| 研究課題/領域番号 |
15360381
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 東京芸術大学 |
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研究代表者 |
桐野 文良 東京藝術大学, 美術研究科・文化財保存学専攻, 助教授 (10334484)
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| 研究分担者 |
杉本 克久 東北大学, 大学院・工学研究科・金属工学専攻, 教授 (80005397)
水流 徹 東京工業大学, 大学院・理工学研究科・金属工学専攻, 教授 (20092562)
北田 正弘 東京藝術大学, 美術研究科, 教授 (70293032)
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| キーワード | 耐食性 / 防食法 / 電気化学特性 / 富化層 / 不働態 / 美術工芸材料 |
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| 研究概要 |
代表的な美術工芸材料であるCu合金を中心に基礎的な腐食挙動を明らかにし、その知見をもとに色彩と防食効果を兼ね備えた新規な防食皮膜について探索を行なうことを目的とする。
CuをベースにCu-Zn合金およびCu-Au合金を地金に用い、表面に酸化皮膜を形成した試料の電気化学特性を測定した。pHを0〜14まで変化させると、pHが3〜11の間で分解電圧は地金より70〜150mV高く耐食性が向上した。皮膜中にZnなどのイオン化しやすい元素を含むと耐食性が劣り、Auのような電気化学的に貴な元素を含むと耐食性が向上する。この傾向は塩素イオンを含む環境中で顕著である。現在、光電流の測定により皮膜中でのAuやZnの挙動を調べ、防食効果のメカニズムを検討している。
伝世品の江戸時代の豆板銀(Cu-Ag合金)を試料として表面の腐食層をエネルギー分散型X線分計により解析した。Cu濃度の増大により表面のCl濃度が高くなり、塩化銅皮膜が厚く形成されていると推定される。同時代の純銀では表面に酸化物と塩化物とが混在し、色が黒化している。環境中のClイオンとCuが選択的反応して表面に形成したCuCl_2層が耐食性に影響していると考えられる。
金属表面近傍に不活性金属の富化層を設けた試料の耐食性の検討に先立ち、表面にAu富化層を形成したAu-Ag合金の色彩を分光反射率により検討した。地金のAu濃度を変化させると吸収端波長はAu濃度の増加に伴い長波長にシフトした。これに対して、Au富化層を形成すると吸収端波長は地金より長波長へ移動するとともに、Au濃度の増大に対する変化が緩やかになる。富化層の形成は地金のAu濃度が30〜60mass%付近で顕著である。
Cu表面に燐酸やクエン酸存在下で電気化学的に分極による表面の不働態化を試みた。形成した皮膜は堅牢ではなく、十分な耐食性が得られない。現在、形成条件を最適化している。
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