研究者詳細

顔写真

アカオ　ノボル
赤尾　昇
Noboru Akao
所属
大学院工学研究科　マテリアル・開発系　共通ＳＥＡＲＭＳ室
職名
助手
学位

  • 工学修士 （東北大学）

学歴 4

  • 東北大学　工学研究科　金属工学

    ～ 1990年

  • 東北大学

    ～ 1990年

  • 東北大学　工学部　金属工学

    ～ 1988年

  • 東北大学

    ～ 1988年

委員歴 2

  • 腐食防食協会　編集委員

    2005年 ～

  • 腐食防食協会　編集委員

    2005年 ～

所属学協会 1

  • 日本金属学会

研究分野 3

  • ナノテク・材料 / 薄膜、表面界面物性 /

  • ナノテク・材料 / 複合材料、界面 /

  • ナノテク・材料 / 材料加工、組織制御 /

論文 18

  1. A Combinatrial Screening Method for Corrosion Research Using Ion-Beam-Deposited Thin-Film Alloys and Microelectrochemical Measurements 査読有り

    Izumi Muto, Tetsuji Kaneko, Noboru Akao, Nobuyoshi Hara

    Materials Transactions　50　(7)　1894-1897　2009年7月1日

    DOI： 10.2320/matertrans.M2009130 　

  2. Pinhole Defect Density of CrNx Thin Films Formed by Ion-Beam-Enhanced Deposition on Stainless Steel Substrates 査読有り

    Hiroshi Goto, Noboru Akao, Nobuyoshi Hara, Katsuhisa Sugimoto

    Journal of the Electrochemical Society　154　(4)　C189-C194　2007年4月15日

    DOI： 10.1149/1.2433041 　

  3. Formation and breakdown of surface films on magnesium and its alloys in aqueous solutions 査読有り

    Nobuyoshi Hara, Yasuhiro Kobayashi, Daisuke Kagaya, Noboru Akao

    Corrosion Science　49　166-175　2007年1月1日

    DOI： 10.1016/j.corsci.2006.05.033 　

  4. アルカリ性水溶液を含む圧縮ベントナイト中での炭素鋼の耐食性に及ぼす微量合金元素の影響 査読有り

    小池 充, 広谷卓也, 赤尾 昇, 原 信義, 杉本克久

    材料と環境　55　(10)　445-451　2006年10月1日

    出版者・発行元： Japan Society of Corrosion Engineering

    DOI： 10.3323/jcorr.55.445 　

    ISSN：0917-0480

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    高レベル放射性廃棄物の地層処分に使用されるオーバーパック容器の材料としては, 炭素鋼が最も有力な候補であると考えられている. 本研究では, 地層処分環境における炭素鋼の耐食性に及ぼす合金元素の効果を明らかにすることを目的として, pH 8からpH 13までの塩化物含有アルカリ性模擬ベントナイト接触水を含む圧縮ベントナイト中で市販の炭素鋼および各種合金元素を1種類含む低合金鋼9種類の腐食試験を行った. その結果, pH 8から12の溶液を含む圧縮ベントナイト中で最も耐食性を向上させる合金元素はNiであることが分かった. 次いで良いのはAlであった. Ti, Cr, Si, Cu, Nbの添加はごくわずか耐食性を向上させた. 逆に, Moの添加は耐食性を低下させた. pH 13ではMoおよびSi添加鋼を除くいずれの試料も不働態化し, 合金元素の種類による耐食性の違いは小さかった. いずれの試料についてもpH 8から12の環境中では腐食生成物層としてFeCO3層の生成が認められた.

  5. Ellipsometric Analysis of Growth Process of Oxidation Films on Magnesium and its Alloys in Neutral Aqueous Solutions”, Passivation of Metals and Semiconductors, and the Properties of Thin Oxide Layers 査読有り

    N. Hara, D. Kagaya, N. Akao

    Passivation of Metals and Semiconductors, and the Properties of Thin Oxide Layers　217-223　2006年4月1日

    DOI： 10.1016/B978-044452224-5/50036-6 　

  6. Electrochemical Properties of Fe-Cr-Mo Alloys and Fe2O3-Cr2O3-MoO2 Artificial Passivation Films in 1M HCl 招待有り 査読有り

    K. Sugimoto, M. Saito, N. Akao, N. Hara

    Passivation of Metals and Semiconductors, and the Properties of Thin Oxide Layers　3-8　2006年4月1日

    DOI： 10.1016/B978-044452224-5/50001-9 　

  7. Al2O3-Ta2O5-ZrO2 Thin Films Having High Corrosion Resistance to Strong Acid and Alkali Solutions 査読有り

    Shinji Katayama, Noboru Akao, Nobuyoshi Hara, Katsuhisa Sugimoto

    Journal of the Electrochemical Society　152　(8)　B286-B290　2005年8月

    DOI： 10.1149/1.1945607 　

  8. In Situ Ellipsometry Analysis on Formation Process of Al2O3-Ta2O5 Films in Ion Beam Sputter Deposition 査読有り

    Tetsuji. Kaneko, Noboru Akao, Nobuyoshi Hara, Katsuhisa Sugimoto

    Journal of the Electrochemical Society　152　(4)　B133-B139　2005年4月

    DOI： 10.1149/1.1861173 　

  9. Electrochemical Properties of Fe2O3-Cr2O3 Thin Films and Pitting Behavior of Fe-Cr Alloys in Neutral NaCl Solutions 査読有り

    K. Sugimoto, Y. Ohya, N. Akao, N. Hara

    Pits and Pores III: Formation, Properties, and Significance for Advanced Materials　194-204　2004年4月1日

  10. Al2O3-Ta2O5-ZrO2 thin films having high corrosion resistance to strong acid and alkali solutions 査読有り

    K Sugimoto, S Katayama, N Akao, N Hara

    SURFACE OXIDE FILMS　2003　(25)　192-201　2004年

  11. Self-healing Corrosion Protection Ability of Composition-Gradient Al2O3•Nb Nanocomposite Thin Films 査読有り

    Mika Yasuda, Noboru Akao, Nobuyoshi Hara, Katsuhisa Sugimoto

    Journal of the Electrochemical Society　150　(10)　B481-B487　2003年10月

    DOI： 10.1149/1.1604787 　

  12. Corrosion and Electrochemical Properties of Sn-8%Zn Alloy-Coated Steel in Methanol Containing H2O, NaCl and HCOOH 査読有り

    Rie Umebayashi, Noboru Akao, Nobuyoshi Hara, Katsuhisa Sugimoto

    Journal of the Electrochememical Society　150　(7)　B295-B302　2003年7月

    DOI： 10.1149/1.1574808 　

  13. Deposition Condition and Pinhole Defect Density of CrNx (1>x>0) Thin Films Formed by Ion-Beam-Enhanced Deposition 査読有り

