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

Co-W及相关材料的Cr扩散阻挡层的开发

• 批准号: 22K04769
• 负责人: 佐伯 功
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Muroran Institute of Technology
• 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-22K04769/
• 关键词: 無電解めっき; コーティング粉末; Coめっき; Co－W合金めっき; 電気めっき; 熱酸化; 拡散バリア; Cr揮発; SOFC

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．

申请人发现，当电镀后在不锈钢上加热Co-W合金时，会形成多层氧化物，并且在中心形成CoWO 4 层，发现其起到Cr离子扩散阻挡层的作用并防止挥发。有害的 Cr6+。该涂层旨在应用于存在 Cr 挥发问题的固体氧化物燃料电池 (SOFC) 互连件和焚烧炉，但对于 Co-W 涂层不适合的待镀材料和细粉末，建议采用电镀。很难申请。本研究重点开发以Co-W为起点的系统和工艺，例如表现出类似Cr离子扩散阻挡性能的Co-W二元系统以外的系统，以及可应用于粉末的Co-W化学镀方法我们的目标是在社会中实施 Co-W 涂层系列。为了实现这一目标，有必要澄清纯科学问题，例如合金的电解和化学沉积机制，以及合金氧化的热力学和动力学，目的是促进同步探索。研究启动顺利，按照原计划，我们在2022年进行了两项重大研究，每一项都按计划进行。