Fabrication and Mechanical Properties of Electrodeposited Films with Various Periodic High-Composition Gradient Structures

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本課題の初年度ある令和4年度は，新しい合金系について周期的傾斜構造膜を成膜すること，および新たな電位波形で周期的傾斜構造膜を作成することを試みた。まず新しい合金系では，Cr-Co系合金の周期的傾斜組成膜の成膜を実施した。めっき液には３価クロムめっきが可能な塩化クロムと硫酸コバルトを含む電解液を用いた。この電解液を用いた電気めっきでは析出物の組成は電位に依存するので，電位を連続的に変化させるとことで，傾斜組成を有する合金膜を成膜することができる。まず，種々の一定電位でCu基板上にCr-Co合金を成膜し，析出物をSEM/EDS法で分析した。EDS分析の結果，合金膜中のCr濃度はめっき時のカソード電位が増加するにつれてほぼ線形的に増加することを確認した。その電位と析出物組成との関係を近似し，めっきプログラムに組み込んで，長周期の傾斜組成Cr-Co合金膜の成膜を試みた。その後FIB加工で断面を露出させ，SEM/EDS法で面分析した結果，Cr成分が連続的に変化していたことを確認した。また，NiとCuの濃度が同程度のNi-Cu合金膜めっきでは，一定電位条件ではデンドライト状の組織が成長し，凹凸の激しい表面性状となってしまう。これの問題を解決するために，パルスめっきによる一浴式のNi-rich層とCu層の選択的な析出を目指した。パルスめっきでは核生成サイトが数多く形成されるので，比較的平滑な表面性状が期待できる。本課題ではNi-rich層を析出させるパルスとCu層のそれを組み合わせて任意の組成を有する合金膜の生成を試みる。Ni-rich層パルスとCu層パルスを種々に変化させたパルスめっきではNi-rich層パルス比に依存して，合金膜の組成が変化することを確認した。