    Hirotsugu Kondo, Noboru Akao, Nobuyoshi Hara, Katsuhisa Sugimoto

    Journal of The Electrochemical Society　150　(2)　B60-B67　2003年2月

    DOI： 10.1149/1.1536993 　

  14. 高レベル放射性廃棄物処分容器用炭素鋼の耐食性に及ぼす微量合金元素添加の効果 査読有り

    対馬 卓, 鈴木基彦, 赤尾 昇, 原 信義, 杉本克久

    材料と環境　52　(2)　92-101　2003年2月

    出版者・発行元： 腐食防食協会

    DOI： 10.3323/jcorr1991.52.92 　

    ISSN：0917-0480

  15. Corrosion resistance of tungsten and tungsten alloys for spallation target in stagnant and flowing water 査読有り

    N Noji, K Kashiwagura, N Akao, S Soma, N Hara, K Sugimoto

    JOURNAL OF THE JAPAN INSTITUTE OF METALS　66　(11)　1107-1115　2002年11月

    ISSN：0021-4876

    eISSN：1880-6880

  16. Histrical understanding of acid chloride passivity breakdown on Fe-Cr alloys and new insight derived from artificial passivation film experiments 査読有り

    K Sugimoto, M Son, Y Ohya, N Akao, H Hara

    CORROSION SCIENCE: A RETROSPECTIVE AND CURRENT STATUS IN HONOR OF ROBERT P FRANKENTHAL　2002　(13)　289-298　2002年

  17. Ag・YSZ複合薄膜電極を用いるYSZ酸素センサ-の動作特性 査読有り

    宇佐美 徹, 赤尾 昇, 原 信義, 杉本 克久

    日本金属学会誌　65　(10)　916-921　2001年10月

    出版者・発行元： 日本金属学会

    DOI： 10.2320/jinstmet1952.65.10_916 　

    ISSN：0021-4876

  18. 自己修復性防食機能を有するAl2O3・Nb2O5複合皮膜 査読有り

    下西 正太, 赤尾 昇, 原 信義, 杉本 克久

    材料と環境　49　(8)　500-507　2000年8月

    DOI： 10.3323/jcorr1991.49.500 　

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MISC 55

  1. Development of resistant materials to beam impact and radiation damage

    Masayoshi Kawai, Hiroyuki Kokawa, Hiroshi Okamura, Akira Kawasaki, Tsutomu Yamamura, Nobuyoshi Hara, Noboru Akao, Masatoshi Futakawa, Kenji Kikuchi

    Journal of Nuclear Materials　356　(1-3)　16-26　2006年

    DOI： 10.1016/j.jnucmat.2006.05.021 　

  2. IBSD法で形成したZnO薄膜の耐食性と電気化学的性質

    小池 充, 赤尾 昇, 原 信義, 杉本 克久

    材料とプロセス : 日本鉄鋼協会講演論文集 = Current advances in materials and processes : report of the ISIJ meeting　17　(6)　1155-1155　2004年9月1日

    ISSN： 0914-6628

  3. チタンの大気酸化皮膜の模擬ベントナイト接触水中における変質

    渋谷 英雄, 高橋 次元, 赤尾 昇, 原 信義, 杉本 克久

    材料と環境　53　(7)　372-381　2004年

    出版者・発行元： Japan Society of Corrosion Engineering

    DOI： 10.3323/jcorr1991.53.372 　

    ISSN： 0917-0480

  4. Degradation of air-formed films on titanium in simulated solution of bentonite contact water

    Hideo Shibuya, Jigen Takahashi, Noboru Akao, Nobuyoshi Hara, Katsuhisa Sugimoto

    Zairyo to Kankyo/ Corrosion Engineering　53　(7)　372-381　2004年

    出版者・発行元： Japan Society of Corrosion Engineering

    DOI： 10.3323/jcorr1991.53.372 　

    ISSN： 0917-0480

  5. イオンビームスパッタ蒸着法で形成したZnO薄膜の電気化学的性質

    小池 充, 赤尾 昇, 原 信義, 杉本 克久

    材料とプロセス : 日本鉄鋼協会講演論文集 = Current advances in materials and processes : report of the ISIJ meeting　16　(6)　1254-1257　2003年9月1日

    ISSN： 0914-6628

  6. 高精細エッチングのためのフォトレジストとインバー合金の密着性の電気化学的評価

    江連 哲也, 赤尾 昇, 原 信義, 杉本 克久

    材料と環境　52　(5)　267-274　2003年

    出版者・発行元： Japan Society of Corrosion Engineering

    DOI： 10.3323/jcorr1991.52.267 　

    ISSN： 0917-0480

  7. Electrochemical evaluation of adhesion between photoresist and invar alloy for fine etching

    Tetsuya Ezure, Noboru Akao, Nobuyoshi Hara, Katsuhisa Sugimoto

    Zairyo to Kankyo/ Corrosion Engineering　52　(5)　267-274　2003年

    出版者・発行元： Japan Society of Corrosion Engineering

    DOI： 10.3323/jcorr1991.52.267 　

    ISSN： 0917-0480

  8. Corrosion and its mechanism of Al-10% Si alloy-coated steel in methanol containing H2O, NaCl, and HCOOH

    R Umebayashi, N Akao, N Hara, K Sugimoto

    JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY　149　(3)　B75-B83　2002年3月

    DOI： 10.1149/1.1447943 　

    ISSN： 0013-4651

  9. メタノ-ル燃料環境中におけるアルミニウムの腐食とその機構

    梅林理江, 赤尾 昇, 原 信義, 杉本克久

    材料と環境　51　(8)　343-349　2002年

    出版者・発行元： Japan Society of Corrosion Engineering

    DOI： 10.3323/jcorr1991.51.343 　

    ISSN： 0917-0480

  10. 核破砕ターゲット用タングステンおよびタングステン合金の静止および高流速水中での耐食性

    野路 典昭, 柏倉 佳介, 赤尾 昇, 相馬 才晃, 原 信義, 杉本 克久

    日本金属学会誌　66　(11)　1107-1115　2002年

    出版者・発行元： Japan Institute of Metals (JIM)

    DOI： 10.2320/jinstmet1952.66.11_1107 　

    ISSN： 0021-4876

  11. Corrosion and its mechanism of aluminum in methanol environment

    Rie Umebayashi, Noboru Akao, Nobuyoshi Hara, Katsuhisa Sugimoto

    Zairyo to Kankyo/ Corrosion Engineering　51　(8)　343-349　2002年

    出版者・発行元： Japan Society of Corrosion Engineering

    DOI： 10.3323/jcorr1991.51.343 　

    ISSN： 0917-0480

  12. Corrosion resistance of tungsten and tungsten alloys for spallation target in stagnant and flowing water

    Noriaki Noji, Keisuke Kashiwagura, Noboru Akao, Saiko Soma, Nobuyoshi Hara, Katsuhisa Sugimoto

