マルチパルス電析法を用いたハイエントロピー合金薄膜の創製と耐食性耐摩耗性評価

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有機溶媒DMF‐CH3CN中にCrCl3、 MnCl2、FeCl2、CoCl2、NiCl2などの金属塩を溶かして浴液とし、銅板にダブル電位パルス法(高電位EH、低電位EL)で電析を種々の条件下で行った。その後、電析膜の表面形態、成分、硬度および酸素発生触媒活性を調べた。得られた結果は、以下の通りである。1.銅基板に印加した電位は、-0.2Vvs.SSEより卑であれば電析電流が、それより貴であれば溶解電流が流れる。従ってダブルパルス電析には、高電位EHは-0.2Vと0Vの場合では皮膜の形成が良くないが、EHは-0.8Vと-1.0Vの場合では銅基板を全面的に覆う皮膜が形成できた。また、低電位ELは-3.0V、高電位EHは-0.8V、パルス幅は30msで得た皮膜の厚さは約2.0μmであり、定電位-3.0V電析のそれ(0.6μm)より顕著に厚い。2.低電位ELは-3.0Vでは、(1)高電位EH：-0.2Vと0V、パルス幅3000ms、(2)高電位EH-0.8V、パルス幅300msと30msおよび(3)高電位EH-1.0V、パルス幅3000msなどの条件下で、ほぼ均等な金属元素の組成をもつハイエントロピー皮膜が得られた。EDS分析によると、いずれのパルス電析条件下で得た皮膜に、多くの酸素(42-67atom%)と炭素(9-24%)が含まれている。3.皮膜にダイナミック硬さを最大押し込み荷重40mNまで測定した。EH＝-0.8VでEL=-3.0V/30ms、EL=-3.0V/300msとEL=-2.5V/300msで、いずれの硬さは銅板と相当である。4.上記で得られたハイエントロピー皮膜を陽極としてアルカリ性水溶液中で酸素発生活性を測定したところ、酸素発生過電位は市販の酸化ルテニウムとほぼ同等かそれ以上の触媒活性が確認された。5.アルカリ性水溶液中でリニアスイープボルタンメトリー(LSV)分極曲線から、酸素発生するまでに溶解挙動が認められなかったので、十分な耐食性を有すると判断できる。また、分極測定後の表面に目立った変化がないので、酸素発生触媒としての長寿命は実現が有望である。