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Al-rich α 相抑制による新奇高耐食性Mg-Al-X合金の探索

研究課題

研究課題/領域番号 18K04774
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分26050:材料加工および組織制御関連
研究機関富山大学

研究代表者

畠山 賢彦  富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 准教授 (30375109)

研究分担者 砂田 聡  富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 特別研究教授 (00206575)
佐藤 紘一  鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (30378971)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードマグネシウム合金 / 腐食特性 / 防食技術 / 電気化学 / 防食 / 金属間化合物 / マグネシウム / 腐食 / 偏析
研究成果の概要

Al濃度を系統的に1~43wt%まで変化させた、Mg-Al合金に対して電気化学測定を行った。Al濃度が1~8wt%では、Al濃度の増加につれて腐食電位の上昇がみられるが、9wt%から腐食電位が低下する。また、β相単相(43wt%Al)では-1.4V程度と5wt%Alと同程度の電位を示す。この腐食電位の変化は、単純なAl濃度による貴化では説明が出来ないことから、各相の表面に形成したマグネシウム水酸化皮膜Mg(OH)2の厚さの違いなどが影響していると考えられる。Mg-Al-X合金のβ相を不安定化させる元素として(X=Zn, Ag)が見出された他、安定化する多数の元素(X=Sn,Bi等)が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Mg合金は卑な金属で耐食性が悪く、Alを添加した合金として用いられる。Alを添加することで合金は貴にシフトし、耐食性は向上するものの、Al濃度の高い金属間化合物であるβ-Mg17Al12相や母相であるα相のなかにAl濃度が高い領域(Al-rich-α相)が形成し、それらが耐食性を劣化する。
β相を不安定化する添加元素を探索し、β相の析出を抑え、α相中のAl濃度を高く維持することで耐食性を向上する方法や、β相の析出を逆に促進し、β相の周囲に形成し、腐食の起点となるAl-rich-α相の形成を抑制する手法を開発した。この応用によりモバイル機器等に用いられるマグネシウム合金の寿命向上が期待される。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Corrosion Properties of the β-Mg<sub>17</sub>Al<sub>12</sub> Phase in NaCl Solutions2022

    • 著者名/発表者名
      Sarayama Kaede、Nakano Kenichi、Shimada Yusuke、Morihiro Ami、Hatakeyama Masahiko、Sunada Satoshi、Sato Koichi
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 63 号: 6 ページ: 911-917

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MA2022023

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 年月日
      2022-06-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of Sigma Phase on Corrosion Behavior of Duplex Stainless Steel2022

    • 著者名/発表者名
      Nagae Koichiro、Ejiri Kento、Hirabayashi Jyunichi、Yamamoto Yuichi、Hatakeyama Masahiko、Sunada Satoshi
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 63 号: 5 ページ: 726-729

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MA2022002

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 年月日
      2022-05-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Effect of Base Oil Viscosity on the Corrosion Preventive Properties of the Rust Preventive Oils2022

    • 著者名/発表者名
      Kume Mochisuke、Iwashima Daisuke、Hatakeyama Masahiko、Sunada Satoshi
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 63 号: 5 ページ: 716-719

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MA2022001

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 年月日
      2022-05-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influence of Iron Diffusion on the Oxidation Resistance of CrSiCN Hard Coatings2022

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama Masahiko、Tsuchiya Taiki、Lee Seung-won、Matsuda Kenji、Aoi Yoshifumi、Nose Masateru
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 63 号: 4 ページ: 422-429

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MA2022014

    • NAID

      130008164776

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 年月日
      2022-04-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of dispersion particles and precipitates on the corrosion properties of ODS-Cu, Cu-Cr-Zr and Cu-Cr alloys in Na2SO4 solutions2022

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama Masahiko、Okada Kai、Sunada Satoshi、Sato Koichi
    • 雑誌名

