| 研究課題/領域番号 |
11450048
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| 研究機関 | 工学院大学 |
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研究代表者 |
木村 雄二 工学院大学, 工学部, 教授 (90107160)
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| 研究分担者 |
藤原 幸男 工学院大学, 工学部, 助教授 (80100361)
鷹野 一朗 工学院大学, 工学部, 助教授 (70226801)
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| キーワード | CVD,IMコーティング / 耐食性 / 電気化学AFMその場観察 / 腐食挙動 / 電気化学測定 / CPCD法 / 欠陥存在率 / 密着性 |
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| 研究概要 |
薄膜材料を真空チャンバー内で蒸着するのと同時に加速されたN^+、Ar^+などのイオンを打込み界面部分にミキシング層を形成することにより基材との密着性の改善を可能にするイオンミキシング(IM)手法を用いて、TiNならびにTiO_2などの環境機能性を付与する薄膜を作製するに際しての、最適なイオン打ち込みエネルギーなどの下地処理条件ならびに薄膜作製の最適条件を模索し、耐環境性機能の改善に向けたセラミックコーティング・システムを構築することを意図し、下記の項目の検討を行った。
(1)密封型環境電気化学セルを装着した原子間力顕微鏡(AFM)ならびにDFMを用いた液中その場観察と電位ならびに電流密度の同時計測から、CVDならびにIM法により作製したTiN薄膜が腐食劣化のナノメーターオーダーでのメカニズムを明らかにした。
(2)制御された酸素分圧環境下でAr^+イオンを打ち込むIM法によりTiO_2薄膜をSUS304ステンレス鋼基材上に作製し、SEM、XRD、ESCAを用いた検討から、TiO_2コーティング膜の微細構造ならびに皮膜中に存在するピンホールなどの欠陥存在状態を示した。
(3)紫外線照射および非照射条件下における電気化学特性の評価から、TiO_2薄膜の光触媒機能を検討した。また、これらの光触
(4)媒機能により生ずる腐食電位シフトならびに局部電流が基材のカソード防食に適用可能であることを示した。
(5)成膜プロセスを最適化した場合にも依然として皮膜中に存在する欠陥の、TiO_2薄膜の基材金属保護性に対する影響を検討し、欠陥を通して基材の局部腐食をもたらすことのない許容されるの寸法の限界を検討した。
(6)雰囲気制御されたオートクレーブを用いた高温・高圧水環境下における腐食特性の検討から、構築した耐環境性機能の改善に向けたセラミックコーティング・システムにパッフォーマンスについて検討を加えた。
以上のようなセラミックコーティングの薄膜構造制御手法の確立の目指した種々の検討から、(1)N^+イオンの打ち込みによる基材表面の改質、(2)薄膜作製の最適条件の模索を通じた密着性の改善を含む欠陥の制御、ならびに(3)TiO_2の光触媒機能に基づくカソード防食による欠陥部における腐食抑制の可能性の検討、の3つの視点の統合化により、皮膜/基材の界面構造の最適化をはかることを通じて、耐環境機能性の改善に向けたセラミックコーティング・システムの構築に向けた考え方の妥当性を示した。
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