• 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

気液混相型マイクロフォーム電解質の開拓と低環境負荷めっきプロセスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 21656204
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 反応工学・プロセスシステム
研究機関東京農工大学

研究代表者

臼井 博明  東京農工大学, 大学院・工学研究院, 教授 (60176667)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2010年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2009年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワード電気めっき / 薄膜形成 / フォーム / 泡沫 / ナノ材料 / ピンホール / 低環境負荷
研究概要

電気めっきでは還元反応で金属を析出すると同時に水が還元されて水素気泡が発生し、ピンホール欠陥を持ちやすい。また、皮膜硬度や表面平滑性などの物性を改善するために、結晶粒径の制御が求められている。さらに、めっきが環境汚染の原因となり、その削減が求められている。そこで本研究では、液体状めっき液に替え、多量の気体を含むフォーム状電解質中でめっきを行うことにより、これらの問題の解決を試みた。
本研究では電解液としてワット浴を用い、ニッケル皮膜を形成した。これに界面活性剤として0.1wt%のドデシル硫酸ナトリウムを添加しためっき液500mlに対し、窒素ガスを400ml/minの速度でフィルターを通して混入し、フォーム状の電解質を形成した。さらにフォームを撹拌することで、気泡粒径を1~0.1mmの範囲で制御した。
得られた皮膜を電子顕微鏡観察及びX線回折分析した結果、フォームの気泡粒径を微細化することによって皮膜の結晶粒径が微細化され、皮膜の平坦性が向上することが観察された。これに伴い膜の硬度も増大し、最大644Hvの硬度を持つニッケル皮膜が形成された。ピンホール低減を確認するためにフェロキシル試験を行った結果、微細なフォーム状電解質を用いることによって腐食斑点密度を3.0個/cm^2まで低下できることが見出された。ピンホール低減の機構を検討する目的で、フォーム状電解質中で基板表面に付着した微細な気泡の動きを動画観察した結果、フォームが流動することで基板表面の水素気泡を押し流す形で除去できることが見出された。
以上のように、フォーム状電解質を用いて電気めっきを行うと、ピンホールが少なく、結晶粒子が緻密で硬度の高い皮膜を得られるため、従来のクロムめっきをニッケルで置き換えられる可能性がある。また実質的に必要なめっき液の量も削減でき、新規低環境負荷プロセスとして有望である。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Novel Electroplating Method Using Foam of an Electrolyte Solution2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamada, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Engineering of Japan

      巻: 43 ページ: 966-971

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文]2009

    • 著者名/発表者名
      臼井博明(分担執筆)
    • 雑誌名

      新コーティングのすべて(加工技術研究会)

      ページ: 309-314

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 泡沫状電解質を用いた電気めっき皮膜の硬度評価2010

    • 著者名/発表者名
      菅原友浩
    • 学会等名
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県)
    • 年月日
      2010-03-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] A Novel Electroplating Method Using Foam of Electrolyte2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamada, et al.
    • 学会等名
      2010 International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies
    • 発表場所
      Toyama International Conference Center (Toyama)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 泡沫状電解液を用いた電気めっき技術の開発2009

    • 著者名/発表者名
      菅原友浩
    • 学会等名
      第2回智のシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2009-11-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] ロール to ロール事例集2011

    • 著者名/発表者名
      臼井博明
    • 出版者
      情報機構
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   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