2020 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the corrosion mechanism of zirconium for medical applications and development of a surface treatment that realizes drastic improvement of corrosion resistance
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17K06835
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
堤 祐介 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主席研究員 (60447498)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 生体材料 / 表面・界面特性 / ジルコニウム / 腐食 / 防食 / 耐食性 / 表面処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ジルコニウムの耐食性を改善する電気化学的表面処理法の最適化とステンレス鋼への適用
これまでの研究により、ジルコニウム中には不純物により形成した微粒子である介在物が含まれており、この介在物が表面に露出するサイトで局所的な腐食が引き起こされること、また、介在物の腐食誘発性はスズ、ケイ素の存在、および特定比率の酸素と炭素が重要であることを明らかにしてきた。最終年度にあたる令和2年度では、この腐食誘発性介在物の露出確率が稀であることから、意図的に介在物の溶解を誘発した直後に、溶解反応を停止するサイクルを短時間に繰り返すことで効率的に介在物を表面から除去し、ジルコニウムの耐食性を飛躍的に改善する電気化学的防食処理法の開発、およびこの処理条件の最適化による高効率化に注力した。昨年度までに生理食塩水中での孔食電位2V(銀塩化銀電極基準)以上を達成し、生体内での腐食を完全に抑制する処理条件を見出していたが、今年度は溶液と通電条件を改良することで、処理後に形成する試料の凹凸を5μm未満に抑制することに成功した。さらに、ジルコニウムと同様に、介在物により腐食が誘発されるステンレス鋼に対しても本技術の応用を検討した結果、処理溶液の選択および通電条件の調整により、ジルコニウムと同様に、孔食電位が有意に上昇することが確認された。以上の成果から、本研究で開発されたアノードとカソードサイクルによる電気化学的表面処理（電気化学クリーニング）の汎用性が示された。
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Research Products
(9 results)