    Nippon Kinzoku Gakkaishi/Journal of the Japan Institute of Metals　66　(11)　1107-1115　2002年

    出版者・発行元： Japan Institute of Metals (JIM)

    DOI： 10.2320/jinstmet1952.66.11_1107 　

    ISSN： 0021-4876

  13. Corrosion and Electrochemical Characteristics of NiO-Cr2O3-Fe2O3 Artificial Passivation Films Formed by MOCVD

    Mamoru Ishida, Noboru Akao, Nobuyoshi Hara, Katsuhisa Sugimoto

    Passivity of Metals and Semiconductors　305-312　2001年

  14. Electrochemical Charcteristics of Fe-Cr Stainless Steel Films prepared by Ion-Beam-Sputter and Ion-Beam-Assisted Deposition Methods

    N.Akao, H.Chujo, N.Hara, K.Sugimoto

    Passivity of Metals and Semiconductors　828-833　2001年

  15. Corrosion and Electrochemical Characteristics of NiO-Cr2O3-Fe2O3 Artificial Passivation Films Formed by MOCVD

    Mamoru Ishida, Noboru Akao, Nobuyoshi Hara, Katsuhisa Sugimoto

    Passivity of Metals and Semiconductors　305-312　2001年

  16. Electrochemical Charcteristics of Fe-Cr Stainless Steel Films prepared by Ion-Beam-Sputter and Ion-Beam-Assisted Deposition Methods

    N.Akao, H.Chujo, N.Hara, K.Sugimoto

    Passivity of Metals and Semiconductors　828-833　2001年

  17. Electrochemical ellipsometry study on corrosion resistance of Fe2O3-Cr2O3-MxOy (M : valve metals and Si) artificial passivation films in acid solutions

    K Sugimoto, M Son, N Akao, N Hara

    STATE-OF-THE ART APPLICATION OF SURFACE AND INTERFACE ANALYSIS METHODS TO ENVIRONMENTAL MATERIALS INTERACTIONS: IN HONOR OF JAMES E. CASTLE'S 65TH YEAR, PROCEEDINGS　2001　(5)　215-223　2001年

  18. Development of wide range EIS capacitor pH sensor using corrosion- resistant Al2O3-Ta2O5 and Al2O3-ZrO2 thin films as insulator layer

    K Sugimoto, S Yoshida, N Akao, N Hara

    CORROSION AND CORROSION PROTECTION　2001　(22)　714-721　2001年

  19. Electrochemical and corrosion properties of Fe2O3-Cr2O3-MoO2 artificial passivation films in HCl solutions

    M Son, N Akao, N Hara, K Sugimoto

    JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY　148　(1)　B43-B50　2001年1月

    DOI： 10.1149/1.1344531 　

    ISSN： 0013-4651

  20. Electrochemical Properties of Fe2O3-Cr2O3-MoO2 Artificial Passivation Films in HCl Solutions

    Katsuhisa Sugimoto, Myungsook Son, Noboru Akao, Nobuyoshi Hara

    Oxide Films (Proceedings of the Symposium on Oxide Films)　12-23　2000年

  21. Electrochemical Properties of Fe2O3-Cr2O3 Artificial Passivation Films in a HCl Solution

    Katsuhisa Sugimoto, Myungsook Son, Noboru Akao, Nobuyoshi Hara

    Pits and Pores II (Proceedings of the Symposium on Pits and Pores II)　155-161　2000年

  22. イオンビ-ムスパッタおよびイオンビ-ムアシスト堆積法で形成したFe薄膜の耐食性

    金子 哲治, 赤尾 昇, 原 信義, 杉本 克久

    材料と環境　49　(5)　301-306　2000年

    出版者・発行元： Japan Soc of Corrosion Engineering

    DOI： 10.3323/jcorr1991.49.301 　

    ISSN： 0917-0480

  23. Electrochemical Properties of Fe2O3-Cr2O3-MoO2 Artificial Passivation Films in HCl Solutions

    Katsuhisa Sugimoto, Myungsook Son, Noboru Akao, Nobuyoshi Hara

    Oxide Films (Proceedings of the Symposium on Oxide Films)　12-23　2000年

  24. Electrochemical Properties of Fe2O3-Cr2O3 Artificial Passivation Films in a HCl Solution

    Katsuhisa Sugimoto, Myungsook Son, Noboru Akao, Nobuyoshi Hara

    Pits and Pores II (Proceedings of the Symposium on Pits and Pores II)　155-161　2000年

  25. Corrosion resistance of iron thin films prepared by ion-beam-sputter and ion-beam-assisted deposition

    Tetsuji Kaneko, Noboru Akao, Nobuyoshi Hara, Katsuhisa Sugimoto

    Zairyo to Kankyo/ Corrosion Engineering　49　(5)　301-306　2000年

    出版者・発行元： Japan Soc of Corrosion Engineering

    DOI： 10.3323/jcorr1991.49.301 　

    ISSN： 0917-0480

  26. Formation of Al2O3-Ta2O5 double-oxide thin films by low-pressure MOCVD and evaluation of their corrosion resistances in acid and alkali solutions

    N Hara, S Nagata, N Akao, K Sugimoto

    JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY　146　(2)　510-516　1999年2月

    DOI： 10.1149/1.1391636 　

    ISSN： 0013-4651

  27. イオンビ-ムエンハンスト堆積法で形成したCrN薄膜の電気化学的性質

    水野 大輔, 赤尾 昇, 原 信義, 杉本 克久

    材料と環境　48　(9)　589-596　1999年

    出版者・発行元： Japan Soc of Corrosion Engineering

    DOI： 10.3323/jcorr1991.48.589 　

    ISSN： 0917-0480

  28. Electrochemical characteristics of CrN thin films prepared by ion-beam-enhanced deposition

    Daisuke Mizuno, Noboru Akao, Nobuyoshi Hara, Katsuhisa Sugimoto

    Zairyo to Kankyo/ Corrosion Engineering　48　(9)　589-596　1999年

    出版者・発行元： Japan Soc of Corrosion Engineering

    DOI： 10.3323/jcorr1991.48.589 　

    ISSN： 0917-0480

  29. Electrochemical characteristics of Fe-Cr alloy thin films prepared by ion-beam-sputter deposition

    N Iwamoto, H Chujo, N Akao, N Hara, K Sugimoto

    JOURNAL OF THE JAPAN INSTITUTE OF METALS　62　(10)　877-886　1998年10月

    DOI： 10.2320/jinstmet1952.62.10_877 　

    ISSN： 0021-4876

    eISSN： 1880-6880

  30. Comparison of corrosion resistances between Fe2O3-TiO2 artificial passivation film and passivation film on Fe-Ti alloy

    H Kim, N Akao, N Hara, K Sugimoto

    JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY　145　(8)　2818-2826　1998年8月

