ナノクリスタルの腐食および応力腐食割れ挙動の解明

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09650771
• 研究機関: 同志社大学
• 研究代表者: 御牧 拓郎 同志社大学, 工学部, 教授 (20066244)
• 研究分担者: 橋本 敏 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (50127122)
• キーワード: 超微細結晶 / Severe Plastic Defrormation / 粒界転位 / アノード分極 / 定電位腐食 / 微小局部電池 / 粒界選択腐食

研究概要

Equi Channel Angular ExtrusionによるSevere Plastic Deformation(SPD)法で平均結晶粒径200nm,直径20mmの純銅超微細結晶(UFG)を作製し,これより厚さ3mmの試験片を作製した.腐食試験には加工のまま(State1)と,2種類の熱処理を行った(200℃,3min焼鈍:平均粒径200nmおよび500℃,30min焼鈍;平均粒径20μm)State 2およびState 3の3種類の試験片を用い,分極特性,定電位腐食試験,表面観察を行いそれぞれの腐食挙動を検討した.
その結果,アノード分極曲線の形状は通常の銅のそれと変わりはないが,大変形を施したState 1の電流密度は粒界転位密度の低下ならびに粒内弾性ひずみを解放したState 2のそれより低く耐食性が改善されることが明らかとなった.これは,State1は非常に高い粒界転位密度を有しているが,この高い粒界転位密度により粒内に弾性ひずみを誘起する.したがって粒界での腐食ポテンシャルは非常に高いが,粒内も高い腐食ポテンシャルを持つ.一方,State 2焼鈍により粒界転位密度の減少と,それに伴う粒内弾性ひずみの解放により,両者の腐食ポテンシャルは低下するが,その差は逆にState 1より大となり腐食溶解を助長するためである.また,State 1 State 2共に粒界がアノード,粒内がカソードとなる微小局部電池を形成する.State 3では再結晶により粒界優先腐食が非常に顕著となるが粒界および粒界3重点の全体席に占める割合が非常に小さいため,腐食電流密度は最も小となることなどを明らかにした.さらに,粒界のみならず粒内の多数の箇所にアノード/カソードの微小局部電池の形成が認められた
なお,本研究の成果はScripta MaterialiaおよびISMANAM-98掲載予定である.(in print)

研究成果

• [文献書誌] A.Vinogradov et al.: "On the corrosion behaviour of utlra-fine grain copper" Scripta Metall.(in press).
• [文献書誌] A.Vinogardov et al.: "On Corrosion of Ultra-Fine Grained Copper Produced by Equi-Channel Angular pressing" ISMANAM-98. (in press).
• [文献書誌] T.Mimaki et al.: "Propagation Behaviuor of Intergranular Stress-Corrosion Cracking of Cu-9at.%Al Bicrystals Shaped to the Tapered Double Cantilever Beam Specimen" Materials Science Forum. 294.296. 169-172 (1999)
• [文献書誌] M.Yamashita et al.: "Measurement of Grain Boundary Corrosion on Copper 〔110〕 -Tilt Bicrystals by Scanning Vibrating Electrode Technique" Materials Science Forum. 294-296. 739-742 (1999)