2021 年度研究成果報告書

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

PDF

研究課題/領域番号	18K04764
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
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	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	泳動電着 / めっき / 硬質材料膜 / 機能性膜
研究成果の概要	泳動電着は溶媒中無機粉末を電場によって電極上に析出する。私達は泳動電着した多孔質の粉体膜の空隙に電気めっきによって金属を析出し，無機材料と金属の複合材料膜を作成，さらに膜を熱処理することによって，新たな機能性材料の合成を目指した。また，泳動電着メカニズムの解明を目指した。酸化アルミニウム，ヨウ素を加えたケトン溶媒を用いると，プロトンを吸着した酸化アルミニウムが電場中泳動し析出することを明らかにした。炭化ケイ素，酸化マンガン電着層にニッケル，コバルトめっきが可能で，緻密な複合膜を得，酸化マンガンとコバルトからなる膜は800℃，4時間の加熱でマンガンコバルトスピネル酸化物に転換した。
自由記述の分野	表面処理，材料工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究の結果から，従来確定していなかった無機粉体の泳動電着メカニズムを明らかにすることができた。今後は泳動電着によって成膜を目指す際に浴の設計に関しての指針になると考えられる。また，本研究の独自性が高いと考えられる泳動電着とめっきの組み合わせによる緻密な複合膜は３つの粉体と２つのめっきからなる系で達成され，他の系でも同様に可能と考えれる。新しい複合材料膜の作成方法として，あるいは従来高温プロセスを必要とした超硬合金やコバルトマンガンスピネルの新しい作成方法として応用が可能であろう。さらに開発法では膜が得られ，また膜の厚さは自在にコントロールできる汎用性が今後の応用の広さにつながると考えている。