| 研究課題/領域番号 |
25289251
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
山崎 倫昭 熊本大学, 先進マグネシウム国際研究センター, 准教授 (50343885)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | マグネシウム / 腐食防食 / ヘテロ組織 / 長周期積層構造相 |
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| 研究実績の概要 |
Mg合金の電気化学的均質性評価手法の確立と腐食メカニズムの解明とMg合金組織の幾何学的不均質性が電気化学的均質性に与える影響の解明についての研究を行い、以下の結果を得た。
(1) Mg/LPSO二相合金鋳造材を用いた電気化学的均質性評価手法の確立：LPSO相の体積分率が異なるMg-Zn-Y系合金を複数種作製し，各合金の表面電位分布を走査ケルビンプローブフォース顕微鏡(SKPFM)法により調査することで構成相間の電位差と腐食挙動および電気化学的挙動の関係を明らかにした。
(2) Mg/LPSO二相合金鋳造材を用いた腐食メカニズムの解明：Mg-Zn-Y系合金鋳造材における局部腐食の発生箇所を精査し，SKPFMにより測定した母相とLPSO相の相間電位差が0.3Vを上回る場合に，LPSO相付近の母相の溶解が顕著となることを明らかにした。
(3) Mg/LPSO二相合金の成分設計とその電気化学的特性の評価：母相との電位差が小さいLPSO相の探索を行い，Mg-Zn-Y系，Mg-Zn-Gd系，Mg-Zn-Gd-Al系合金において，LPSO相を形成する新しい合金組成をみつけるとともに，それらのSKPFM表面電位に関する情報と腐食挙動に関する基礎的知見を得た。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
(1) Mg/LPSO二相合金鋳造材を用いた電気化学的均質性評価手法の確立が順調に進んでいる。Mg-Zn-希土類元素(RE)系合金の表面電位分布を走査ケルビンプローブフォース顕微鏡(SKPFM)法により調査し、構成相間の電位差と腐食挙動および電気化学的挙動の関係についての基礎的知見が蓄積されている。H26年度は特にMg-Zn-Y系合金のLPSO相の体積分率の増減による腐食挙動の変化がSKPFM表面電位の分布にどのように影響を受けるかについて明らかにした。
(2) Mg/LPSO二相合金鋳造材を持ちいた腐食メカニズムの解明が進んでいる。Mg-Zn-RE合金にみられる母相とLPSO相との間のガルバニック腐食が顕著に起こる相間電位差が，SKPFM表面電位では0.3Vであることがわかりつつある。
(3) H25年度に引き続き，Mg/LPSO二相合金の成分設計とその電気化学的特性の評価：母相との電位差が小さい新規LPSO相の探索を行い，Mg-Zn-Y系、Mg-Zn-Gd系合金においてLPSO相を形成する新しい組成を複数発見するに至っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
(1) Mg/LPSO二相合金鋳造材を用いた電気化学的均質性評価手法の確立：H25年度に引き続き、SKPFMによる複相Mg合金の表面電位分布測定を行い、各構成相の表面電位と腐食電位の相関関係を調査する。対象合金をMg/LPSO二相合金から既存二相Mg合金や新奇二相Mg合金へ拡げて調査することで実験結果の体系化を進める。
(2) Mg合金組織の幾何学的不均質性が電気化学的均質性に与える影響の解明：結晶粒径、結晶方位分布、粒界性格などが表面電位分布に与える影響と腐食挙動に及ぼす影響を調査する。対象合金をMg/LPSO二相合金から既存二相Mg合金や新しい二相Mg合金へ拡げて調査することで実験結果の体系化を進める。
(3) 幾何学的ヘテロ／電気化学的ホモ組織制御による高強度高耐食Mg合金設計指針の確立：合金設計とプロセス設計による電気化学的均質性制御方法の確立を目指す。母相との電位差の小さいLPSO相を形成するMg合金の探索をH25年度に引き続き進めるとともに，母相と電位差が小さい化合物相を有する新しいMg合金組成を探索する。機械的特性および耐食性に影響を及ぼす幾何学的パラメータを制御する加工熱処理プロセスを設計し，新しいMg合金展伸材の開発を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
結晶方位解析用のSEM反射電子検出器がH26年12月に故障したが，その修理のための部品納入がH27年度になることとなった。本研究では、α-Mg母相とZnとYが比較的豊富に含まれるLPSO相の二相合金を扱うため、組成コントラストが明瞭に得られる反射電子像を撮影することが極めて重要であり、反射電子検出器の修理を行い、研究を推進することとした。
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| 次年度使用額の使用計画 |
故障した結晶方位解析用のSEM反射電子検出器の修理を行い、組成コントラストが明瞭に得られる反射電子像を用いた第二相の体積分率測定を実施する。
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