新規高耐食化技術の開発による次世代型高強度高耐食性アルミニウム合金の創製

通过开发新的高耐腐蚀技术创造下一代高强度、高耐腐蚀铝合金

基本信息

批准号：
19J11580
负责人：
柿沼洋
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

インヒビターとして金属イオンを含有する水溶液を用いて化成処理を行い、アルミニウム合金の高耐食化に成功した。化成処理を施したアルミニウム合金は優れた耐食性を示したが、高温かつ高塩化物イオン濃度等の過酷な腐食環境においては、一部の金属間化合物を起点として局部腐食を生じることが明らかになった。そこで、腐食起点となる金属間化合物を化成処理中に溶解除去することで、腐食起点を無害化する技術の開発に取り組んだ。その結果、金属イオンのインヒビターを含有する酸性水溶液を用いて化成処理を行うことで、腐食起点となる金属間化合物を化成処理中に除去できることを見出した。また、化成処理に先立ち、アルカリ水溶液を用いた前処理を施すと、短時間で効率的に金属間化合物がアルミニウム表面から除去されることが分かった。さらに、従来の金属イオンインヒビターよりも環境負荷の小さいインヒビターを用いて、金属間化合物を溶解除去する技術の開発に取り組んだ。アルカリ水溶液による前処理を行い、その後モリブデン酸などのインヒビターを含有する酸性水溶液で化成処理を行うことで、従来の化成処理法よりも環境負荷を低減しながら優れた耐食性を付与できることを発見した。本研究では、腐食起点を化成処理中に溶解除去するという新しい発想を用いてアルミニウム合金の高耐食化に成功した。本研究で開発した化成処理法を用いることで、アルミニウム合金の機械的特性を低下させずに、高温かつ高塩化物イオン濃度の環境でも優れた耐食性を付与することができる。また、従来よりも環境負荷の小さい化成処理溶液を用いてアルミニウム合金を高耐食化することにも成功した。さらに、本研究で開発した化成処理法による高耐食化機構を明らかにし、アルミニウム合金を高耐食化する化成処理の新規開発指針を提案した。

我们通过使用含有金属离子的水溶液作为抑制剂的化学转化处理，成功地使铝合金具有高耐腐蚀性。经过化学转化处理的铝合金显示出优异的耐腐蚀性，但在高温和高氯离子浓度等恶劣腐蚀环境下，明显会发生由某些金属间化合物引起的局部腐蚀。因此，我们致力于开发一种技术，通过溶解并除去化学转化处理过程中成为腐蚀起点的金属间化合物，使腐蚀起点变得无害。其结果发现，通过使用含有金属离子抑制剂的酸性水溶液进行化学转化处理，能够在化学转化处理中除去成为腐蚀起点的金属间化合物。此外，发现通过在化学转化处理之前使用碱性水溶液进行预处理，可以在短时间内有效地从铝表面除去金属间化合物。此外，我们还致力于开发一种使用比传统金属离子抑制剂对环境影响更低的抑制剂溶解和去除金属间化合物的技术。研究人员发现，通过用碱性水溶液进行预处理，然后用含有钼酸等抑制剂的酸性水溶液进行化学转化处理，与传统的化学转化处理方法相比，可以赋予优异的耐腐蚀性，同时减少对环境的影响。在这项研究中，我们通过采用化学转化处理过程中溶解和去除腐蚀起点的新思路，成功地提高了铝合金的耐腐蚀性能。通过使用本研究开发的化学转化处理方法，即使在高温和高氯离子浓度的环境下，也可以赋予铝合金优异的耐腐蚀性，而不会降低其机械性能。我们还成功地使用化学转化处理溶液使铝合金具有高耐腐蚀性，该溶液对环境的影响比传统方法更低。此外，我们阐明了本研究开发的化学转化处理方法实现高耐腐蚀性的机理，并提出了化学转化处理提高铝合金耐腐蚀性的新发展指南。