| 研究課題/領域番号 |
10650683
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
安住 和久 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60175875)
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| 研究分担者 |
伏見 公志 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20271645)
瀬尾 真浩 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20002016)
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| キーワード | チタン / 酸化物皮膜 / 脱不働態 / 水素吸収 / ベントナイト / インピーダンス / レジストメトリー / AFM |
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| 研究概要 |
脱気した各種の中性水溶液中におけるチタン表面酸化物の安定性、および脱不働態化の可能性に関して引き続き測定・検討した。各種の中性水溶液中にチタンを20week以上浸漬した実験では、ベントナイト接触水中で酸化物皮膜の電子的バリア性の低下および浸漬電位の不安定性が認められた。また、浸漬実験後のチタン表面のAFM像より、試料全面での溶解跡が認められ、特に80℃においては局部腐食的な溶解跡が認められた。これらの深さは数nm〜数10nm程度であるが、1000年オーダーの地下埋設を想定したチタンの局部腐食の徴候と考えると、極めて重要な問題といえる。ベントナイト接触水中におけるこのような皮膜安定性の低下の原因を調べるため、ベントナイト接触水中に含まれる硫酸イオンおよび炭酸イオンを含む水溶液中でインピーダンス測定を行い、表面酸化物皮膜の電子的性質の経時変化を測定した。その結果、硫酸イオンを含む溶液中で皮膜の変質速度が速いこと、インピーダンス測定で得られる見かけの皮膜厚さが他の溶液中よりも薄いこと、皮膜中のドナー密度が非常に高いことが確かめられた。また、表面のAFM観察より、硫酸を含む水溶液中では、ポーラスなアノード酸化物皮膜が生成することがわかった。しかし、XPS測定では皮膜中のイオウ原子は検出濃度以下であり、またエリプソメトリー等従来の測定では皮膜厚さは他の溶液と大きな差は無かった。従って、硫酸イオンを含む水溶液中におけるで形成されるポーラスな構造が、皮膜の速い変質速度やインピーダンス測定における高いドナー密度を与える大きな要因であると結論された。
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