自己組織化有機分子を複合化した金属表面処理法の開発

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軽量で比強度の大きいマグネシウム合金が挙げられるが，耐食性の乏しさから需要は伸び悩んでいる．本研究では水溶液プロセスを用いた表面改質を行い，耐食性付与および皮膜生成メカニズムを解明することを目的とした．AZ31 (3mass%Al, 3mass%Zn)マグネシウム合金を用い，化成処理，陽極酸化処理，膜に撥水性を持たせる複合化処理などにより生成させた皮膜の耐食性を調査した．陽極酸化法ついては以下が判明した．すなわち，従来の直流法，交流法では作製できなかった皮膜の作製が定電圧の交流電解法により可能となった．特に，表面光沢性を維持したまま皮膜を作製できる定電圧法が開発できた．1Hzの比較的低周波数が有効であること，交流のプラス電圧とマイナス電圧の値を制御することでより成膜性が上がることを明らかにした．次に，ケイ酸亜鉛系，リン酸亜鉛系，ホウ酸系，クエン酸系などを添加したアルカリ性水酸化ナトリウム水溶液において交流法で陽極酸化し，温度，電圧，周波数，添加イオンの効果を調べた．低周波数は膜厚を増加させ，100mM Na2B407と10mMKF添加が特に耐食性を向上させることがわかった．AC電圧±15Ｖの陽極酸化が高耐食性膜につながった．陽極酸化膜にはMg(OH)2/MgOであり，電圧増加に伴い酸化物が増える傾向であった．さらに，セリウム系化成処理でマグネシウム合金表面にミクロな酸化セリウムの微細構造膜を蓮の葉を模擬して作製できることがわかった．この上に撥水性の自己組織化膜，すなわちFAS13（(トリデカフルオロ-1,1,2,2,-テトラヒドロオクチル)トリメトキシシラン）を載せることで水滴接触角が150度以上になり，耐食性も著しく向上した．