1997 年度実績報告書

ナノスケール表面制御による耐環境性向上

研究課題

研究課題/領域番号	08405048
研究機関	大阪大学
研究代表者	柴田俊夫大阪大学, 工学部, 教授 (90001205)
研究分担者	春名匠大阪大学, 工学部, 助手 (70243186) 藤本愼司大阪大学, 工学部, 講師 (70199371) 谷口滋次大阪大学, 工学部, 助教授 (50029196)
キーワード	不働態皮膜 / ステンレス鋼 / スパッタ薄膜 / 電気化学 / 構造制御 / 透過電子顕微鏡 / 耐環境性材料 / 表面分析
研究概要	本年度は、イオンビームスパッタリング法によって生成した。SUS304およびFe-18Cr合金薄膜の構造と、電気化学挙動を検討した。SUS304ならびにFe-18Cr合金ともに20nm程度の配向を持たない微結晶組織となった。しかしながら、SUS304は溶製材がfccであるのにbcc構造となった。これは、蒸着薄膜生成過程が一種の超急冷凝固であるためより充填率の低い体心立方になったと思われる。Fe-18Crについては溶製材と同じbcc構造であった。SUS304については電気化学的性質をシリコンウェハ-のミラー面を基盤として生成した薄膜について調査した。硫酸水溶液中の挙動は溶製材と薄膜では特に差異は認められなかった。しかしながら、酸性塩化物溶液中でSUS304薄膜は同組成の溶製SUS304鋼と比べて局部腐食を極めて生成しにくいことが明らかとなった。ステンレス鋼に塩化物水溶液中で生じる孔食などの局部腐食は、ステンレス鋼表面に生成する不動態皮膜と呼ばれる保護性酸化物超薄膜の欠陥から生じると考えられており、通常鋼中に含まれている酸化物、硫化物などの非金属介在物が材料側の欠陥となっている。しかしながら、これら非金属介在物はスパッタリングの際に分解蒸発し基盤中には固溶あるいは均一に分散するために不働態皮膜生成に際しての欠陥とならないために耐局部腐食性が飛躍的に向上したと考えられる。Fe-18Cr合金についてはも飛躍的な向上が見られたが、シリコンウェハ-基盤に研磨疵を形成したり、より粗度の大きいガラス基板を用いることによって耐局部腐食性はやや低下した。しかしながら、皮膜生成前に真空容器内で基盤をスパッタリングして清浄化することによって耐孔食性はかなり改善されることも明らかとなった。

研究成果
(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] 藤本愼司、柴田俊夫: "ステンレス鋼の表面改質" バウンダリ-. 14・1. 4-9 (1998)
[文献書誌] S.Fujimoto, O.Chihara, T.Shibata: "Photo Current Response of Passive Film Formed on Pure Cr and Fe-18Cr Alloys in Sulphuric Acid Solution" Materials Science Forum. 発表予定. (1998)
[文献書誌] T.Shinohara, S.Fujimoto, R.C.Newman et al: "Numerical and Ecperimental Simulation of Iron Dissolution in a Crevice with Very Dilute Bulk Solution" Journal of Electrochemical Society. 144・11. 3791-3796 (1997)
[文献書誌] S.Fujimoto, T.Yamada and T.Shibata: "improvement of Pitting Corrosion Resistance of Type304 Stainless Steeel by Modification of Passive Film with Uitra-Violet Light Irradiation" Journal of Electrochemical Society. 145・5. in press (1998)
[文献書誌] S.Taniguchi, H.Juso and T.Shibata:"Effect of Nb-Ion Implantation on the Oxidation Resistance of TiAl." Materials Transaction.JIM,. 37 3. 245-251 (1996)
[文献書誌] T.Haruna, T.Shibata and R.Toyota:"The Effect of Potential on the Initiation and the Propagation of Stress Corrosion Cracks for Type 304L Stainless Steel in a Chloride Solution Containing Thiosulfate:" Corrosion Science,. (in press). (1997)

1997 年度 実績報告書

ナノスケール表面制御による耐環境性向上

研究代表者

柴田 俊夫 大阪大学, 工学部, 教授 (90001205)

研究成果

[文献書誌] 藤本愼司、柴田俊夫: "ステンレス鋼の表面改質" バウンダリ-. 14・1. 4-9 (1998)

[文献書誌] S.Fujimoto, O.Chihara, T.Shibata: "Photo Current Response of Passive Film Formed on Pure Cr and Fe-18Cr Alloys in Sulphuric Acid Solution" Materials Science Forum. 発表予定. (1998)

[文献書誌] T.Shinohara, S.Fujimoto, R.C.Newman et al: "Numerical and Ecperimental Simulation of Iron Dissolution in a Crevice with Very Dilute Bulk Solution" Journal of Electrochemical Society. 144・11. 3791-3796 (1997)

[文献書誌] S.Fujimoto, T.Yamada and T.Shibata: "improvement of Pitting Corrosion Resistance of Type304 Stainless Steeel by Modification of Passive Film with Uitra-Violet Light Irradiation" Journal of Electrochemical Society. 145・5. in press (1998)

[文献書誌] S.Taniguchi, H.Juso and T.Shibata:"Effect of Nb-Ion Implantation on the Oxidation Resistance of TiAl." Materials Transaction.JIM,. 37 3. 245-251 (1996)

[文献書誌] T.Haruna, T.Shibata and R.Toyota:"The Effect of Potential on the Initiation and the Propagation of Stress Corrosion Cracks for Type 304L Stainless Steel in a Chloride Solution Containing Thiosulfate:" Corrosion Science,. (in press). (1997)

1997 年度実績報告書

柴田俊夫大阪大学, 工学部, 教授 (90001205)