      Nuclear Materials and Energy

      巻: 31 ページ: 101159-101159

    • DOI

      10.1016/j.nme.2022.101159

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In-situ observation of damage structure in Cu-Cr-Zr and Cu-Cr alloy during 1.25?MeV electron irradiation2022

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama M.、Yamamoto T.、Yasuda K.、Matsumura S.、Yasunaga K.、Sato K.
    • 雑誌名

      Nuclear Materials and Energy

      巻: 30 ページ: 101144-101144

    • DOI

      10.1016/j.nme.2022.101144

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The role of β(Al12Mg17) phase on corrosion behavior of the AM90 alloy in NaCl aqueous solution2022

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama M.、Shimada Y.、Kawate N.、Sarayama K.、Sunada S.
    • 雑誌名

      Archives of Metallurgy and Materials

      巻: 67 ページ: 759-766

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The role of β(Al12Mg17) phase on corrosion behavior of the AM90 alloy in NaCl aqueous solution2021

    • 著者名/発表者名
      M. Hatakeyama, Y. Shimada, N. Kawate, K. Sarayama and S. Sunada
    • 雑誌名

      Archives of Metallurgy and Materials

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Change in the Positron Annihilation Lifetime of Vacancy Clusters Containing Hydrogen Atoms in Electron-Irradiated F82H2021

    • 著者名/発表者名
      Sato Koichi, Kondo Yohei, Ohta Masakiyo, Xu Qiu, Yabuuchi Atsushi, Kinomura Atsushi, Onoue Masahira, Onitsuka Takash,i Hatakeyama Masahiko, Iwakiri Hirotomo, Kato Daiji, Watanabe Yoshiyuki, Tanigawa Hiroyasu
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 1024 ページ: 71-78

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.1024.71

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Corrosion Resistance of the Sintered Fe-Cu-C, Fe-Cu-Ni-Mo-C and Fe-Cr-Mo-C Alloys Coated with a Rust Preventive Oil2020

    • 著者名/発表者名
      S. Sunada, M. Hatakeyama, K. Hibino, K. Tagishi, Y. Mizukoshi, S. Takeuchi, Y. Maekawa and N. Nagase
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 985 ページ: 54-63

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.985.54

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Change in the positron annihilation lifetime of vacancies containing hydrogen atoms in electron-irradiated tungsten2020

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, Y. Kondo, M. Ohta, A. Hirosako, M. Onoue, M. Hatakeyama, S. Sunada, Q. Xu
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings, Proceedings of the 14th International Workshop Spallation Materials Technology

      巻: 28 ページ: 061001-061001

    • DOI

      10.7566/jpscp.28.061001

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of Sigma Phase on the Embrittlement Behavior of Super Duplex Stainless Steel F55 under SSRT with a Cathodic Charge2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Shimada, Masahiko Hatakeyama, Jyunichi Hirabayashi, Yuichi Yamamoto, Koichi Sato, Satoshi Sunada
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 60 号: 11 ページ: 2378-2386

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MAW2019006

    • NAID

      130007733047

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 年月日
      2019-11-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of Sn, Zn and Bi Addition on Corrosion Characteristics of Magnesium Alloys Sintered by Spark Plasma Sintering2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Sunada, Yoshitaka Matsui, Syogo Takeuchi, Taku Iwaoka, Koichi Sato, Masahiko Hatakeyama
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 941 ページ: 1760-1765

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.941.1760

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] In-situ Observation of Damage Structure in Cu-Cr-Zr and Cu-Cr Alloy During 1.25 MeV Electron Irradiation2021

    • 著者名/発表者名
      M.Hatakeyama, T.Yamamoto, K.Yasuda, S.Matsumura, K.Yasunaga, K.Sato
    • 学会等名
      20th International Conference of Fusion Reactor Materials
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of the Corrosion Resistance of ODS-Cu, Cu-Cr-Zr and Cu-Cr Alloys by Electrochemical Methods2021

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Hatakeyama, Kai Okada, Satoshi Sunada, Koichi Sato
    • 学会等名
      20th International Conference of Fusion Reactor Materials
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of base oil viscosity on the corrosion preventive properties of the rust preventive oils2021

