イオンビームによる鉄鋼さび制御とSPring-8放射光を用いたナノスコピック解析

使用离子束控制钢锈并使用 SPring-8 同步辐射进行纳米分析

• 批准号: 10750520
• 负责人: 山下 正人
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Himeji Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750520/
• 关键词: イオンビーム; 大気腐食; さび; 腐食; 表面改質; 放射光; イオン

本研究は、イオンビームを利用した鉄鋼表面改質が、大気腐食環境で生成する鉄鋼さび層の性状におよぼす影響を学術的に追求するとともに、厳しい腐食環境においても、塗装やメッキなどの防食処理を施すことなく、耐食性を発揮する新しい高耐食性・長寿命の鉄鋼材料を創出するための基礎的知見を得ることを目的とする。まず、鉄鋼表面を覆う水溶液薄膜中のイオン種が,さび層の形成とその防食性に及ぼす影響について調査した結果以下のことが明らかとなった.1.主としてβ-FeOOHとγ-FeOOHから構成されるさび層の防食性が低い.2.Cr^<3+>イオンおよびSO<2-/4>イオンを含む水溶液薄膜下で形成したCr置換徹細ゲーサイト層は,緻密に凝集した構造を有することにより鋼の腐食を抑制すると考えられる.3.Ni^<2+>イオンおよびSO<2-/4>イオンを含む水溶液薄膜下で形成されたさび層は,さび粒子の凝集構造に加え,Cl^-イオンを不活性にする効果を有ることにより高い防食性を示す.これらの知見を基に、SPring-8大型放射光設備を用いて、イオンビーム支援蒸着を利用して作製した鉄鋼薄膜の腐食生成物の構造解析を実施した。その結果、Crイオンや硫酸イオンが防食性の高いゲーサイト(α-FeOOH)構造を有するさび層の生成を助長することなどが明らかとなった。これらのことから、CrやNiなどの有効元素を鉄鋼表面に供給しさび層構造を制御することにより、新しい高耐食性・長寿命の鉄鋼材料を創出することが可能になることが明らかとなった。

This study aims to create a basic knowledge of the effects of surface modification of iron and steel on the properties of iron and steel layers produced in a corrosive environment, coating and anti-corrosion treatment in a corrosive environment, and the development of new high food resistance and long life iron and steel materials. The results of the investigation on the formation and anti-food effect of the layer in the aqueous solution film coated on the surface of iron and steel are as follows: 1. The main composition of β-FeOOH and γ-FeOOH is as follows: the anti-food effect of the layer is as low as Cr ^<3+> and SO<2-/4>. The Cr substitution layer is formed under the aqueous solution film containing Cr. 3. Ni ^<2+> O ^<2-/4> O ^ The structure analysis of corrosion products of iron and steel thin films was carried out in the application of SPring-8 large-scale radiation optical equipment As a result, Cr (OH)_2 and Fe (OH)_2 are highly resistant to food. The iron and steel surface is supplied with Cr and Ni, and the new iron and steel material with high food resistance and long life is produced.

项目成果

Masato Yamashita: "Effect of Ion Species in the Electrolyte Environment on the Structure and Protective Ability of the Rust Layer on Steel"Proc.NACE Corrosion 2000. (Accepted).

Masato Yamashita：“电解质环境中离子种类对钢锈层结构和防护能力的影响”Proc.NACE Corrosion 2000。（已接受）。

山下正人: "メスバウアー分光とX線回折を併用した鉄鋼さび層中の超微細ゲーサイトの定量分析"日本金属学会誌. 64・1. 77-78 (2000)

山下正人：“利用穆斯堡尔光谱和X射线衍射对钢锈层中的超细针铁矿进行定量分析”，日本金属学会杂志64・1（2000年）。