高位置分解水素モニタリングによる鉄鋼材料への水素侵入機構の解明
通过高位分解氢监测阐明氢侵入钢材的机理
基本信息
- 批准号:21H01665
- 负责人:
- 金额:$ 11.48万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
- 财政年份:2021
- 资助国家:日本
- 起止时间:2021-04-01 至 2024-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
本研究の目的は、エレクトロクロミック特性を有する酸化物薄膜(例としてWO3)を用いた材料中の水素分布の高位置分解可視化モニタリングシステムを確立すること、そしてこの水素検出システムを用いて、鋼材への水素侵入に及ぼす材料因子、腐食因子の影響を解明することである。その目的を達成するため、本モニタリングシステムの課題である位置分解能や応答性、検出感度の向上に取り組んだ。これまで代表的なエレクトロクロミック材料としてWO3を使用してきたが、Tiなどのさまざまな酸化物薄膜でも水素が侵入すると色調が変化することが明らかとなり、いくつかの酸化物ではWO3よりも高い水素応答性や検出感度を有することが分かった。感度の高い電流計測による水素検出(電気化学的水素透過法)と同等の水素応答性を有する、水素検出用酸化物薄膜を見出すことができた。酸化物の違いによって水素検出が応答性が異なる原因について、固体化学的なアプローチから解析を進めており、今後の水素検出用の酸化物の選択において指針を見出したいと考えている。また、腐食環境での水素侵入モニタリングに本手法を適用し、鉄鋼材料の腐食過程における水素の検出を試みた。炭素鋼試験片における塩化物イオンを含む水溶液中での自然浸漬状態での腐食や、乾湿繰り返し環境での腐食に伴う水素侵入の分布計測に成功した。本手法での水素の検出には、鋼と水素検出用の酸化物薄膜の間にPd中間層が不可欠であり、前年度にはこのPd中間層の最適化に取り組み、めっき法による成膜が有望であることを示した。一方で、めっき法では膜厚のばらつきが水素の分布検出で大きな問題となることが避けられないことが明らかとなり、スパッタ法によるPdの成膜が適切であることが分かった。
本研究的目的是利用具有电致变色特性的氧化物薄膜(例如WO3)建立材料中氢分布的高分辨率可视化监测系统,并利用该氢检测系统来阐明材料因素和腐蚀因素对氢侵入的影响。为了实现这一目标,我们致力于提高该监控系统的位置分辨率、响应能力和检测灵敏度。迄今为止,WO3一直被用作典型的电致变色材料,但已经清楚的是,当氢进入各种氧化物(例如Ti)的薄膜时色调会发生变化,并且发现某些氧化物具有比WO3更高的氢响应。具有良好的灵敏度和检测灵敏度。我们发现了一种氢检测用氧化物薄膜,其氢响应能力与使用高灵敏度电流测量(电化学氢渗透法)进行氢检测相当。我们正在使用固态化学方法来分析氢检测响应性因氧化物类型而异的原因,并希望为未来选择用于氢检测的氧化物找到指导方针。我们还将该方法应用于腐蚀环境下的氢侵入监测,尝试检测钢铁材料腐蚀过程中的氢。我们成功地测量了碳钢试样在自然浸泡在含有氯离子的水溶液中时的腐蚀分布,以及在反复潮湿和干燥条件的环境中与腐蚀相关的氢侵入。为了使用这种方法检测氢,在钢和用于氢检测的氧化物薄膜之间必须有一个Pd中间层,去年我们致力于优化这个Pd中间层,发现可以使用一种电镀方法显示出前景。另一方面,已经清楚的是,镀覆方法造成的膜厚变化不可避免地会成为检测氢分布的主要问题,并且已经发现通过溅射形成Pd膜是合适的。
项目成果
期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
WO3薄膜を用いた水素検出技術による腐食過程で鋼材へ侵入した水素の可視化
利用 WO3 薄膜氢检测技术,可视化在腐蚀过程中进入钢铁材料的氢
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:南部智憲;小俣香織;湯川宏;佐藤勝俊;永岡勝俊;松本佳久;菅原優
- 通讯作者:菅原優
腐食反応に伴う鉄鋼材料への水素侵入と新規水素可視化技術
腐蚀反应引起的氢侵入钢铁材料及新型氢可视化技术
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:K. Takenaka;S. Toko;Y. Setsuhara;菅原優
- 通讯作者:菅原優
鋼材へ侵入した水素のWO3薄膜を用いた新規可視化技術
利用 WO3 薄膜实现氢渗入钢铁材料的新型可视化技术
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:乾 晴行;岸田恭輔;李 楽;陳 正昊;佐伯知哉,江川峻脩,金野泰幸,佃市三,福井清,四宮徳章,坪井瑞記;岩本知広;菅原優
- 通讯作者:菅原優
鋼材へ侵入した水素の酸化物薄膜による検出技術における応答性の向上
利用薄氧化膜提高钢铁材料氢渗入检测技术的响应度
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:菅原優;野崎翔吾;佐藤翼
- 通讯作者:佐藤翼
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
菅原 優其他文献
蛍光イメージングプレートによるステンレス鋼のすき間腐食発生過程の解析
利用荧光成像板分析不锈钢缝隙腐蚀发生过程
- DOI:
- 发表时间:
2015 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
西本 昌史;武藤 泉;菅原 優;原 信義 - 通讯作者:
原 信義
