ポリエチレンイミンと活性金属ナノ微粒子を共析させた高耐食性亜鉛複合電析鋼板の開発

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18H01753
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分26050:材料加工および組織制御関連
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 中野 博昭 九州大学, 工学研究院, 教授 (70325504)
• 研究分担者: 大上 悟 九州大学, 工学研究院, 助教 (90264085)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 複合電析 / 亜鉛 / 活性金属 / ポリエチレングリコール / ジルコニウム / バナジウム / 電流効率 / 加水分解

研究成果の概要

Zn－Zr, V酸化物複合電析における電析挙動，電析膜の微細構造，耐食性に及ぼすポリエチレングリコール(PEG)添加の影響について調べた。PEGを添加すると電析膜のZr, V酸化物の共析量が増加した。PEG添加により陰極電位が卑に移行しH2発生速度が増加するため，Zr, Vイオンの加水分解反応が起こり易くなり，Zr, V含有率が増加した。PEG添加によりZn－Zr, V電析膜共にZnの板状結晶が微細となり，ZrO2はスポンジ状，V2O4は薄膜状となり，それぞれ表面の被覆率が増加した。Zn－Zr，V酸化物電析膜の腐食電流密度は共に，PEGを添加すると溶存酸素の還元反応が減少するため小さくなった。

自由記述の分野

材料電気化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

ポリエチレングリコール(PEG)と活性金属酸化物のナノ微粒子を均一に分散させた高耐食性複合亜鉛電析膜について多くの知見が得られた。Zn電析時の水の電気分解反応による陰極界面のpH上昇を利用して，活性金属イオンを加水分解させその場で酸化物を形成し，その酸化物にPEGを吸着させ，PEGの陰極面への吸着によりPEGと活性金属酸化物をZn電析膜に共析させた。Zn－Zr，V酸化物電析膜の耐食性は共に，PEGを添加すると溶存酸素の還元反応が減少するため，向上した。本めっき手法は，新しい表面処理プロセス，即ち固形の分散粒子を含まない非懸濁電解液からの複合電析プロセスへの道を拓くものとして期待される。