耐食合金へのマイクロインデンテーション法による再不動態化挙動に関する研究

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本研究は,環境,下地金属,および不働態皮膜の諸因子の観点から,不働態表面のメカノエレクトロケミカルな現象の理解を明らかにすることを目的としている.平成22年度の研究成果を以下に示す.(1)マイクロインデンテーションによる鉄およびステンレス鋼の脱不働態-再不働態化挙動の総括:マイクロインデンテーションによる純鉄の脱不働態-再不働態化挙動における環境要因(電極電位,溶液電気伝導度,溶液pH),表面変形(変形様式,変形量),下地金属内の転位および添加元素の影響を総括した.(2)アルミニウムアノード酸化皮膜の圧縮破壊における皮膜厚および皮膜にかかる電場の影響:インデンテーション試験中におけるアノード酸化皮膜の破壊面積は,放射状クラックの面積と同様,皮膜厚の増加および皮膜にかかる電場の減少とともに増加した.これらのことから,放射状クラックによる皮膜の破壊は,酸化物膜の厚化および電歪の低下により生じるひっぱり応力によって助長されることが示唆された.(3)アルミニウム-マンガン系合金の不働態化挙動におけるMn添加量の影響:アルミニウム-マンガン固溶体領域において,皮膜成長係数および不働態皮膜の誘電率はMn含有量とともに増加し,固溶体限以上のMn含有量において,それらはAl_6Mnの析出量とともに純アルミニウムのそれらと同程度まで減少した.固溶体領域において,アノード酸化皮膜中のAl_2O_3密度はMn含有量の増加とともに増加し,固溶体限以上のMn含有量では,Al_2O_3密度密度は減少した.これらのことから,アルミニウムに固溶したMnは,アノード酸化皮膜を緻密化し,誘電率を増加させることが示唆された.(4)マイクロインデンテーション装置の改良:インデンターをキャピラリー電気化学セル内に配置した新たなインデンテーション装置の開発に着手した.数μm以下の押し込み深さ領域において,従来の装置ではノイズレベルであった電気化学反応電流が計測された.