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人工さび実験による過酷な塩害環境での鋼材の腐食機構の解明および高耐食性鋼材の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K06862
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 材料加工・組織制御工学
研究機関島根大学

研究代表者

田中 秀和  島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 教授 (70325041)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード人工鉄さび / 塩害環境 / 大気腐食 / 耐食鋼材 / 耐候性鋼 / 合金金属 / 形態制御 / 保護性さび粒子層 / 分子吸着 / 人工さび実験 / 腐食・防食 / レアメタル代替
研究成果の概要

本課題は,人工さび実験により沿岸部でのNi系高耐候性鋼の耐食性発現機構を解明し,さらに過酷な塩害環境下でも高い耐食性を発揮し,レアメタル使用量を低減した新たな鋼材を開発することを目的に研究を行い,次のことを解明した。(1)鋼材へのTiやPの添加は,アノード近傍で緻密なさび粒子層を形成し,耐食性を発揮する。(2)ミッシュメタルやSnの合金化は,Fe3O4さびの形成を抑制する。(3)タンニン酸は,β-FeOOHさび粒子を微細化し,緻密なさび粒子層を促進する。(4)塩害環境での鉄さび粒子の生成や成長は大気中の腐食寄与物質の種類や量に加え,鋼材および乾湿繰り返しも強く影響する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

実環境下で生成する鉄さび粒子の系統的な調査は,気温や湿度,大気組成の変動のため困難である。本課題の特徴は,人工鉄さび粒子を用いた研究結果から,実際の腐食・鉄さび生成で起こる種々の現象をナノ-ミクロ-マクロレベルで系統的に考察し,体系化することである。さらに,過酷な塩害環境でも鋼材の高耐食性発現に有効な合金金属を人工さび実験により模索する,耐食鋼材の開発への新しいアプローチである。実際に本課題では,人工さび実験により過酷な塩害環境でも鋼材の耐食性向上に有効な添加元素の提案が可能となった。よって,本課題の成果は産業界,工業界に対する貢献は極めて大きいと言える。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 人工亜鉛さび粒子を用いた亜鉛めっき鋼板の耐食性発現機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      田中 秀和
    • 雑誌名

      粉体工学会誌

      巻: 57 号: 5 ページ: 241-248

    • DOI

      10.4164/sptj.57.241

    • NAID

      130007881689

    • ISSN
      0386-6157, 1883-7239
    • 年月日
      2020-05-10
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulating Study of Atmospheric Corrosion of Zn-Al Alloy Coating in Industrial Zone: Structure and Properties of Zinc Hydroxysulfate Rust Particles Prepared in the Presence of Al(III)2019

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, S. Nagano, T. Ishikawa, T. Nakayama
    • 雑誌名

      Adv. Powder. Technol.

      巻: 30 号: 4 ページ: 807-814

    • DOI

      10.1016/j.apt.2019.01.009

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fe(II)水溶液からの人工α-およびβ-FeOOHさび粒子の生成におよぼすタンニン酸の影響2018

    • 著者名/発表者名
      田中 秀和,中林 祐治,新居 正浩,石川 達雄,中山 武典
    • 雑誌名

      粉体工学会誌

      巻: 55 号: 5 ページ: 269-274

    • DOI

      10.4164/sptj.55.269

    • NAID

      130007403588

    • ISSN
      0386-6157, 1883-7239
    • 年月日
      2018-05-10
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Ni(II), Cu(II) and Cr(III) on the formation, morphology and molecular adsorption properties of α-FeOOH rust particles prepared by aerial oxidation of neutral Fe(II) solutions2018

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, A. Miyafuji, T. Ishikawa, T. Nakayama
    • 雑誌名

      Adv. Powder Technol.

      巻: 29 号: 1 ページ: 9-17

    • DOI

      10.1016/j.apt.2017.09.015

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] FeCl2水溶液からの人工鉄さび粒子の生成に及ぼす希土類イオンの影響2019

    • 著者名/発表者名
      田中 秀和,石川 達雄,中山 武典
    • 学会等名
      2019年度 粉体工学会春期研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fe(II)水溶液からのα-およびβ-FeOOHさび粒子の生成に及ぼす炭酸イオンの影響2019

    • 著者名/発表者名
      田中 秀和,菅沼 未来,石川 達雄,中山 武典
    • 学会等名
      2019年度 粉体工学会秋期研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 鋼板存在下でのFeCl2-FeSO4水溶液の乾湿繰り返しにより生成した人工鉄さび粒子の構造と形態2019

