Development of Cr diffusion barrier with Co-W and related materials

申請者らはステンレス鋼にCo-W合金を電気めっきの後に加熱すると多層酸化物が生成し，その中心部にCoWO4層が形成することを見出し，この層がステンレス鋼に生成する酸化物からのCrイオン拡散バリアとして機能して有害なCr6+の揮発を阻止することを見出した。このコーティングはCr揮発が問題となる固体酸化物形燃料電池（SOFC）のインターコネクトや焼却炉への応用を目指しているが，Co-Wコーティングが適しない被めっき材料，微細粉末には電気めっき法が適用困難なことが明らかになった。本研究はCo-W二元系以外で同様にCrイオン拡散バリア性を示す系，粉体に適用できそうなCo-W無電解めっき方法など，Co-Wを起点としてシステムとプロセスの展開研究を行い，Co-Wコーティングファミリーの社会実装を目指す。この達成のため，合金の電解および無電解析出メカニズム，合金の酸化の熱力学と動力学といった純粋に科学的な諸課題を明らかにする必要があり，これらコーティング方法の多面展開と科学的な課題探求を同時並行で推進することを目的とした。研究は円滑に開始し，当初の計画通りに2022年は大きく分けて２つの検討を行い，それぞれ予定通り進行した．

申請者らはステンレス鋼にCo-W合金を電気めっきの後に加熱すると多層酸化物が生成し，その中心部にCoWO4層が形成することを見出し，この層がステンレス鋼に生成する酸化物からのCrイオン拡散バリアとして機能して有害なCr6+の揮発を阻止することを見出した。このコーティングはCr揮発が問題となる固体酸化物形燃料電池（SOFC）のインターコネクトや焼却炉への応用を目指しているが，Co-Wコーティングが適しない被めっき材料，微細粉末には電気めっき法が適用困難なことが明らかになった。本研究はCo-W二元系以外で同様にCrイオン拡散バリア性を示す系，粉体に適用できそうなCo-W無電解めっき方法など，Co-Wを起点としてシステムとプロセスの展開研究を行い，Co-Wコーティングファミリーの社会実装を目指す。この達成のため，合金の電解および無電解析出メカニズム，合金の酸化の熱力学と動力学といった純粋に科学的な諸課題を明らかにする必要があり，これらコーティング方法の多面展開と科学的な課題探求を同時並行で推進することを目的とした。研究は円滑に開始し，当初の計画通りに2022年は大きく分けて２つの検討を行い，それぞれ予定通り進行した．