| 研究課題/領域番号 |
16H04544
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
前田 正史 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70143386)
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| 研究分担者 |
佐々木 秀顕 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 講師 (10581746)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 金属生産工学 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，合金の内部酸化の進行を定量的に評価するとともに，その機構を考察するために，電気化学的手法を応用する．本年度は，金属中の酸素の拡散速度を測定した過去の文献を参考に，合金の内部酸化による酸素の侵入速度を評価するための電気化学測定方法を探索した．測定対象とする合金は，接点材料として利用される銀スズ合金を選択した．まず，合金原料とする銀およびスズを酸素イオンが伝導する固体電解質るつぼ中に入れ，不活性ガス雰囲気下において電気炉で溶融した．これを徐冷することにより，るつぼと接触した状態の合金を得た．つづいて，るつぼ外側および内部の合金に貴金属線を取り付け，リード線とした．るつぼ内のみを不活性ガスで満たし，外側は大気に曝した状態で合金が溶融しない範囲の所定の温度で加熱し，るつぼ外側と合金の電位差をポテンショスタットにより制御しながら電流測定を行った．
サイクリックボルタンメトリーでは両極間の電位に応じた電流が観測され，酸化反応の電気化学的観測が可能であることが示唆された．内部酸化の挙動を調査した他者による過去の研究では，酸素共存下で合金を加熱し，内部組織の観察等により反応を考察している．これに対して本研究では，電気化学測定を用いているため，酸化反応の駆動力を容易に制御することが可能となる．また，電流値の測定によって反応量の時間変化が観測可能となり，酸素の移動に関する新しい知見を得ることができる．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
計画どおりの実験手法で測定が可能であることを確認し，おおむね順調に進行している．
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| 今後の研究の推進方策 |
固体電解質を用いたセルの構成を最適化するとともに，試験時の温度や酸素供給について検討しながら，内部酸化挙動の温度依存性や，合金の種類ごとの酸化機構の違いを調査する．さらに，反応後の合金の組織・構造を電子顕微鏡や X 線回折により調査し，内部で生成する酸化物の相および形態について明らかにする．これらの情報を統合しながら，熱力学的な考察を行うとともに反応モデルを仮定し，実際に観測された反応速度が妥当かを検証して内部酸化の機構を理解する．また，合金の内部酸化を促進する第三成分の添加や，酸化前の合金組織および酸化力の影響を調査し，内部酸化の産業的な応用について探索する．
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