耐熱金属上への貴金属被覆による耐食性向上

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08225205
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 後藤 孝 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (60125549)
• 研究分担者: 増本 博 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (50209459) ; 陳 立東 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90280883)
• キーワード: UT-3サイクル / 熱分解水素製造 / 貴金属被覆膜 / 臭素腐食 / 有機金属CVD法 / 耐熱金属材料 / ステンレス鋼 / ニッケル基耐熱合金

研究概要

水の熱分解により水素を製造する方法の一つである"UT-3サイクル"では、装置材料が1000K付近の臭素を含む厳しい腐食環境にさらされる。このサイクルの実用化のためには、装置を加工性の優れた金属材料で構成する必要があるが、一般の実用金属材料ではこの過酷な腐食環境に耐えうるものはない。そこで、本研究では、耐食性の優れたPtやIr膜をMOCVD法によりSUS304鋼およびNi基合金(Incone1625、Incoloy825)などの各種耐熱金属材料上に被覆し、それらの耐食性を向上することを試みるとともに、PtとIrの耐食性の違いを調べた。Ptを20μm以上被覆した場合には、いずれの金属材料とも耐食性が向上し、耐食による質量増加は低減した。腐食前後の表面組織の変化もなかった。しかし、Ptは、FeやNiと相互に拡散するため、Ptの膜厚が20μm以下では良好な耐食性を示さなかった。また、表面にCr_2O_3相が認められ、Pt/金属界面付近にはボイドが見られた。Irを被覆した場合にも腐食による質量増加はほとんどなく、表面組織の変化も認められなかった。IrではFeやNiとの相互拡散が起こらないため、Ir/金属界面にボイド等は認められず、Ir膜厚が10μm程度でも十分な耐食性を示した。本研究で用いた3種類の金属材料の中では、Ir膜を被覆したIncone1625が最も優れた耐食性を示した。

研究成果

• [文献書誌] T. Narushima, M. Maruyama, H. Arashi, T. Goto, T. Hirai and Y. Iguchi.: "In Situ Observation of Oxide Films Formed during Thermal Oxidation of SiC-B4C Composite Using Raman Spectroscopy" Key Engineering Materials. 113. 99-104 (1995)
• [文献書誌] J. R. Vargas, T. Coto and T. Hirai: "Iridium and Platinum (Ir/Pt)" Handbook of Thin Film Technology. X731-X734 (1995)
• [文献書誌] T. Goto. J. R. Vargas and T. Hirai: "Preparation of Iridium Clusters by MOCVD and Their Electrochemical Properties" Mat. Sci. Eng. A. 217/218. 223-226 (1996)
• [文献書誌] T. Narushima, M. Maruyama, H. Arashi, T. Goto, T. Hirai and Y. Iguchi.: "High-temperature Oxidation of CVD Silicon-Based Ceramics" Mass and Charge Transport in Ceramics, Ceramic Transaction. 171. 245-257 (1996)