    DOI： 10.1149/1.1838720 　

    ISSN： 0013-4651

  31. CF4/O2混合ガスプラズマ下流域における各種金属および合金の腐食

    大槻 英二, 中藤 淳, 赤尾 昇, 原 信義, 宮坂 松甫, 杉本 克久

    材料と環境　47　(2)　136-145　1998年

    出版者・発行元： Japan Society of Corrosion Engineering

    DOI： 10.3323/jcorr1991.47.136 　

    ISSN： 0917-0480

  32. 高温高圧水型固体電解質型電極の開発

    藤木 泰史, 相馬 才晃, 赤尾 昇, 原 信義, 杉本 克久

    材料と環境　47　(8)　528-533　1998年

    出版者・発行元： Japan Society of Corrosion Engineering

    DOI： 10.3323/jcorr1991.47.528 　

    ISSN： 0917-0480

  33. イオンビ-ムスパッタ蒸着法により形成したFe-Cr合金薄膜の電気化学的性質

    岩本 直樹, 中條 宏紀, 赤尾 昇, 原 信義, 杉本 克久

    日本金属学会誌　62　(10)　877-886　1998年

    出版者・発行元： Japan Institute of Metals (JIM)

    DOI： 10.2320/jinstmet1952.62.10_877 　

    ISSN： 0021-4876

  34. Corrosion behavior of metals and alloys in downstream environment of microwave plasma with CF4/O2 gas mixture

    Eiji Ohtsuki, Atsushi Nakafuji, Noboru Akao, Nobuyoshi Kara, Matsuho Miyasaka, Katsuhisa Sugimoto

    Zairyo to Kankyo/ Corrosion Engineering　47　(2)　136-145　1998年

    出版者・発行元： Japan Society of Corrosion Engineering

    DOI： 10.3323/jcorr1991.47.136 　

    ISSN： 0917-0480

  35. Development of solid electrolyte reference electrode for high temperature water system

    Yasufumi Fujiki, Saikou Souma, Noboru Akao, Nobuyoshi Hara, Katsuhisa Sugimoto

    Zairyo to Kankyo/ Corrosion Engineering　47　(8)　528-533　1998年

    出版者・発行元： Japan Society of Corrosion Engineering

    DOI： 10.3323/jcorr1991.47.528 　

    ISSN： 0917-0480

  36. Formation of Al2O3-ZrO2 Double Oxide Thin Films and Evaluation of their Corrosion Resistance

    E.Takahashi, N.Akao, N.Hara, K.Sugimoto

    Organic and Inorganic Coationgs for Corrosion Prevention - Research and Experiences　299-312　1997年

  37. 磁気抵抗素子用合金多層膜の水溶液環境腐食

    石田 央, 赤尾 昇, 原 信義, 杉本 克久, 藤井 重男

    日本金属学会誌　61　(1)　64-70　1997年

    出版者・発行元： Japan Institute of Metals (JIM)

    DOI： 10.2320/jinstmet1952.61.1_64 　

    ISSN： 0021-4876

  38. EIS構造キャパシタを利用した高腐食性環境用pHセンサの試作

    田村 史彦, 赤尾 昇, 原 信義, 杉本 克久

    材料と環境　46　(4)　243-250　1997年

    出版者・発行元： Japan Society of Corrosion Engineering

    DOI： 10.3323/jcorr1991.46.243 　

    ISSN： 0917-0480

  39. Formation of Al2O3-ZrO2 Double Oxide Thin Films and Evaluation of their Corrosion Resistance

    E.Takahashi, N.Akao, N.Hara, K.Sugimoto

    Organic and Inorganic Coationgs for Corrosion Prevention - Research and Experiences　299-312　1997年

  40. Corrosion of multilayers used for magnetoresistive head in aqueous solution environment

    M Ishida, N Akao, N Hara, K Sugimoto, S Fujii

    JOURNAL OF THE JAPAN INSTITUTE OF METALS　61　(1)　64-70　1997年1月

    DOI： 10.2320/jinstmet1952.61.1_64 　

    ISSN： 0021-4876

    eISSN： 1880-6880

  41. Development of EIS capacitor pH sensor for highly corrosive environment

    Fumihiko Tamura, Noboru Akao, Nobuyoshi Hara, Katsuhisa Sugimoto

    Zairyo to Kankyo/ Corrosion Engineering　46　(4)　243-250　1997年

    出版者・発行元： Japan Society of Corrosion Engineering

    DOI： 10.3323/jcorr1991.46.243 　

    ISSN： 0917-0480

  42. Ellipsometric analysis of relationship between formation condition and corrosion resistance of CVD-ZrO2 thin films

    T Kubota, N Akao, N Hara, K Sugimoto

    JOURNAL OF THE JAPAN INSTITUTE OF METALS　60　(10)　980-987　1996年10月

    DOI： 10.2320/jinstmet1952.60.10_980 　

    ISSN： 0021-4876

    eISSN： 1880-6880

  43. Formation of Fe2O3-TiO2 thin oxide films by low pressure MOCVD and evaluation of their corrosion resistance

    H Kim, N Akao, N Hara, K Sugimoto

    JOURNAL OF THE JAPAN INSTITUTE OF METALS　60　(6)　600-606　1996年6月

    DOI： 10.2320/jinstmet1952.60.6_600 　

    ISSN： 0021-4876

    eISSN： 1880-6880

  44. Corrosion resistance of Fe2O3-TiO2 thin films prepared by low pressure MOCVD

    K Sugimoto, H Kim, N Akao, N Hara

    PROCEEDINGS OF THE SYMPOSIUM ON SURFACE OXIDE FILMS　96　(18)　194-205　1996年

  45. 減圧MOCVD法によるFe2OR3-#NTiO#D2系酸化物薄膜の合成と耐食性の評価

    金 顯洙, 赤尾 昇, 原 信義, 杉本 克久

    日本金属学会誌　60　(6)　600-606　1996年

    出版者・発行元： Japan Institute of Metals (JIM)

    DOI： 10.2320/jinstmet1952.60.6_600 　

    ISSN： 0021-4876

  46. CVD-ZrO2薄膜の形成条件と耐食性の関係のエリプソメトリ-による解析

    窪田 壮男, 赤尾 昇, 原 信義, 杉本 克久

    日本金属学会誌　60　(10)　980-987　1996年

    出版者・発行元： Japan Institute of Metals (JIM)

    DOI： 10.2320/jinstmet1952.60.10_980 　

    ISSN： 0021-4876

  47. Corrosion Resistance of Fe2O3-TiO2 Thin Films Prepared by Low Pressure MOCVD

    K.Sugimoto, H.Kim, N.Akao, N.Hara

    Surface Oxide Films (Proceedings of the Symposium on Surface Oxide Films)　195-204　1996年

