• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

金属イオン含有水溶液噴霧によるアルミナスケールの相変態促進法

研究課題

研究課題/領域番号 20656115
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 材料加工・処理
研究機関北海道大学

研究代表者

林 重成  北海道大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10321960)

研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2009年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2008年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード高温酸化防食 / アルミナスケール / 相変態促進 / 金属イオン
研究概要

申請者が提案する耐酸化合金上に形成する保護性に劣る準安定アルミナスケールを早期に保護性に優れたα-アルミナスケールへと相変態させる手法について、これまでに提案した機構の解明を行うこと、安価で安易な手法として電気泳動を用いた酸化物コーティング法を検討する事を目的として研究を行った。
本年度の実験では、相変態促進メカニズム確立のため、母材として不純物元素を含まないPt-Al合金を用いた酸化実験を行い、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて種々の酸化段階のアルミナスケール組織を観察および分析し、以下の結論を得た。
1)コーティングを施さない試料では相変態には時間がかかり、また相変態はスケール/合金母材界面から生じ、それがスケール全体へと進行する。生成したα-アルミナスケールは、比較的粗大な結晶粒から構成される。
2)Niをコーティングした試料では、相変態にはコーティングを施さない試料よりもさらに長時間を有する。また相変態は、スケール/合金母材界面から生じる。また、相変態が生じるまでの準安定アルミナ中には、比較的高濃度のNiが含有しているが、酸化時間の経過に伴うアルミナスケールの厚さの増加によりNi濃度が低下して、相変態が生じる。
3)Feをコーティングした試料では、酸化直後に表面にヘマタイト相が形成し、そのヘマタイト相の下部からα-アルミナが直接析出していることが観察された。このことより、申請者が提案する機構が実験的にも正しいことが証明された。
一方、酸化物コーティング法は、酸化物コーティング膜が目的厚(100nm)よりも厚く、試料の加熱時にコーティングにクラックが生じるとともにはく離が生じたためその効果の実証ができていない。しかし、提案するメカニズムの正当性が証明されたことから、本手法はアルミナ形成合金の新たな耐酸化法となるため、引き続きその手法を検討する予定である。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Rapid formation of α-Al2O3 scale on an Fe-Al alloy by pure-metal coatings at 900℃2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kitajima, S.Hayashi, T.Nishimoto, T.Narita, S.Ukai
    • 雑誌名

      Oxidation of Metals 73

      ページ: 375-388

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] α-Al_2O_3の早期形成による耐酸化合金・コーティングの高温耐環境性向上2010

    • 著者名/発表者名
      林重成, 北島由梨, S.Ford 成田敏夫, 鵜飼重治
    • 学会等名
      日本金属学会2010春期(第146回)大会
    • 発表場所
      つくば大学・つくば市
    • 年月日
      2010-03-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Rapid phase transformation to α-Al_2O_3 by various elements deposition on Al_2O_3 forming alloys2009

    • 著者名/発表者名
      S.Hayashi, Y.Kitajima, T.Nishimoto, T.Narita, S.Ukai
    • 学会等名
      EFC-Workshop "Protective Systems for High Temperature Applications"
    • 発表場所
      Dechima, Frankfurt am Main, Germany
    • 年月日
      2009-10-01
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Al_2O_3皮膜の相変態に及ぼすFeおよびNiドーピングの影響2009

    • 著者名/発表者名
      北島由梨, 西本工, 林重成, 成田敏夫, 鵜飼重治
    • 学会等名
      日本金属学会2009秋期(第145回)大会
    • 発表場所
      京都大学・京都市
    • 年月日
      2009-09-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Suppression of Metastable Al_2O_3 formation on Fe-Al alloy by various elements deposition2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Kitajima, S.Hayashi, T.Nishimoto, T.Narita, S.Ukai
    • 学会等名
      Gordon research conference, High-temperature oxidation
    • 発表場所
      Colby sawyer college, New London, NH, USA
    • 年月日
      2009-07-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Al_2O_3皮膜の相変態に及ぼす基材の影響2009

    • 著者名/発表者名
      北島由梨、西本工、林重成、成田敏夫、鵜飼重治
    • 学会等名
      日本金属学会2009春期(第144回)大会
    • 発表場所
      東京工業大学、東京都
    • 年月日
      2009-03-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 高温酸化Al_2O_3皮膜の相変態挙動2009

    • 著者名/発表者名
      北島由梨、西本工、林重成、成田敏夫、鵜飼重治
    • 学会等名
      日本金属学会・鉄鋼協会合同北海道支部大会
    • 発表場所
      室蘭工業大学、室蘭市
    • 年月日
      2009-01-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 種々元素のドーピング法による遷移Al_2O_3からα-Al_2O_3への相変態挙動2008

    • 著者名/発表者名
      北島由梨、西本工、林重成、成田敏夫、鵜飼重治
    • 学会等名
      第55回材料と環境討論会
    • 発表場所
      長崎大学、長崎市
    • 年月日
      2008-09-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

URL: 

公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi