| 研究課題/領域番号 |
21K04724
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26050:材料加工および組織制御関連
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| 研究機関 | 広島工業大学 |
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研究代表者 |
王 栄光 広島工業大学, 工学部, 教授 (30363021)
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| 研究分担者 |
佐藤 裕樹 広島工業大学, 工学部, 教授 (20211948)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | ハイエントロピー / 電析 / 有機溶媒 / 複雑反応 / 耐食性 / 変形抵抗 / 触媒活性 / 硬度 / 耐摩耗性 / 硬さ / 酸素発生触媒 / ハイエントロピー合金 / 薄膜 / マルチパルス電析法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ハイエントロピー合金(HEA)は、高強度、優れた耐食性、高温安定性や電磁気特性を示し、合金種の創製や機能性発見に多角に研究されている。一方、省資源、軽量化の薄膜合金の作製は、現行の定電圧制御電析法では薄膜中の各種元素含有量の制御が困難である。本研究では、無水塩有機溶媒浴液中での単元素の電析電位や多元素の共析挙動を調査し、優れた耐食性と耐摩耗性をもつHEA薄膜をマルチパルス電析法によって創製する。
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| 研究成果の概要 |
Cr、Mn、Fe、CoとNi等の塩化物を有機溶媒DMF-CH3CNに溶かして、銅基板に電析を実施した。電析電位は、-2.0V vs. SSEより卑であれば、定電位やパルス電位のいずれでも銅基板にCr、Mn、Fe、CoとNiを含むハイエントロピー合金薄膜が形成できた。薄膜は、ナノ結晶を含むアモルファス構造をもち、CrおよびMnに完全な酸化物/水酸化物、Feに殆どの酸化物/水酸化物、Coに半分程度の酸化物/水酸化物、およびNiに少量の酸化物/水酸化物が検出された。薄膜の硬度、耐摩耗性や耐食性は銅に相当し、酸素発生反応に高い電極触媒活性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、Cr、Mn、Fe、CoまたはNi等の塩化物を有機溶媒に溶かして各種金属元素の電析条件を明確にし、さらに多元素間の共析挙動を解明したことで、ハイエントロピー合金薄膜の電析法による創製に可能性を提供した。今後、元素組合せに無数の合金薄膜の作製が簡単になり、合金開発や材料作成に省資源や軽量化等の目標を達成できる。将来、薄膜合金に秘めた表面機能のみならず、優れたバルク機能をもつ合金の開発も加速できる。
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