| 研究課題/領域番号 |
18K19127
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
梅田 実 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (20323066)
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| 研究分担者 |
白仁田 沙代子 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (90580994)
松田 翔風 長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (90800649)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| キーワード | ステンレススチール / 高耐食化 / 燃料電池 / セパレータ |
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| 研究実績の概要 |
車載用の固体高分子形燃料電池用セパレータは，耐食性能に加えて機械的強度が要求される。これまで我々は，ステンレス鋼に窒素熱処理を施すことで，高耐食性を有する窒素熱処理ステンレス鋼の作製を行ってきた。本研究では，この耐食性発現のメカニズムを解明することを目的とする。前年度，組成分析の結果から耐食性向上はCr2O3などの酸化物の存在も要因であることが示唆された。そこで，今年度はCr-O-N系で高耐食組成を見出す検討を行った。
基板にはステンレス鋼SUS430を用い，反応性スパッタ法を用いてCrターゲットおよび反応ガスとしてO2ガス(流量：3-15 cm3 min-1)およびN2ガス(流量：15-45 cm3 min-1)を，不活性気体としてArガス(流量：6 cm3 min-1)を用いて成膜した(以下，Ar:O2:N2_As-depo.)。ポストアニール前後のその後，減圧したN2雰囲気下700℃でポストアニーリング処理を行った。電気化学測定は，Arガス飽和0.5 M硫酸水溶液で作用極に作製試料，対極にPtコイルを用いて行った。
ポストアニーリングの有無に寄らず，いずれも基板材のSUS430よりも小さな腐食電流を示し，耐食性の向上が認められ，微量O2存在下でも安定した高耐食性の試料作製が可能であることがわかった。本研究期間内で作製した試料の中で最も耐食性が高ったのは，Crスパッタ時のガス圧力を0.16 Pa、Arガス流量6 cm3 min-1、N2ガス流量30 cm3 min-1であり、その後に800℃でポストアニーリングを行ったものであった。
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