  48. CORROSION BEHAVIOR OF TBFECO MAGNETOOPTICAL RECORDING FILMS WITH PROTECTION COATING IN AQUEOUS ENVIRONMENT

    N AKAO, E SHIMIZU, K SUGIMOTO

    JOURNAL OF THE JAPAN INSTITUTE OF METALS　59　(8)　840-845　1995年8月

    DOI： 10.2320/jinstmet1952.59.8_840 　

    ISSN： 0021-4876

    eISSN： 1880-6880

  49. 保護被覆付TbFeCo光磁気記録膜の水溶液環境中における腐食挙動

    赤尾 昇, 清水 栄二, 杉本 克久

    日本金属学会誌　59　(8)　840-845　1995年

    出版者・発行元： Japan Inst of Metals

    DOI： 10.2320/jinstmet1952.59.8_840 　

    ISSN： 0021-4876

  50. THE INFLUENCE OF CO CONTENT ON THE CORROSION-RESISTANCE OF SPUTTER-DEPOSITED TBFECO THIN-FILMS IN AQUEOUS ENVIRONMENTS

    N AKAO, T KATO, T SASAKI, K SUGIMOTO

    JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY　141　(5)　1199-1205　1994年5月

    DOI： 10.1149/1.2054896 　

    ISSN： 0013-4651

  51. INFLUENCE OF DY CONTENT ON AQUEOUS CORROSION OF TBDYFECO MAGNETOOPTICAL RECORDING FILMS

    N AKAO, T MATSUDA, K SUGIMOTO

    JOURNAL OF THE JAPAN INSTITUTE OF METALS　58　(3)　309-317　1994年3月

    DOI： 10.2320/jinstmet1952.58.3_309 　

    ISSN： 0021-4876

    eISSN： 1880-6880

  52. TbDyFeCo光磁気記録膜の水溶液腐食に及ぼすDy含有量の影響

    赤尾 昇, 松田 孝順, 杉本 克久

    日本金属学会誌　58　(3)　309-317　1994年

    出版者・発行元： Japan Inst of Metals

    DOI： 10.2320/jinstmet1952.58.3_309 　

    ISSN： 0021-4876

  53. ANODIC POLARIZATION BEHAVIOR AND SURFACE-FILMS OF CVD-SIC IN AQUEOUS-SOLUTIONS

    D TANAKA, N AKAO, N HARA, K SUGIMOTO

    JOURNAL OF THE JAPAN INSTITUTE OF METALS　57　(10)　1166-1173　1993年10月

    DOI： 10.2320/jinstmet1952.57.10_1166 　

    ISSN： 0021-4876

    eISSN： 1880-6880

  54. 水溶液中におけるCVD-SiCのアノ-ド分極挙動と表面皮膜

    田中 大輔, 赤尾 昇, 原 信義, 杉本 克久

    日本金属学会報　57　(10)　1166-1173　1993年

    DOI： 10.2320/jinstmet1952.57.10_1166 　

  55. CORROSION MECHANISM OF SPUTTER-DEPOSITED TBFE THIN-FILMS IN AQUEOUS ENVIRONMENT

    N AKAO, K SUGIMOTO

    JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY　139　(6)　1560-1565　1992年6月

    DOI： 10.1149/1.2069455 　

    ISSN： 0013-4651

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共同研究・競争的資金等の研究課題 23

  1. ステンレス鋼におけるＭｎＳ介在物起点の孔食発生機構の解明と高耐食化の新原理の創出

    原 信義, 武藤 泉, 菅原 優, 赤尾 昇

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関：Tohoku University

    2012年4月1日 ～ 2015年3月31日

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    ステンレス鋼の耐孔食性を改善するために，非金属介在物起点の孔食発生機構を解明し，高耐食化の新原理を創出した。MnSの溶解により生ずるチオ硫酸イオンが不均化反応により元素状イオウとなって鋼表面に析出し，このイオウと塩化物イオンの相乗作用によってMnS／鋼界面での脱不働態化と溝状溶解が起こり，深くなった溝内部でピットが発生すると，再不働態化せずに成長性孔食になることが判明した。この機構に基づき，高耐食化の新原理として，1%以下の微量のSn添加により，MnS／鋼界面の脱不働態化を抑制する方法などを考案した。

  2. 耐食鋼の省資源化を可能とする多成分系非金属介在物の電気化学的高耐食化原理の導出

    武藤 泉, 原 信義, 菅原 優, 赤尾 昇

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究機関：Tohoku University

    2011年 ～ 2012年

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    ミクロン・オーダーの視点から金属材料の腐食機構を解析するため、その場観察機能を備えたマイクロ電気化学システムを開発した。これをステンレス鋼のMnS介在物起点の孔食に適用したところ、孔食は介在物/鋼境界部の形成される溝状の溶解をきっかけとして生じることを明らかにした。さらに、介在物表面は、それを構成する金属の酸化皮膜で覆われており、その皮膜の耐食性向上が、金属材料の耐食性向上のポイントであることが分かった。

  3. 介在物の電気化学特性制御による鉄鋼材料への水素侵入防止技術の開発

    武藤 泉, 原 信義, 赤尾 昇, 菅原 優

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2010年 ～ 2012年

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    材料表面の微小領域からの水素侵入挙動を計測できるマイクロ水素透過セルを開発した。中性環境での炭素鋼への水素侵入挙動を解析した結果、水素侵入はMnS介在物を起点としていることが分かった。MnS介在物が存在する領域では、MnSの溶解により多量の水素が侵入する。これは、MnSの溶解で生成するHS-イオンが原因である。これに対し、Ti(C,N)介在物は、耐溶解性に優れ、MnSのような悪影響を示しにくいことが分かった。

  4. マグネシウムの新規表面処理法・CWDプロセスの開発

    原 信義, 武藤 泉, 赤尾 昇

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究機関：Tohoku University

    2010年 ～ 2011年

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    マグネシウム合金の高耐食化を実現するための新規表面処理プロセスとして, 乾湿繰り返し(Cyclic Wet-Dry ; CWD)プロセスを開発することを目的として, 処理溶液の探索, CWD条件の最適化, 耐食性を検討した。その結果, NaCl+ AlCl_3あるいはNa_2SO_4+ Al_2(SO_4)_3溶液から出発し, 高速, 多サイクルのCWD処理するとハイドロタルサイト(Mg_6Al_2(OH)_<16> CO_3・4H_2O)あるいはその硫酸イオン置換体が生成し, この皮膜は防食機能を発現することが分かった。

