| 研究課題/領域番号 |
21H01660
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
坂入 正敏 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (50280847)
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| 研究分担者 |
大谷 恭平 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究職 (20828280)
五十嵐 誉廣 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究職 (70414555)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 金属カチオン / 耐食性表面 / 電気めっき / 腐食 / 第一原理計算 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は昨年度までの成果にもとずき，以下の3点について研究を進めた。
電気めっきと低温短時間（400℃，30分）の熱処理とを組みあわせることで，鋼上に厚さを変えて亜鉛と母材との合金層の形成に成功した。その長時間の耐食性を電気化学測定と浸漬試験により評価した結果，電気めっきままより合金化することで耐食性がより長時間維持できることを明らかにした。電気化学インピーダンスと表面分析結果から，合金層による耐食性の向上機序は，金属カチオンを溶液中に添加した際と同じであることが示唆された。溶液中への亜鉛イオン供給量の定量化を溶液分析により試みたが，連続的な測定には至らなかった。
環境に優しい腐食抑制法の溶液側からのとして，乳酸アルミニウムと安息香酸Naを異なる濃度で添加した溶液を検討した。長時間の腐食試験によって0.5mMずつ乳酸アルミニウムと安息香酸Naを添加した場合に最も腐食減量が小さい結果を得た。特に腐食抑制剤の総添加濃度が同一でも，安息香酸Naだけを添加した場合より複合添加した場合のほうが性能は向上することを明らかとした。XPS分析から炭素鋼の表面にはアルミニウムおよび安息香酸が結合し，被膜を形成することを明らかにした。複合添加によって生物毒性の低い腐食抑制剤を低い濃度で添加し，欠陥の少ない保護被膜を形成することによって炭素鋼の腐食を効果的に抑制する方法に繋がる結果を得た。
溶液近似第一原理計算手法の一つであるESM-RISM法を用いて、金属材料表面（酸化物として）とアニオン・金属カチオンとの間の結合挙動の取得を試みた。亜鉛酸化物の110面については，UFF近似でエネルギー収束を得ることがわかった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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