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2016 年度 実績報告書

超撥油性ステンレス鋼表面の創製

研究課題

研究課題/領域番号 15K14171
研究機関北海道大学

研究代表者

幅崎 浩樹  北海道大学, 工学研究院, 教授 (50208568)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードアノード酸化 / ステンレス鋼 / 超撥水 / 超撥油 / ウェットプロセス / 有機単分子膜
研究実績の概要

本研究では,ウェットプロセスを用いてステンレス鋼表面をマイクロ・ナノ階層構造多孔質化し,その表面を優希コーティングすることによって,水や油に全く濡れない超撥水・超撥油表面の創成をめざした。前年度の研究において,SUS304ステンレス鋼ではアノード酸化皮膜の多孔度が小さく,超撥油表面への応用には多孔度の制御が必要となることが明らかになったので,その検討を中心に研究を行った。
先行研究において,ステンレス鋼のフッ化物含有エチレングリコール電解液中におけるアノード酸化には添加する水の量を0.1 mol/L程度に低減する必要があったが,本研究では,水添加量を0.5 mol/Lとしても電流密度を増大させてアノード酸化することで,多孔質皮膜を生成できることを明らかにした。さらに,水添加量を増やすことで,生成した皮膜の化学溶解がアノード酸化中に進行し,多孔度の大きな酸化皮膜を生成できるようになり,撥水・撥油性に有利なアノード酸化皮膜形態とすることが可能となった。また,水添加量を変えることにより皮膜組成にも変化が生じ,クロムが濃縮した皮膜は水添加量が多いほど生成しやすいことが明らかとなった。これを昨年度見出したエッチングと組み合わせることにより超撥油性の改善を確認した。
エッチングについても昨年度の塩酸-硝酸混合浴を用いた電解エッチングに加えて,塩化第二鉄,リン酸,塩酸を含む水溶液を用いた化学エッチング,フッ化水素酸を用いた化学エッチングも適用し,それぞれ特徴的なエッチング形態を示した。ただし,それぞれ表面組成が異なるため,有機コーティングの条件をそれぞれ検討する必要があることが明らかとなった。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 金属のアノード酸化技術の最近の研究動向2016

    • 著者名/発表者名
      幅崎浩樹
    • 雑誌名

      表面技術

      巻: 67 ページ: 508-514

  • [学会発表] フッ化物含有有機電解液中におけるステンレス鋼のアノード酸化皮膜生成に及ぼす水添加量の影響2017

    • 著者名/発表者名
      614.春日敦史,朱春宇,青木芳尚,幅崎浩樹
    • 学会等名
      表面技術協会第135回講演大会
    • 発表場所
      東洋大学(埼玉県川越市)
    • 年月日
      2017-03-09 – 2017-03-10
  • [学会発表] Formation of porous anodic films on stainless steel2016

    • 著者名/発表者名
      603.A. Kasuga, T. Hiraga, C. Zhu, Y. Aoki, H. Habazaki
    • 学会等名
      The 3rd Korea-Japan Jpint Symposium for ARS & ESS
    • 発表場所
      Amoureux Hotel(韓国済州島)
    • 年月日
      2016-11-25 – 2016-11-27
    • 国際学会
  • [学会発表] 鉄アノード酸化皮膜のナノ形態制御2016

    • 著者名/発表者名
      幅崎浩樹,Shahzad KHURRAM,朱春宇,青木芳尚
    • 学会等名
      第2回材料WEEK
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-10-11 – 2016-10-14
  • [学会発表] Self-Organized Formation of Porous Anodic Films on Iron and Their Application2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Habazaki
    • 学会等名
      PRiME2016
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center(アメリカ合衆国ホノルル)
    • 年月日
      2016-10-02 – 2016-10-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] バルブ金属のアノード酸化皮膜2016

    • 著者名/発表者名
      幅崎浩樹
    • 学会等名
      日本材料学会腐食防食部門委員会第311回例会
    • 発表場所
      たかつガーデン(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-07-25
    • 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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