| 研究課題/領域番号 |
24560870
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
網谷 健児 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (30463798)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 溶射 / 耐食性 / アモルファス合金 |
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| 研究実績の概要 |
Ni-Cr-P-B系およびNi-Cr-Nb-P-B系アモルファス合金について、ガスフレーム溶射法を用いた溶射被膜の作製を行ない耐食性について検討した。Nbを含まないNi-Cr-P-B系アモルファス合金は、溶射ガス流量や基材温度等の溶射条件を変えても、基材と溶射膜の間に多くの空隙が観察され、基材との密着性が少ない膜しか得られなかった。通常の結晶金属の溶射膜であれば基材上での冷却により組織が大きく変化しないため、十分に液滴が基材に濡れて基材の表面形状を転写する温度まで液滴温度や基材温度を上げることが可能であるのに対し、アモルファス溶射膜の作製の場合、基材上での急速冷却が必要なため種々の温度を上げることができず基材の表面形状を転写しづらいために、空隙が観察される。一方、Ni-Cr-Nb-P-B系アモルファス合金は、Nbを含まない組成に比べて、明らかに空隙が少なく、密着性に優れた溶射膜の作製が可能になった。これは、過冷却液体が安定なために基材上で冷却されながらも過冷却液体状態で基材の表面形状を転写するためと考えられた。
さらに、得られた溶射膜が曲げ試験中に割れが生じるため、延性の向上を試みた。Ni78CrxNb2P16B4リボンを作製し密着曲げにより延性を評価したところ、Cr含有量の増加とともに脆化する現象が認められた。また、Cr含有量が4から11 at%の範囲ではガラス形成能には大きな差異が認めれない。しかし、Crは耐食性を維持するための必須元素であり、耐食性を維持しながらNi基アモルファス合金の延性を向上させるためには、さらに検討が必要であることが判明した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
Ni-Mo-B系アモルファス合金溶射膜の作製と溶射膜の耐食性について検討してきたが、比較対象にもなるNi-Cr-P-B系アモルファス合金が耐アルカリに劣ることが判明したため、耐アルカリの耐食アモルファス合金被膜の作製とともに、その耐食メカニズムを測定する必要が新たに出てきた。また、研究実績の概要に記載の通り、溶射膜の延性と耐食性の両立について評価が必要になった。以上の通り、今年度は２点の新たな課題が生じたために、研究全体の進捗がやや遅れている状態となった。
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| 今後の研究の推進方策 |
延性を向上したNi-Cr-Nb-P-Bについては、耐酸の評価を元に最適な組成について溶射膜を作製するとともに、Ni-Mo-B系との耐食メカニズムについて比較を行なう。また、耐アルカリについては、新たな合金系をすでに探索しており、溶射が可能なガラス形成能を有していることを確認して、Ni-Mo-B系との比較に進む予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
現在までの達成度に記載の通り、現行の組成とは異なる耐アルカリに優れた組成を見出す必要があり、さらには延性に優れた組成による溶射被膜の作製が必要であったため、現行組成の延長線上にある組成での溶射用粉末の発注を行なわなかった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
今年度発注できなかった溶射用粉末の発注に一部充てる。また、実質的に検討内容が増えており、研究の遅れを取り戻すため、研究支援者を本研究テーマに従事させるための人件費に一部充てる。また、測定の効率化のために、ポテンショスタットについても購入する。さらに、本研究テーマに関連してインドで開催される国際会議で講演予定であり、その出席費用についても一部充てる。
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