Production of high-entropy alloy thin films by nano-encapsulated electrodeposition

纳米封装电沉积制备高熵合金薄膜

基本信息

批准号：
22K18887
负责人：
深見一弘
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

初年度となる本年度は，ハイエントロピー合金やミディアムエントロピー合金の薄膜を電析できる一般的な手法の確立を目標に研究を進めた。これまでにwater-in-oil型エマルションを用いて，水滴内に金属イオンを閉じ込めるナノカプセル電析によりCoNiCuミディアムエントロピー合金の電析が可能であることを明らかにしているが，その析出物は表面が荒く，実用的でない。そこで，water-in-oil型エマルションを用いた電析に適した添加剤の開拓を進めた。本研究では油相に1,2-ジクロロエタンを用いており，これに最適な乳化剤（界面活性剤）を調査した。その結果，Aerosol OT（AOT）が最もエマルションの安定化に寄与することが明らかとなった。次に水相の添加剤の探索を進めた。電析物の組成を等原子比率に近づけるため，電析が拡散率速で進行することが好ましいと考え，水相に増粘剤としてグリセロールを添加した。その結果，電析物の組成がより等原子比率に近づくことが分かった。これら2つの添加剤を用いることで，超平滑なCoNiCuミディアムエントロピー合金の電析に成功した。次に，より実用的なハイエントロピー合金やミディアムエントロピー合金の電析を目指し，機械特性に優れるとの多数の報告があるCrCoNiミディアムエントロピー合金の電析に挑戦した。通常，Cr(III)イオンを原料とした金属Cr電析では結晶性ではなくアモルファスの電析物が得られることが知られていた。そのため，単純にwater-in-oil型エマルションを用いるだけではCrCoNiミディアムエントロピー合金は得られない。そこで，油相をイオン液体に変更して電析したところ，結晶性のCrCoNiミディアムエントロピー合金の電析に成功した。

今年，第一年，我们进行了研究，目的是建立一种通用方法，该方法可以沉积高渗透合金和中型合金的薄膜。到目前为止，已经使用水中的水乳液来揭示锥形中熵合金的电穿孔可以通过纳米胶囊电穿孔来实现，从而使水滴中的金属离子捕获金属离子，但是沉积物的表面粗糙且不实用。因此，我们一直在开发适合使用油乳液的电沉积的添加剂。在这项研究中，使用1,2-二氯乙烷进行石油阶段，并研究了乳化剂（表面活性剂）。结果，发现气溶胶OT（AOT）对乳液的稳定作用最大。接下来，我们继续为水相寻找添加剂。为了使电气的组成更接近同子比率，人们认为电解是可以以扩散速率进行的，因此将甘油添加到水相中作为增稠剂。结果，发现电代码的组成接近同子比率。通过使用这两种添加剂，我们已经成功使用电穿孔的超平滑圆锥圆锥体熵合金。接下来，我们的目的是进行高渗透合金和中型合金的更实用的电沉积，并试图进行CRCONI中等渗透合金的电沉积，据报道这些合金具有出色的机械性能。众所周知，使用Cr（III）离子作为起始材料的金属CR电沉积通常会产生无定形的电沉淀而不是结晶。因此，简单地使用油中的乳液不能提供CRCONI介质熵合金。因此，当油相更改为离子液体并进行电解时，将晶体CRCONI介质熵合金成功进行电解。