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2014 年度 実績報告書

メカノケミカルキャビテーションによる表面・界面制御技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24560898
研究機関山口東京理科大学

研究代表者

吉村 敏彦  山口東京理科大学, 工学部, 教授 (20353310)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードメカノケミカルキャビテーション / 表面界面制御 / 表面不活性化 / 耐食性 / 低放出ガス化 / レアメタル / リサイクル 技術
研究実績の概要

従来の技術では、ウォータジェットキャビテーションの崩壊圧力に伴う機械的処理のみにより表面改質を行っていた。一方本研究では、薬品を僅かに含有したメカノケミカルキャビテーション(MC)による機械的処理と化学的処理を同時に行い、両者の相乗効果による信頼性の高い表面・界面制御技術を開発した。エゼクタノズルの副流に薬品(次亜塩素酸ナトリウム)を流入させ、高圧水(噴射圧力:35MPa)の噴射により極低濃度(30~400ppm)のMCを発生させ、以下の技術課題 に適用した。
平成24年度:金属材料の耐食性向上技術の開発では、幅広く活用されている炭素鋼(SS400)を試料とし、MC処理による耐食性向上について検討した。未処理材、薬品への浸漬(C)、ウォータジェット噴射(M処理)及びM処理後薬品への浸漬(M+C処理)と比較した。高湿度試験では、MC処理を行うと、最も局部腐食を抑制する効果があり、赤錆のミクロ組織観察では表面や界面の酸素濃度が最も低くなる。水浸漬試験では、MC処理材では、腐食ピット数が減少し、最も赤錆の発生を抑制できることが明らかになった。
平成25年度:超高真空部材の低放出ガス化技術の開発では、ステンレス鋼に代わり、低価格な炭素鋼にMC処理を施し真空材料として活用することを目的とした。MC処理材、未処理材、M処理材、C処理材及びM+C処理を比較した。また、試料を通電加熱により昇温できる昇温脱離装置を開発し、放出ガス特性を評価した。MC処理によって、H2、H2O、CO2等のの脱離ピークが小さくなり、最も放出ガスの低減効果があることが明らかになった。
平成26年度:液晶パネルのレアアース回収技術の開発では、レアメタルを含んだ金属から薄膜を回収する技術が検討されている中、インジウムを主成分とするIOT膜が塗布された液晶パネルを試料とし、MC処理の有効性について調べた。MC処理(塩酸3:硝酸1の王水)が、M処理よりもIOT膜を剥離させやすいことが明らかになった。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] カノケミカルキャビテーション噴流による炭素鋼の耐食性向上に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      吉村敏彦、佐藤一教
    • 雑誌名

      噴流工学

      巻: 31 ページ: 10-17

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] エジェクタ法による酸化チタンの光触媒特性向上に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      吉村敏彦*,小村元憲,佐藤一教
    • 雑誌名

      噴流工学

      巻: 31 ページ: 4-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nano-Level Surface Processing of Fine Particles by Cavitation to Improve the Photocatalytic Properties of Titanium Oxide2014

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshimura, K. Shiraishi, T. Takeshima, M. Komura, T. Iyoda
    • 雑誌名

      Nanoscience & Nanotechnology-Asia

      巻: 4 ページ: 69-78

    • DOI

      10.2174/2210681204666140905224540

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Nano-level processing of titanium oxide and platinum co-catalyst particles by cavitation2014

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshimura, K. Shiraishi, T. Takeshima, M. Komura, T. Iyoda, K. Sato
    • 学会等名
      22nd International Conference Water Jetting
    • 発表場所
      Haarlem, Netherlands
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-05

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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