エマルジョンを電解液に用いた高硬度・高耐食性ハイエントロピー合金めっき

高硬度、高耐腐蚀性、以乳液为电解液的高熵合金电镀

• 批准号: 22KJ1993
• 负责人: 村上 勇樹
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1993/
• 关键词: ハイエントロピー合金; ミディアムエントロピー合金; エマルジョン; 電析; めっき

本研究課題の目的はハイエントロピー合金（HEA）めっき手法の確立と高硬度・高耐食性HEAめっきの作製である．当該年度では，既に成功していたCoNiCuミディアムエントロピー合金（MEA）めっきをモデルとして水相と油相にそれぞれ適切な添加剤を加えることでエマルジョンを用いた合金めっきのメカニズムについて詳しく調べた．油相への添加剤としてwater-in-oil型エマルジョンの作製によく用いられる界面活性剤であるAerosol OTを選択した．これを加えることで得られためっき膜の合金組成が等原子比率に近づき，表面が平滑化することがわかった．これは添加した界面活性剤分子が油水界面に集合することで液滴と電極の接触角が変わり，合金電析の主な反応場が水-電極の二相界面から水-電極-油の三相界面へと変化し，それにより反応速度が上がったことが原因であると考えている．水相に添加剤として増粘剤であるglycerolを加えた場合には，めっき膜の合金組成と液滴中の金属イオン濃度比率がほぼ等しくなり，さらに平滑化することがわかった．これは液滴中の水相の粘性が上がることですべての金属の析出反応が拡散限界となり合金組成が溶液中の金属イオン濃度比率に近づき，拡散限界電流密度が減少することで結晶粒サイズが小さくなり平滑化したと考えている．以上の結果からエマルジョン電析では微小な液滴内に拡散層を閉じ込めることで合金組成の制御とめっき膜の平滑化が両立できることがわかった．

The purpose of this study is to establish a high hardness and high food resistance HEA alloy (HEA) manufacturing process. During the year, CoNiCu alloy (MEA) was successfully added to water phase and oil phase. Oil phase additives and water-in-oil type additives are used in the preparation of active surfactants such as Aerosol OT The alloy composition of the film is equal to the atomic ratio, and the surface is smooth. The contact angle between the droplet and the electrode changes when the interfacial active agent molecules are added to the interface between the oil and water. The main reaction field of the alloy electrodeposition changes when the water-electrode two-phase interface changes when the water-electrode-oil three-phase interface changes. When the viscosity of the aqueous phase is increased, the alloy composition of the film and the concentration ratio of the metal in the droplet are smoothed. The viscosity of the aqueous phase in the droplets increases, and the precipitation of the metal in the droplets decreases. The dispersion limits increase. The alloy composition decreases. The concentration ratio of the metal in the solution decreases. The dispersion limits decrease. The crystal particles decrease. The dispersion limits decrease. As a result of the above analysis, the dispersion layer in the tiny droplets is closed and the alloy composition is smoothed.

项目成果

C4mimCl-H2O浴からのCrCoNiミディアムエントロピー合金電析

C4mimCl-H2O 浴中 CrCoNi 中熵合金电沉积

• 发表时间: 2023
• 作者: Chien Yu-An;Chen Chun-Yi;Sone Masato;Chang Tso-Fu Mark;岸田恭輔;村上勇樹，邑瀬邦明，深見一弘
• 通讯作者: 村上勇樹，邑瀬邦明，深見一弘

エマルジョンを電解液に用いたミディアムエントロピー合金電析

以乳液为电解液的中熵合金电沉积

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuma Tsukasa;Kai Li;Misato Kurio;Kaho Maeta;Akimitsu Tsumadori;Shumpei Baba;Risa Nishimura;Koun Onodera;Takako Morimoto;Tadashi Uemura and Tadao Usu;村上勇樹，北田敦，邑瀬邦明，深見一弘;村上勇樹，北田敦，邑瀬邦明，深見一弘
• 通讯作者: 村上勇樹，北田敦，邑瀬邦明，深見一弘

多元系合金めっき膜の生成方法

多元合金镀膜的制作方法

• 发表时间: 2023

Smooth Thin Film of a CoNiCu Medium-Entropy Alloy Consisting of Single Nanometer-Sized Grains Formed by Electrodeposition in a Water-in-Oil Emulsion

油包水乳液中电沉积形成的由单纳米晶粒组成的 CoNiCu 中熵合金的光滑薄膜

• DOI: 10.1021/acs.jpcc.2c08033
• 发表时间: 2023
• 期刊: The Journal of Physical Chemistry C
• 作者: Murakami Yuki;Murase Kuniaki;Fukami Kazuhiro
• 通讯作者: Fukami Kazuhiro

エマルジョンを用いたCoNiCuミディアムエントロピー合金電析：添加剤による平滑化

使用乳液沉积 CoNiCu 中熵合金：使用添加剂进行平滑

• 发表时间: 2022
• 作者: 奥山 浩人;児玉 友佳里;大柴 雄平;山口 猛央;竹田修，星政義，Xin Lu，朱鴻民;森谷茉由，大田昌樹，猪股宏;村上勇樹，北田敦，邑瀬邦明，深見一弘
• 通讯作者: 村上勇樹，北田敦，邑瀬邦明，深見一弘