紫外光走査型光電気化学表面処理によるオーダーメイド不働態強化

• 研究課題/領域番号: 15K14136
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 複合材料・表界面工学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 伏見 公志 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20271645)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2015年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 不働態強化 / 金属表面処理 / 耐食性向上 / 光電気化学反応 / 材料加工・処理 / 腐食防食

研究成果の概要

紫外光を走査する光学走査系と電気化学測定系を組み合わせた装置を開発した。硫酸水溶液中、多結晶チタンをアノード分極しながら紫外光照射した際に流れた光電気化学電流（明電流ー暗電流）の時間積分（光電気化学電気量）により反応量を制御し照射位置を変え、不働態皮膜に不均一性を導入することに成功した。紫外光の照射強度および照射時間の影響は、その場偏光反射顕微鏡、顕微ラマン分光法などにより調査した結果、紫外光照射部において、水和酸化物の脱水の後、アナターゼへの結晶化が誘導されることがわかった。光電気化学電気量を紫外光照射条件にフィードバックし、不働態皮膜の不均一性を把握するとともにその均一化を図った。

研究成果

• [雑誌論文] Optical Characterization of Passive Oxides on Metals (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Ohtsuka, K. Fushimi
  • 雑誌名: Electrochemistry 巻: 84 号: 11 ページ: 826-832
  • DOI: 10.5796/electrochemistry.84.826
  • NAID: 130005277894
  • ISSN: 1344-3542, 2186-2451
  • 査読あり
• [雑誌論文] Titanium Surface Anodized under UV-light Irradiation Observed by Ellipso-microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Fushimi, K. Kurauchi, H. Ikeyama, Y. Kitagawa, T. Nakanishi, Y. Hasegawa, M. Ueda, T. Ohtsuka
  • 雑誌名: J. Sol. State Electrochem. 巻: ? 号: 12 ページ: 3579-3587
  • DOI: 10.1007/s10008-015-2753-7
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Heterogeneity of passive films formed on practical materials measured by electrochemical and optical methods (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Fushimi
  • 学会等名: HU-JKU Joint Symposium on Chemical Sciences and Engineering
  • 発表場所: Johannes Kepler University Linz, Linz, Austria
  • 年月日: 2017-02-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] チタンアノード酸化皮膜の光電気化学的表面処理 (2017)
  • 著者名/発表者名: 金澤友美, 北川裕一, 中西貴之, 長谷川靖哉, 伏見公志
  • 学会等名: 化学系学協会北海道支部2017年冬季研究発表会
  • 発表場所: 北海道大学、札幌
  • 年月日: 2017-01-17
• [学会発表] Photo-electrochemical surface treatment of anoduc oxide film formed on titanium (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Kanazawa, Y. Kitagawa, T. Nakanishi, Y. Hasegawa, K. Fushimi
  • 学会等名: 2016年電気化学会北海道支部・東海支部合同シンポジウム「インテリジェント電気化学の新潮流」
  • 発表場所: 北海道大学、札幌
  • 年月日: 2016-11-23
• [学会発表] チタンの耐食性に対する光電気化学的表面処理の効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 金澤友美，北川裕一，中西貴之，長谷川靖哉，伏見公志
  • 学会等名: 第63回材料と環境討論会
  • 発表場所: 大阪国際会議場、大阪
  • 年月日: 2016-10-17
• [学会発表] Heterogeneous degradation of passive film by UV-light irradiation (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Fushimi, T. Kanazawa, Y. Kitagawa, T. Nakanishi, Y. Hasegawa
  • 学会等名: Eurocorr2016
  • 発表場所: Le Corum, Montpellier, France
  • 年月日: 2016-09-11
  • 国際学会
• [学会発表] Heterogeneous degradation of passive film by UV-light irradiation (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Fushimi, T. Kanazawa, Y. Kitagawa, T. Nakanishi, Y. Hasegawa
  • 学会等名: Eurocorr 2016
  • 発表場所: Le Corum, Montpellier, France
  • 年月日: 2016-09-11
  • 国際学会
• [学会発表] 光電気化学反応によるチタンアノード酸化皮膜の変質 (2016)
  • 著者名/発表者名: 金澤友美，北川裕一，中西貴之，伏見公志，長谷川靖哉
  • 学会等名: 電気化学会北海道支部第32回ライラックセミナー・第22回若手研究者交流会
  • 発表場所: おこばち山荘、小樽
  • 年月日: 2016-06-25
• [学会発表] Photo-electrochemical degradation of anodic oxide film on titanium (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Kanazawa, H. Ikeyama, Y. Kitagawa, T. Nakanishi, Y. Hasegawa, K. Fushimi
  • 学会等名: The 8th Japan-China Joint Seminar on Marine Corrosion and Control
  • 発表場所: Hokkaido University, Sapporo, Japan
  • 年月日: 2016-06-22
  • 国際学会
• [学会発表] アノード酸化チタンの皮膜厚分布に対するUV光照射の影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 金澤友美、北川裕一、中西貴之、長谷川靖哉、伏見公志
  • 学会等名: 電気化学会第83回大会
  • 発表場所: 大阪大学, 吹田
  • 年月日: 2016-03-29
• [学会発表] UV光照射中のチタン表面酸化膜のその場偏光反射顕微鏡観察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 伏見公志
  • 学会等名: HU-NIMSシンポジウム
  • 発表場所: NIMS, つくば
  • 年月日: 2016-02-01
• [学会発表] Photo-electrochemical Degradation of Anodized Titanium Surface Observed using EIS and Ellipso-microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Fushimi, H. Ikeyama, Y. Kitagawa, T. Nakanishi, Y. Hasegawa, M. Ueda, T. Ohtsuka
  • 学会等名: 66th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry, ISE 66th Annual Meeting
  • 発表場所: Taipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2015-10-04
  • 国際学会 / 招待講演