: Yu Sugawara, Michiko Konno, Izumi Muto, and Nobuyoshi Hara
  • 雑誌名: Electrocatalysis 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 539-549
  • DOI: 10.1007/s12678-017-0448-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] In situ monitoring of crevice corrosion morphology of Type 316L stainless steel and repassivation behavior induced by sulfate ions (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahito Aoyama, Yu Sugawara, Izumi Muto, and Nobuyoshi Hara
  • 雑誌名: Corrosion Science 巻: 127 ページ: 131-140
  • DOI: 10.1016/j.corsci.2017.08.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen Entry into Pure Iron Treated by Plasma Nitriding (2017)
  • 著者名/発表者名: Yu Sugawara, Izumi Muto, and Nobuyoshi Hara
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: 75 号: 29 ページ: 43-50
  • DOI: 10.1149/07529.0043ecst
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Inhibition of Hydrogen Permeation through Pure Iron by Plasma Nitriding (2018)
  • 著者名/発表者名: Yu Sugawara, Tomohiro Kudo, Izumi Muto, and Nobuyoshi Hara
  • 学会等名: EUROCORR 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of Nitrate Ions on Repassivation Behavior of Crevice Corrosion on Type 316L Stainless Steel (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahito Aoyama, Izumi Muto, Yu Sugawara, and Nobuyoshi Hara
  • 学会等名: 232nd ECS Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 硫酸中におけるプラズマ窒化処理を施した純鉄への水素侵入挙動 (2017)
  • 著者名/発表者名: 菅原 優, 工藤知央, 武藤 泉, 原 信義
  • 学会等名: 材料と環境2017
• [学会発表] ステンレス鋼のすき間腐食停止に及ぼす硝酸イオンの影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 青山高士, 武藤 泉, 菅原 優, 原 信義
  • 学会等名: 材料と環境2017
• [学会発表] プラズマ窒化処理による硫酸中での純鉄への水素侵入の抑制 (2017)
  • 著者名/発表者名: 菅原 優, 工藤知央, 武藤 泉, 原 信義
  • 学会等名: 2017年 電気化学秋季大会