  5. マイクロドット蛍光イメージングプレートによる実在表面における不均一腐食の機構解析

    武藤 泉, 原 信義, 赤尾 昇

    2009年 ～ 2010年

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    本研究において新規に開発した蛍光イメージングプレートを用い、ステンレス鋼のすき間腐食発生過程における水素イオン濃度(pH)と塩化物イオン濃度の面分布をリアルタイム可視化分析した。試験片には、マンガンを添加したオーステナイト系ステンレス鋼(Fe-18Cr-10Ni-5.4Mn)を使用した。試験液としては、希硫酸でpHを3.0に調整した0.01M NaCl(298K)を用い、Ag/AgCl(3.33M KCl)電極基準で0.3Vに定電位分極を行った。イメージングプレートの外観を100秒ごとに光学顕微鏡で撮影し、その色調(RGB値)からpHおよび塩化物イオン濃度への換算を行った。定電位分極開始と共に、電流値は低下し、3000秒程経過した後に、すき間腐食の発生により徐々に増加することが分かった。水素イオン濃度(pH)は、最初の500秒程は変化が見られないが、その後徐々に低下し、pH2を下回ったところ(約1.8)でエッチピットが発生することが分かった。そして、このエッチピットの発生により、その周囲のpHが0.5程度まで直ちに低下し、すき間腐食がマクロ的に広がって行くことが解明された。一方、塩化物イオン濃度に関しては、すき間腐食が発生する前に顕著な濃度上昇は見られなかった。これは、Cl^-イオンがステンレス鋼から溶出したCr^<3+>イオンと錯イオンCrCl^<2+>を形成し、Cl^-イオンとしては高い濃度に到達しないためであると推察される。しかし、塩化物イオンを含まないpH3.0のNa_2SO_4を用いた場合には、すき間腐食は発生しなかったため、すき間腐食を引き起こすエッチピットの発生には0.O1M程度の塩化物イオン濃度の存在は不可欠であると推定される。また、同様の実験を窒素添加オーステナイト系ステンレス鋼(Fe-18Cr-10Ni-5.4Mn-0.28N)に対して実施した。その結果、すき間腐食の発生過程であるエッチピットは発生するものの、すき間腐食へ成長しないケースが多く見られた。窒素はすき間腐食発生過程であるエッチピットを再不働態化させる作用があるものと考えられる。

  6. ミクロおよびナノスケール表面設計・制御によるグリーンステンレス鋼の創製

    原 信義, 武藤 泉, 赤尾 昇

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関：Tohoku University

    2008年 ～ 2010年

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    ステンレス鋼表面のMnS介在物を除去すると同時にCr(III)カチオン分率X_<Cr>> 0. 8の不働態皮膜を形成できる表面処理法を開発することを目的として, MnS除去に関するマイクロ電気化学的解析と各種キレート溶液を用いMnS除去処理を検討した。その結果, クエン酸系の溶液を用い, 処理条件を最適化することより, SUS304鋼表面のMnSを短時間で除去することができ, 鋼の耐孔食性を大幅に改善できることが分かった。

  7. イオンビームスパッタ蒸着法による金属薄膜のナノトポロジーと耐食性

    赤尾 昇, 原 信義, 武藤 泉

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2007年 ～ 2008年

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    バルク材料のマクロ的な表面粗さと耐食性の関係と同様に, 薄膜材料であってもナノスケールオーダーで凹凸の小さいものは耐食性が良好であり, 凹凸の大きいものは耐食性が低く,作製方法ばかりではなく薄膜の表面形態により耐食性が変化すると考えられる. 本研究の目的は, 薄膜材料の耐食性に影響を与える組成や組織以外の因子を検討するために, ナノメータスケールで表面状態の異なる試料や組織の規定された試料をイオンビームスパッタ蒸着法もしくはイオンビームアシスト堆積法により作製し, 薄膜材料の微視的な表面性状や薄膜組織と耐食性の関係について定量的かつ系統的に検討することとした. 本研究では, 微視的に表面性状の異なる模擬試料を作製するために, デュアルイオンビームスパッタ蒸着装置を用いて, スパッタ蒸発させる被スパッタ粒子と, アシストイオンソースの物理的パラメータを変更することで各種の性状を有する試料を作製した. 作製した試料について, 薄膜の結晶構造・組織の評価, 薄膜表面および表面皮膜下における原子および化学種の化学結合状態の解析を行い, 不働態皮膜やその下の薄膜素地の原子および化学種の化学結合状態について検討した.

  8. 金属腐食反応のミクロ液性変化可視化による新高耐食化原理の導出

    武藤 泉, 原 信義, 赤尾 昇

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2006年 ～ 2008年

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    (1) 蛍光イメージングプレートの開発 水素イオンあるいは塩化物イオン濃度により蛍光強度が変化する蛍光試薬を、Si(OC_2H_5)_4(テトラエチルオルソシリケート)+エタノール+H_2SO_4を用いたゾルーゲル法によりガラス板の片面に固定した水素イオン濃度あるいは塩化物イオン濃度を検知可能な蛍光イメージングプレートを開発した。計測可能な水素イオン濃度はpH=0.5~3であり、塩化物イオン濃度は、pHの妨害を受けることなく0.01から4Mまで計測可能である。 (2) すき間腐食発生過程の液性変化その場解析 蛍光イメージングプレートをすき間形成材として、SUS304ステンレス鋼に腐食が発生する際の液性変化を計測した。その結果、すき間腐食は水素イオンが高い部分に生じる傾向があることが確認された。一方、塩化物イオン濃度も腐食が発生する位置に濃縮している傾向が見られた。また、腐食発生の発生に伴い塩化物イオン濃度の分布が大きく変化する傾向も観察された。これは、すき間内の電流分布変化の影響を受けた現象によるものと思われる。 (3) 介在物組成制御による高耐食化原理の導出 内径180μmのマイクロ電気化学プローブを用いて、MnSとCrSの電気化学的な特性を比較した結果、耐食が良好なCrS系介在物の表面にはアノード分極に伴い保護性の表面皮膜が形成されることが分かった。介在物に酸化物形成元素を積極的に固溶させることで、ステンレス鋼の高耐食化を達成できるという新しい高耐食化原理の導出に成功した。

