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2021 年度 実績報告書

電気化学的な手法による複合材料膜の作成プロセスの構築と膜の特性評価

研究課題

研究課題/領域番号 18K04764
研究機関室蘭工業大学

研究代表者

佐伯 功  室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (50235090)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワードめっき / 泳動電着 / 熱処理 / 複合材料膜 / 耐酸化性
研究実績の概要

前年度に開発した新しい泳動電着浴であるアルコール-塩酸-水電解浴を用いて泳動電着と電気めっきの組み合わせによる複合材料膜の作成を進めた。(1)SiC-Ni複合めっき膜の作成では,電磁かくはんによって均一厚さのSiC多孔質膜を電圧と時間の制御だけで作成することができた。この膜の間隙にNiを充填し,目標通り複合膜を得た。しかし,この膜は基板との密着性に乏しいため,大気中での熱処理を検討した結果,Niがほとんど酸化せず,かつNiと基板の相互拡散によって高い密着性を示す膜を得ることができた。厚膜化をはかることによって硬質膜を得られる確証を得た。(2)MnO-Co複合めっき膜の作成では,電磁かくはんによると端部が厚く中心部が薄いMnO膜しか得られなかった。SiCと比較してMnOは密度が高いため,かくはん流によってMnOに遠心力が作用するためであると解明できた。そこで泳動電着の際にMnOが沈降しない程度に空気かくはんを行ったところ,均一な厚さのMnO膜が得られた。空隙にCoを充填し,800℃の大気中で4時間以上の加熱によってMnO-Co複合膜は(Mn, Co)スピネル型酸化物に転換できた。これは固体酸化物型燃料電池のセパレーターコーティング方法として利用可能と考えられる。MnOのほかMn3O4,MnO2を用いた場合にはスピネル酸化物には転換できないことも明らかにすることができた。
(Fe, Ni)- W合金電気めっきと熱処理の組み合わせによる耐酸化性複合材料膜の作成を試みた。(1)任意の厚さと組成のFe-WおよびNi-W合金電気めっきの検討を行い,適切なめっき浴条件とめっき操作条件を見出した。(2)Fe-Wめっきしたステンレス鋼は800℃での酸化によりFeWO4を形成し,耐酸化性複合材料膜として機能したが,Ni-Wめっきでは目的とするNiWO4は生成せず,その理由を明らかにした。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] Development of a diffusion barrier layer for Cr ion by Fe-W electrodeposition and thermal oxidation2022

    • 著者名/発表者名
      Trakuldit Supicha and Isao Saeki
    • 学会等名
      日本金属学会2022年春期講演大会
  • [学会発表] 濃厚塩浴3価クロムめっきに対する浴組成の影響2022

    • 著者名/発表者名
      郡司祥宏,佐伯功
    • 学会等名
      表面技術協会第145回講演大会
  • [学会発表] BiおよびBi化合物の電気めっき2022

    • 著者名/発表者名
      佐伯功
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2022年冬季研究発表会
  • [学会発表] 濃厚アルカリ・アルカリ土類塩化物溶液からの3価クロムめっき2022

    • 著者名/発表者名
      郡司祥宏,佐伯功
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2022年冬季研究発表会
  • [学会発表] アルカリおよびアルカリ土類金属塩化物を支持塩とした濃厚塩浴からの3価クロムめっき2021

    • 著者名/発表者名
      郡司祥宏,佐伯功
    • 学会等名
      表面技術協会第144回講演大会
  • [学会発表] Development of diffusion barrier layer for Cr ion by Fe-W electrodeposition followed by thermal oxidation2021

    • 著者名/発表者名
      Trakuldit Supicha, Isao Saeki and Hideyuki Murakami
    • 学会等名
      日本金属学会2021年秋期講演大会
  • [学会発表] 複合電析および泳動電着を用いた複合材料膜の作成と機能2021

    • 著者名/発表者名
      佐伯功
    • 学会等名
      2021年電気化学秋季大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of diffusion barrier layer for Cr ion by Fe-W electrodeposition and thermal oxidation2021

    • 著者名/発表者名
      Trakuldit Supicha, Isao Saeki and Hideyuki Murakami
    • 学会等名
      Interfinish2020
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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