ステンレス鋼におけるMRS介在物起点の孔食発生機構の解明
阐明不锈钢中 MRS 夹杂物引起的点蚀机理
- DOI:
- 发表时间:
2013 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
千葉 亜耶;武藤 泉;菅原 優;原 信義 - 通讯作者:
原 信義
ホソヘリカメムシにおけるメスの交尾前配偶者選択
椿象雌性交配前的择偶
- DOI:
- 发表时间:
2012 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
千葉 亜耶;武藤 泉;菅原 優;原 信義;洲崎雄・香月稚子・宮竹貴久・岡田泰和・岡田賢祐 - 通讯作者:
洲崎雄・香月稚子・宮竹貴久・岡田泰和・岡田賢祐
アプリ「減災教室」を用いた非専門家による防災・減災の行動促進
利用“防灾课堂”应用程序促进非专家防灾减灾行动
- DOI:
- 发表时间:
2018 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
高谷夏実;武藤 泉;菅原 優;髙木朗義,東善朗 - 通讯作者:
髙木朗義,東善朗
菅原 優的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('菅原 優', 18)}}的其他基金
鋼材の水素侵入量可視化に基づく優れた耐水素脆化を有する新規省資源表面処理法の開発
基于钢铁材料氢渗入量的可视化,开发出具有优异抗氢脆性的新型资源节约型表面处理方法
- 批准号:
24K01206 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 11.48万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
PDGFによる歯髄幹細胞の神経細胞分化誘導法の確立
PDGF诱导牙髓干细胞神经细胞分化方法的建立
- 批准号:
18K17243 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 11.48万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
固体高分子形燃料電池の白金触媒の劣化機構の解明と高耐食性触媒の開発
阐明聚合物电解质燃料电池中铂催化剂的劣化机理并开发高耐腐蚀催化剂
- 批准号:
08J10022 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 11.48万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
相似海外基金
雲微物理素過程分類による降水組成マッピングを用いた降水メカニズム解明に関する研究
基于云微物理过程分类的降水成分图阐明降水机制研究
- 批准号:
22K03724 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 11.48万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Analysis of mechanisms of starch degradation in the stems for an enhancement of source function to rice grain filling.
茎部淀粉降解机制分析增强水稻籽粒灌浆源功能
- 批准号:
21H02174 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 11.48万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Non-intrusive measurement of intercellular ions distribution by total internal reflection mapping method between vibration modes and hydrogen bonding of water molecules
采用全内反射映射法非侵入式测量水分子振动模式与氢键之间的细胞间离子分布
- 批准号:
20K20431 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 11.48万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
Creation of Highly Efficient Removal System of Organic Trace Pollutants in Water by Using Fluorinated Composites as a Key Material
以含氟复合材料为关键材料打造水中有机微量污染物高效去除系统
- 批准号:
19K05027 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 11.48万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
塩類風化が進行する遺跡構成材料からの効果的な脱塩方法の開発
开发一种针对盐风化遗址构成材料的有效脱盐方法
- 批准号:
19K01135 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 11.48万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)