  9. 太陽光照射により防食機能を自己再生する有機コーティングの創製

    武藤 泉, 原 信義, 赤尾 昇

    2006年 ～ 2007年

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    導電性ポリマーであるポリアニリンを用い、Fe-11Cr鋼の表面に酸化重合膜を形成し、乾湿繰り返し下での防食機構解析を実施。腐食試験用に屋外の気温と相対湿度の日変化を忠実に再現できる気象シミュレータを作製し、この中で塩化物イオン付着量を0.001〜1.0g/m^2の範囲で変化させた。膜が健全な部分では1.0g/m^2の塩化物イオン付着量でも、赤さび発生は見られないことから、膜自体の環境遮断機能は優れていることが分かった。膜欠陥部(クロスカット部)に関しては、研磨ままの試験片では塩化物イオン付着量0.001〜0.1g/m^2の条件で軽微な赤さび発生が見られたが、ポリアニリン酸化重合膜をコーティングした場合には赤さび発生が見られなかった。腐食試験後、クロスカットの周囲のみポリアニリンが変色していたことから、ポリアニリン膜と露出金属部との電気化学的なカップリングにより防食機能を示す可能が示唆された。しかし、塩化物イオン付着量1.0g/m^2の条件では、グロスカット部からポリアニリン膜/下地界面に塗膜下腐食が起こり、コーティング膜の剥離が生じた。乾湿が繰り時の電位変化を解析した結果、ポリアニリン酸化重合膜をコーティングした試験片は、乾湿繰り返し環境で、研磨ままの材料よりもやや貴な電位を示すことが分かった。塩化物イオン付着量が少なく孔食発生電位が低い際には、酸化体被覆により不働態化が促進される。しかし、塩化物イオン付着量が高く孔食発生電位が低下する環境では、酸化体の有する貴な電位が、皮膜欠陥部において、孔食を誘発する危険性があることが明らかになった。尚、厳しい腐食環境でのポリアニリンの塗膜下腐食を防止するため現在用いられているクロメート(SrCrO_4)について端面防錆機構をケルビンプローブで解析したところ鋼母地のアノードおよびカソード反応速度を抑制していることが分かった。

  10. メタノール燃料電池車の燃料タンクに利用可能な新しい高耐食性表面処理鋼板の開発

    赤尾 昇, 原 信義

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2003年 ～ 2004年

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    メタノール燃料電池車の燃料タンクに利用可能な新しい高耐食性表面処理鋼板の開発を目的として,不純物であるH_2O,NaCl,およびHCOOHを含むメタノール中において,溶融めっき法で作製したSn-8%Zn合金めっき鋼板の腐食挙動と腐食機構を調べた.0.1-30%H_2Oを含むメタノール中もしくは,0.1-30%H_2O+0.1%NaCl含むメタノール中では,めっき鋼板は高い耐食性を示した.これらの溶液中でのめっき鋼板の腐食速度は,0.66μg・m^<-2>・s^<-1>以下の値を示した.しかし,0.1-30%H_2O+0.1%HCOOHを含むメタノール中では,わずかに腐食し,めっき鋼板の腐食速度は2.4〜3.5μg・m^<-2>・s^<-1>の値を示した.0.1-30%H_2O+0.1%NaClを含むメタノール中におけるアノード及びカソード分極曲線測定の結果,めっき鋼板の腐食電位はZnのそれとほぼ一致し,めっき鋼板の孔食電位はSnのそれとほぼ一致した.0.1%H_2O+0.1%NaClを含むメタノール中における浸漬腐食試験後のめっき鋼板の表面皮膜についてオージェ電子分光分析(AES)とX線光電子分光分析(XPS)を行った結果,多量のZnの酸化物と水酸化物と極微量のSnの酸化物と水酸化物から皮膜が構成されていることが分かった.したがって,H_2OやNaClを含むメタノール中での溶融めっき法で作製したSn-8%Zn合金めっき鋼板の腐食機構は,めっき相中のZn相の選択溶解によると推察される.

  11. 超臨界水用圧力平衡型照合電極システムの試作

    原 信義, 赤尾 昇, 杉本 克久

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

    2002年 ～ 2004年

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    超臨界水酸化処理環境における金属材料の腐食機構を解明し,有効な防食対策を確立するために,この環境で使用可能な照合電極の開発が必要とされている。本研究では,温度500℃,圧力50MPaまでの超臨界水中で使用できる圧力平衡型照合電極(EPBRE)システムを開発,実用化することを目的として一連の検討を行い,以下のような成果を得た。 圧力平衡型外部照合電極の設計・製作:液絡部分を常温側に設置し,照合電極内部液を高圧送液ポンプによって試験溶液とは独立に供給する方式を採用した新しい照合電極を考案し,作製した。圧力平衡を確保し,かつ内部液と試験溶液とが互いに混合・漏出しにくい構造を工夫した。 熱液絡電位差の測定:純水,Na_2SO_4,HClおよびNaOH溶液の熱液絡電位(TLJP)を,内部Pt-水素電極を用いて500℃まで測定した。TLJPの温度による変化は電解質の種類によって異なることが分かった。Na_2SO_4およびKCl溶液のTLJPは濃度に依存しないことが分かった。得られたTLJPを用いて,EPBREによる実測の電位をSHE基準の値に換算するための校正式を求めた。 電気化学的分極曲線測定への応用:開発したEPBREを用いて,温度300〜500℃,圧力30〜50MPaのHCl,Na_2SO_4および1NaOH溶液中における18Cr-8Niステンレス鋼のアノード分極曲線を測定した。50mM Na_2SO_4溶液中では活性態,不働態,過不働態の各領域が見られ,これらの領域は温度の上昇と共に低電位側にシフトした。1mMHCl溶液中の亜臨界温度では孔食による電流の急上昇が現れたが,超臨界温度になると孔食よりも全面腐食(酸化)が支配的になった。また,400℃の各種溶液中の分極曲線より,この温度ではpHによる変化が明瞭に見られることなどが分かった。 以上の結果を総合して,超臨界水用圧力平衡型外部照合電極の実用化するために必要な電位校正データをデータベース化すると共に,使用条件などを明らかにした。

  12. 自己修復性防食機能を有する酸化物・金属ナノ構造薄膜の創製

    原 信義, 赤尾 昇, 杉本 克久

    2002年 ～ 2003年

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    酸化物と金属から成るナノラミネート薄膜および傾斜組成ナノコンポジット薄膜をイオンビームスパッタ蒸着法(IBS)法によって合成し,自己修復性防食機能を発現させることを目的として一連の検討を行い,以下のような成果を得た。 1.酸化物/金属ナノラミネート薄膜作製装置の開発:現有するデュアルイオンビームスパッタ蒸着装置に,ターゲットホルダーの回転によって酸化物と金属ターゲットを交互に切り替え機構を導入し,酸化物/金属ナノラミネート薄膜の作製が可能な装置に改造した。 2.Al_2O_3/Nbナノラミネート薄膜の作製:Al_2O_3およびNb層の厚さと層数を種々変えたAl_2O_3/Nbナノラミネート薄膜を作製した。透過電子顕微鏡観察により,各層の厚さを5nm以下にすると,全層数の多少に関わらず薄膜はアモルファスになることが分かった。また,X光電子分光法を用いて皮膜中の化学種の結合状態を調べた結果,薄膜中のNbは主に金属状態で存在することが分かった。 3.Al_2O_3/Nbナノラミネート薄膜の自己修復性の評価:Na_2SO_4およびNaCl溶液中においてAl_2O_3/Nbナノラミネート薄膜の電気化学スクラッチ試験を行い,自己修復性の有無を調べた。各層の厚さを5nm以下にし,全層数を増加させるとピンホール欠陥が少なく,かつ良好な自己修復性をもつ薄膜が得られることなどが分かった。

