| 研究課題/領域番号 |
18K04763
|
|---|
| 研究機関 | 室蘭工業大学 |
|---|
研究代表者 |
境 昌宏 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (20301963)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
|
| キーワード | 腐食 / 銅 / 有機酸 / ギ酸 / ギ酸銅 / 定電位保持試験 |
|---|
| 研究実績の概要 |
ギ酸銅溶液中でリン脱酸銅管を定電位保持することにより，実配管で発生するような有機酸環境下での腐食を再現することが可能となった。ギ酸雰囲気下では枝分かれした微細孔が深さ方向にランダムに進行するいわゆる蟻の巣状腐食形態となる。ギ酸銅溶液中での定電位保持試験でも微細孔が枝分かれした腐食孔が再現された。従来気相中でしか発生しないと言われていた蟻の巣状腐食が溶液中でも発生することが判明し，溶液のパラメータ（溶液種，濃度など）を変えた実験が可能となった。
その中でも溶液中の溶存酸素は腐食反応のカソード反応を担う重要なパラメータであるにもかかわらず，これまで溶存酸素が蟻の巣状腐食に及ぼす影響については不明であった。そこで今回の実験では溶液中の溶存酸素に着目して実験を行った。具体的には，蟻の巣状腐食再現に成功したギ酸銅溶液中で脱気をしながら定電位保持試験を実施した。脱気は高純度窒素を溶液中にバブリングすることに溶液中の溶存酸素を追い出す方法を採用した。高純度窒素をバブリングしながら24時間の定電位保持試験を印加電位を何種類か変更して実施した。印加電位にかかわらず，流れる電流値は脱気無しのときよりもいずれも小さくなった。このことから腐食が抑制されていることが判明した。
腐食形態は溶存酸素ありとなしでは変化する場合があった。特に印加電位が500mV以上の場合，溶存酸素ありでは枝分かれした微細孔が発生するが，溶存酸素無しでは半球状へと腐食形態が変化することが分かった。
|
| 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
有機酸銅を用いた定電位保持試験により，実際には再現まで1ヶ月程度を要する腐食を1日で再現できるようになった。有機酸種（ギ酸銅あるいは酢酸銅），定電位保持時の印加電位，印加時間を変えることで腐食形態を変化させることができる。ギ酸雰囲気で生じる蟻の巣状腐食は溶存酸素を除去することでその腐食形態を変化できる可能性が示唆された。これは防食手段として有効に働くものと推察する。
|
| 今後の研究の推進方策 |
電気化学測定により，銅の有機酸環境中での腐食メカニズム解明を目指す。具体的にはギ酸では蟻の巣状腐食，酢酸では半球状食孔と腐食形態が変化する理由，ギ酸環境では枝分かれした微細孔が深さ方向に進展する理由を明らかにしたい。この深さ方向へ微細孔が進展することを応用し，銅の微細加工，具体的にはポーラス銅の生成に挑戦したいと考えている。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
初年度に購入予定だった恒温恒湿槽は研究室既存の物を代用することができたため，購入する必要がなくなった。今年度に高額消耗品（純水装置フィルター，原子吸光分析装置ネブライザーなど）に使用する予定である。
|
