耐熱金属上への貴金属被覆による耐食性向上

水の熱分解により水素を製造する方法の一つである"UT-3サイクル"では、装置材料が1000K付近の臭素を含む厳しい腐食環境にさらされる。このサイクルの実用化のためには、装置を加工性の優れた金属材料で構成する必要があるが、一般の実用金属材料ではこの過酷な腐食環境に耐えうるものはない。そこで、本研究では、耐食性の優れたPtやIr膜をMOCVD法によりSUS304鋼およびNi基合金(Incone1625、Incoloy825)などの各種耐熱金属材料上に被覆し、それらの耐食性を向上することを試みるとともに、PtとIrの耐食性の違いを調べた。Ptを20μm以上被覆した場合には、いずれの金属材料とも耐食性が向上し、耐食による質量増加は低減した。腐食前後の表面組織の変化もなかった。しかし、Ptは、FeやNiと相互に拡散するため、Ptの膜厚が20μm以下では良好な耐食性を示さなかった。また、表面にCr_2O_3相が認められ、Pt/金属界面付近にはボイドが見られた。Irを被覆した場合にも腐食による質量増加はほとんどなく、表面組織の変化も認められなかった。IrではFeやNiとの相互拡散が起こらないため、Ir/金属界面にボイド等は認められず、Ir膜厚が10μm程度でも十分な耐食性を示した。本研究で用いた3種類の金属材料の中では、Ir膜を被覆したIncone1625が最も優れた耐食性を示した。

水の熱分解により水素を製造する方法の一つである"UT-3サイクル"では、装置材料が1000K付近の臭素を含む厳しい腐食環境にさらされる。このサイクルの実用化のためには、装置を加工性の優れた金属材料で構成する必要があるが、一般の実用金属材料ではこの過酷な腐食環境に耐えうるものはない。そこで、本研究では、耐食性の優れたPtやIr膜をMOCVD法によりSUS304鋼およびNi基合金(Incone1625、Incoloy825)などの各種耐熱金属材料上に被覆し、それらの耐食性を向上することを試みるとともに、PtとIrの耐食性の違いを調べた。Ptを20μm以上被覆した場合には、いずれの金属材料とも耐食性が向上し、耐食による質量増加は低減した。腐食前後の表面組織の変化もなかった。しかし、Ptは、FeやNiと相互に拡散するため、Ptの膜厚が20μm以下では良好な耐食性を示さなかった。また、表面にCr_2O_3相が認められ、Pt/金属界面付近にはボイドが見られた。Irを被覆した場合にも腐食による質量増加はほとんどなく、表面組織の変化も認められなかった。IrではFeやNiとの相互拡散が起こらないため、Ir/金属界面にボイド等は認められず、Ir膜厚が10μm程度でも十分な耐食性を示した。本研究で用いた3種類の金属材料の中では、Ir膜を被覆したIncone1625が最も優れた耐食性を示した。