    • 著者名/発表者名
      Mochisuke Kume, Daisuke Iwashima, Masahiko Hatakeyama, Satoshi Sunada
    • 学会等名
      15th International Conference on the Physical Properties and Application of Advanced Materials
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of σ phase on corrosion behavior of duplex stainless steels2021

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Nagae, Kento Ejiri, Jyunichi Hirabayashi, Yuichi Yamamoto, Masahiko Hatakeyama, Satoshi Sunada
    • 学会等名
      15th International Conference on the Physical Properties and Application of Advanced Materials
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Corrosion properties of the β-Mg17A12 phase in NaCl solutions2021

    • 著者名/発表者名
      Kaede Sarayama, Kenichi Nakano, Ami Morihiro, Masahiko Hatakeyama, Satoshi sunada and Koichi Sato
    • 学会等名
      15th International Conference on the Physical Properties and Application of Advanced Materials
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Accuracy Improvement of Electrochemical Measurements in Magnesium Alloys2021

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Nakano, Masaki Naganawa, Ami Morihiro, Satoshi Sunada, Masahiko Hatakeyama
    • 学会等名
      15th International Conference on the Physical Properties and Application of Advanced Materials
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of corrosion resistance of the AZ91 magnesium alloys with sputtered aluminum film using heat treatment, anodic oxidation treatment, and sealing process2021

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Hatakeyama, Kenichi Nakano, Ryosuke Yoshita, Satoshi Sunada, Masateru Nose
    • 学会等名
      15th International Conference on the Physical Properties and Application of Advanced Materials
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mg-Al系合金の腐食特性に及ぼすAg添加の影響2021

    • 著者名/発表者名
      森廣あみ, 更山楓, 中野健一, 佐藤紘一, 砂田聡, 畠山賢彦
    • 学会等名
      日本金属学会北陸信越支部・日本鉄鋼協会北陸信越支部 令和3年度連合講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Mg-Al系合金の腐食挙動に及ぼす第三元素添加の影響2020

    • 著者名/発表者名
      更山 楓、島田 裕介、川手 直樹、中野 健一、安永 和史、畠山 賢彦、砂田 聡
    • 学会等名
      令和二年度日本金属学会・日本鉄鋼協会北陸信越支部連合講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] β-Mg17Al12化合物単相の作製および腐食特性評価2020

    • 著者名/発表者名
      島田 裕介、更山 楓、川手 直樹、中野 健一、佐藤 紘一、畠山 賢彦、砂田 聡
    • 学会等名
      令和二年度日本金属学会・日本鉄鋼協会北陸信越支部連合講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Mg-Al 系合金の腐食特性に及ぼすアルミニウム含有量の影響2019

    • 著者名/発表者名
      島田 裕介、中田 晴子、 佐藤 紘一、川手 直樹、 畠山 賢彦、 砂田 聡
    • 学会等名
      腐食防食学会第66回材料と環境討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 耐食性向上を目的としたMg-Al合金のAl-rich-α相とβ相の第一原理計算による構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      江藤 大樹、佐藤 紘一、 畠山 賢彦、 砂田 聡
    • 学会等名
      日本金属学会2019年春期講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] AM系マグネシウム合金の腐食挙動に及ぼすアルミニウム含有量の影響2019

    • 著者名/発表者名
      中田 晴子、竹内 彰吾、佐藤 紘一、 川手 直樹、 島田 裕介、 畠山 賢彦、 砂田 聡
    • 学会等名
      日本金属学会2019年春期講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] AM系マグネシウム合金の腐食挙動に及ぼすAl-rich-α相の影響2018

    • 著者名/発表者名
      中田 晴子、竹内 彰吾、畠山 賢彦、砂田 聡
    • 学会等名
      日本金属学会北陸信越支部・日本鉄鋼協会北陸信越支部 平成30年度総会・連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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