Control of Hydrogen Incorporation into Metals and Synthesis of Superstoichiometric Hydrides by Electrochemical Reaction

电化学反应控制氢掺入金属及超化学计量氢化物的合成

• 批准号: 22K04763
• 负责人: 福室 直樹
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: University of Hyogo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04763/
• 关键词: めっき; 金属水素化物; 電気化学反応; 水素侵入; 水素熱脱離スペクトル

本研究の目的は二つあり、①めっきにおける水素侵入の制御と、②超化学量論的水素化物の電気化学合成とキャラクタリゼーションである。研究目的①では、無電解銅めっき膜中に共析した水素の存在状態を明らかにするとともに、添加剤による水素の共析量の減少と存在状態の変化について解析した。無電解銅めっきに用いられているロッシェル塩浴とEDTA浴のいずれにおいても、銅めっき膜中に共析した水素は格子間水素、空孔-水素クラスター、およびナノボイド中の分子状水素として存在することがわかった。ロッシェル塩浴ではニッケルイオンの添加によって格子間水素が減少し、EDTA浴ではビピリジルの添加によって格子間とボイド中の水素が減少することが明らかにされた。電解パラジウム(Pd)めっき膜については、昇温脱離スペクトル(TDS)と同時に示差走査熱量計(DSC)による測定を行った。その結果、水素脱離とともに発熱が観察され、水素脱離に伴なう格子収縮の進行は空孔の残存に起因することが示唆された。無電解Ni-Pめっきによってアルミニウム(Al)合金中に侵入した水素は、Al母相中の格子間、空孔、粒界、および析出物の周囲などの様々なトラップサイトに存在することがわかり、これらのうち室温放置2週間後も存在する空孔-水素クラスターと粒界にトラップされた水素が水素脆化の原因となることが示唆された。電気化学的水素透過法による電解Niめっき中の水素透過量の測定については、測定前の残余電流を低下させる測定条件を確立し、安定したデータが得られるようになった。研究目的②では、高圧力下でPd箔に電解チャージを行って高濃度水素化物PdHxを合成した後、電解めっきによってZnまたはAuを被覆して水素脱離を防ぐことを検討した。常圧下ではZnめっきによって水素脱離を抑制できることが確認された。

The purpose of this research is to: (1) control of water intrusion, and (2) electrochemical synthesis of superstoichiometric water compounds and the development of chemical synthesis. Objective: ① To analyze the eutectoid state of water element in the electrolytic copper film and the eutectoid state of water element in the electrolytic copper film. Electroless copper is used in the bath and EDTA bath. Eutectoid in copper film is the presence of molecular water in lattice water, pore water and EDTA. The addition of water in the cells of the EDTA bath reduces the amount of water in the cells. Electrolysis, temperature separation, and simultaneous differential scanning calorimeter (DSC) measurements As a result, water detachment and heat transfer are observed, and water detachment is accompanied by the occurrence of voids. Electrolysis-free Ni-P alloy contains water element, lattice, void, grain boundary and precipitate in Al parent phase. The reason for water element embrittlement is shown by the existence of void, grain boundary and precipitate after 2 weeks at room temperature. Determination of water transmission in electrolytic Ni by electrochemical water transmission method; determination of residual current before measurement; and determination of stability. Objective: To investigate the effect of Pd foil electrolysis on the formation of PdHx with high concentration under high pressure. Under normal circumstances, it is necessary to confirm the existence of Zn and Zn.

项目成果

兵庫県立大学大学院工学研究科化学工学専攻表面エネルギー化学研究グループ

兵库大学大学院工学研究科化学工程系表面能化学研究组

析出条件によるパラジウム電析膜中の水素の存在状態変化

钯沉积物中氢状态的变化取决于沉积条件

• 发表时间: 2022
• 作者: 中村友哉;橋本倫也;福室直樹;八重真治
• 通讯作者: 八重真治

Analysis of hydrogen in 7075 aluminum alloy incorporated by electroless Ni-P plating

化学镀 Ni-P 7075 铝合金中的氢分析

• DOI: 10.2464/jilm.72.482
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Japan Institute of Light Metals
• 作者: 福室直樹;澤田康平;八重真治
• 通讯作者: 八重真治

7075および6061アルミニウム合金上への無電解Ni-Pめっきによって侵入した水素の解析

7075和6061铝合金化学镀Ni-P渗氢分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 澤田康平;福室直樹;八重真治
• 通讯作者: 八重真治

ロッシェル塩浴からの無電解銅めっき膜中への水素共析に及ぼす添加剤の影響

添加剂对罗谢尔盐浴化学镀铜膜氢共析物的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 林 和磨;福室直樹;八重真治
• 通讯作者: 八重真治