2023 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of composition-modulated Zn-based composite films electrodeposited on steel sheets for next generation high corrosion resistance
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21H01672
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
中野 博昭 九州大学, 工学研究院, 教授 (70325504)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大上 悟 九州大学, 工学研究院, 助教 (90264085)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 複合電析 / バナジウム / 亜鉛 / 加水分解 / 水素発生 / ポリエチレングリコール / 浴温 / 電流密度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
低pHで加水分解するVO2+イオンをZn電解液に添加すると，そのVO2+イオンが水酸化物となり，Znと共析させることができる。しかし，VO2+イオンを添加した先行研究では，V化合物はZnと共析するが，皮膜の表層に濃化し，均一には分散しないことが分かっている。そこで，本研究では，各種の電解条件下においてZn-V複合電析を行い，V化合物の分布状態を調査した。電析膜中のV含有率は浴温の低下，ポリエチレングリコール(PEG)の添加により増加した。浴温を下げるとZnの電流効率が低下しており，相対的にVの含有率が上がったと考えられる。PEGを添加すると陰極電位が分極しており，水素発生が増加するため， VO2+の加水分解反応が促進されVの含有率が上がったと考えられる。各電解条件で得られたZn-V複合電析膜の表面と断面を反射電子像とEDX により解析した。何れの複合電析膜においてもV化合物はZn層の隙間に共析した。標準電解条件（通電量100 kC/m2，浴温40 ℃，電流密度1000 A/m2）ではZnが不均一に析出しており，V化合物の分布も不均一となった。一方，浴温を20 ℃に低下させると，Zn結晶が微細化し, V化合物ができるサイト(Znの隙間)が微小, 且つ均一化してV化合物が均一に分布した。PEGを添加した場合もV化合物は，標準条件に比べ均一に共析した。PEGを添加すると電析したZnの気泡痕が減少することが報告されており，これは電極面からの水素の離脱性が増加するためと考えられる。PEG無しの溶液では，水素が同一箇所で連続的に発生しているのに対して, PEGを添加した溶液では, 水素の離脱性増加により水素の発生箇所が均一となり, その結果VO2+イオンの加水分解サイトも均一となり, V化合物が均一に分布したと考えられる。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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