    • 著者名/発表者名
      田中 秀和,石崎 裕子,石川 達雄,中山 武典
    • 学会等名
      第66回 材料と環境討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Influence of Cu(II) on the formation of magnetite rust particles prepared by aerial oxidation of aqueous FeCl2 solutions2019

    • 著者名/発表者名
      Hidekazu Tanaka, Ayaka Nishitani, Tatsuo Ishikawa, Takenori Nakayama
    • 学会等名
      CORROSION2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] γ-FeOOH-鉄板界面でのFe3O4さび生成に及ぼす諸因子の影響2019

    • 著者名/発表者名
      田中 秀和
    • 学会等名
      2019年度 粉体工学会第2回粉体グリーンプロセス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] γ-FeOOH-鉄板界面でのFe3O4さびの生成に対する温度および湿度の影響2019

    • 著者名/発表者名
      田中 秀和,福原 俊介,江﨑 達哉,重永 勉
    • 学会等名
      2019年 腐食防食学会中国・四国支部 材料と環境研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] FeCl2水溶液からの人工鉄さびFe3O4の生成に及ぼすCe(III)の影響2018

    • 著者名/発表者名
      山根 万葉香,田中 秀和, 石川 達雄, 中山 武典
    • 学会等名
      材料と環境2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] FeCl2-FeSO4水溶液からの人工鉄さび粒子の生成と構造に及ぼすTi(IV)の影響2018

    • 著者名/発表者名
      田中 秀和,江田 弘美,石川 達雄, 中山 武典
    • 学会等名
      材料と環境2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of La(III) on the Formation of Artificial Steel Rust Particles from Aqueous FeCl2 Solutions2018

    • 著者名/発表者名
      M. Yamane, H. Tanaka, T. Ishikawa, T. Nakayama
    • 学会等名
      The 6th International Conference on the Characterization and Control of Interfaces for High Quality Advanced Materials (ICCCI2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 人工マグネタイトさび粒子の生成に及ぼすSn(II)の影響2018

    • 著者名/発表者名
      田中 秀和,西谷 彩香,石川 達雄,中山 武典
    • 学会等名
      第56回粉体に関する討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Fe(II)水溶液からの人工α-およびβ-FeOOHさびの生成の及ぼすリン酸,亜リン酸,次亜リン酸の影響2018

    • 著者名/発表者名
      野里 久幸,田中 秀和,石川 達雄,中山 武典
    • 学会等名
      第65回材料と環境討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] FeCl2-FeSO4水溶液からの人工鉄さび粒子の生成に及ぼす乾湿繰り返しの影響2018

    • 著者名/発表者名
      田中 秀和,岸 宏樹,石川 達雄,中山 武典
    • 学会等名
      第65回材料と環境討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Zn(II)-Al(III)混合溶液から生成した人工さび粒子の構造と性質2018

    • 著者名/発表者名
      田中 秀和,長野 咲,石川 達雄,中山 武典
    • 学会等名
      粉体工学会 2018年度秋期研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 無機粒子の形態制御,表面改質による高機能化2018

    • 著者名/発表者名
      田中 秀和
    • 学会等名
      2018年度粉体工学会春期研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 人工α-およびβ-FeOOHさび粒子の生成に及ぼす鋼材粉添加の影響2018

    • 著者名/発表者名
      田中秀和, 斉藤一輝, 石川達雄, 中山武典
    • 学会等名
      2018年腐食防食学会中国・四国支部 材料と環境研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] FeCl2水溶液における人工鉄さび粒子の生成に及ぼすLa(III)の影響2018

    • 著者名/発表者名
      山根万葉香, 田中秀和, 石川達雄, 中山武典
    • 学会等名
      2018年腐食防食学会中国・四国支部 材料と環境研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 炭酸イオン存在下で調製したα-およびβ-FeOOH粒子の構造と形態2017

    • 著者名/発表者名
      田中 秀和, 難波 大輝, 石川 達雄, 中山 武典
    • 学会等名
      材料と環境2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Fe(II)溶液からの人工鉄さびα-およびβ-FeOOHの生成に及ぼすタンニン酸の影響2017

    • 著者名/発表者名
      田中 秀和, 中林 祐治 石川 達雄, 中山 武典
    • 学会等名
      2017年度粉体工学会秋期研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄板-人工さび粒子界面でのマグネタイトさびの生成2017

    • 著者名/発表者名
      田中秀和
    • 学会等名
      粉体工学会第2回粉体グリーンプロセス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 島根大学大学院 自然科学研究科 物質化学コース 無機材料物性工学研究室

    • URL

      http://www.ipc.shimane-u.ac.jp/imchem/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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