  13. 高精度微細エッチング用ホトレジストの密着性の電気化学的評価法

    杉本 克久, 赤尾 昇, 原 信義

    2000年 ～ 2002年

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    CRT用シャドウマスクの高精度化を図るためには,エッチングマスクとなるホトレジストと素地金属の密着性を改善することが重要である。そのためには,まず,ホトレジストの密着性を定量的に評価する方法が必要である。本研究では,ホトレジストの密着性を電気化学的に評価する方法を開発することを目的として一連の検討を行い,以下のような成果を得た。 1.密着性ファクターの決定 前年度までに開発した電気化学的手法による密着性評価をより定量的なものとするために,密着性が良好な条件で測定される通過電気量を基準値とし,これに対する試験試料の通過電気量の比を密着性ファクターとして定義し,各前処理条件による密着性ファクターの変化を調べた。 2.エッチングファクターの測定および密着性ファクターとの比較 実操業で用いられる塩化第2鉄溶液を用いてエッチングを行い,エッチング深さとサイドエッチング量を計測することによってエッチングファクターを求めた。このエッチングファクターと電気化学的手法により得られたる密着性ファクターとを比較した結果,両者の間には良い相関関係があることが分かった 以上の結果を総合して,電気化学的手法による密着性の定量的評価法を確立した。

  14. 高レベル放射性廃棄物の地層処分オーバーパック用新低合金鋼の開発

    杉本 克久, 赤尾 昇, 原 信義

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

    2000年 ～ 2002年

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    高レベル放射性廃棄物の地層処分用オーバーパック材料として最適化された組成を持つ新低合金鋼を開発すること目的として,マグネタイトの水素過電圧を増加させ,かつ還元溶解を抑制する微量金属元素を添加した低合金鋼の試作と耐食性の評価を行い,以下のような成果を得た。 1.マグネタイト皮膜のカソード反応特性に及ぼす合金元素の影響:イオンビームスパッタ蒸着(IBSD)法を用いてFe_3O_4に種々の酸化物MO_x(M : Cr, Mo, Si, Al, Ti, Cu, Ni, Nb)を添加した複合酸化物皮膜を作製し,模擬ベントナイト接触水(5.72mM-Na_2SO_4+7.99mM-NaHCO_3)中におけるカソード分極曲線を測定した結果,Cr_2O_3,TiO_2,Al_2O_3,MoO_2の添加によりFe_3O_4の還元溶解は抑制されることが分かった。 2.オーバーパック用低合金鋼の試作と腐食特性の評価:Fe_3O_4の還元溶解を抑制し,かつ水素過電圧を大きくする効果を持つことが明らかになった元素(Cr, Mo, Si, Al, Ti, Cu, Ni, Nb)を単独および複合添加した合計15種類の低合金鋼を作製し,圧縮ベントナイト中において腐食試験を行った。Fe_3O_4皮膜無しの場合には0.5%のCu, Al, CrあるいはTiを添加した鋼が優れた耐食性を示し,Fe_3O_4皮膜付きの場合には0.5%のCu, Nb, Tiを添加した鋼が優れた耐食性を有することが判明した。 3.開発低合金鋼の電気化学的分極特性の解析:模擬ベントナイト接触水中における試作低合金鋼のアノードおよびカソード分極曲線を測定した結果,腐食試験において高耐食性を示した低合金鋼は水素過電圧が大きく,またその上にできるFe_3O_4皮膜の還元溶解速度も低いことが確認された。

  15. CCDイメージセンサを用いるダイナミックイメージング分光エリプソメータの試作

    杉本 克久, 赤尾 昇, 原 信義

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B).

    研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

    1998年 ～ 2000年

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    2次元のCCDイメージセンサと波長可変光源を組み合わせることで,高速顕微エリプソメトリー測定が可能なダイナミックイメージング分光エリプソメータ(DISE)を開発し,これを用いて表面酸化物薄膜の成長・溶解過程の実時間解析,ならびに薄膜の厚さと分光学的性質の場所的ミクロ変化の解析を行った。得られた主要な成果は次のようにまとめられる。 1.ダイナミックメージング分光エリプソメータの作製と性能評価:リアルタイム分光エリプソメトリー(RTSE)測定とイメージングエリプソメトリー(IE)測定の両方が可能な装置を作製した。RTSEモードでは100msで512波長のスペクトル測定が,IEモードでは一波長当たり約5秒で空間分解能25μmのイメージングが可能であることが分かった。 2.CVD酸化物薄膜の成長・溶解過程の実時間解析:MOCVDによるZrO_2薄膜の成長過程を解析した結果,薄膜の成長は核形成・合体,バルク層成長,表面ラフネス層形成の3段階で進行することが分かった。また,CVD-Fe_2O_3-Cr_2O_3薄膜の酸化および還元溶解過程を解析した結果,酸化溶解ではCr_2O_3,還元溶解ではFe_2O_3の選択溶解が起こることを実時間で捕らえることができた。 3.不働態皮膜性状の場所的ミクロ変動の解析:0.1M-NaCl溶液中における18-8ステンレス鋼の孔食誘導期間中における不働態皮膜の変質過程を解析した結果,孔食は膜厚の場所的変化の大きい箇所に発生しやすいことが分かった。また,亜共析鋼(0.12%C)を用いてpH8.45のホウ酸塩緩衝溶液中で生成する不働態皮膜の厚さと光学定数スペクトルの場所的ミクロ変動を測定した結果,フェライト上の皮膜の厚さはパーライト上のそれよりも10%ほど厚いことなどが分かった。

  16. 高レベル放射性廃棄物地層処分環境におけるチタン不働態皮膜のカソード劣化過程

    原 信義, 赤尾 昇, 杉本 克久

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B).

    研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

    1998年 ～ 2000年

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    高レベル放射性廃棄物の地層処分環境におけるチタン製オーバーパックの腐食挙動を明らかにすることを目的として,還元性の模擬ベントナイト接触水中におけるチタン表面酸化皮膜の変質過程と応力腐食割れ挙動について検討した。得られた主要な成果は次のようにまとめられる。 1.長期間浸漬による腐食電位変化の測定と表面皮膜性状変化の解析:ベントナイト接触水+0〜0.5M-NaCl溶液(温度:50℃,95℃)中で浸漬腐食試験を行い,腐食電位と表面皮膜性状の変化を調べた。その結果,腐食電位はほぼ一定であり,NaCl濃度の影響もほとんどないことが分かった。皮膜性状の中では化学組成に変化が見られ,1年半までは時間の経過と共に皮膜中のOH結合の割合が僅かずつ増加するが,それ以降の変化は少ないことが分かった。 2.空気中生成皮膜のカソード劣化過程の解析:空気中生成皮膜で覆われたチタンを模擬ベントナイト接触水(5.72mM-Na_2SO_4+7.99mM-NaHCO_3)に浸漬し,電気化学的カソード分極を行いながら皮膜性状の変化を解析した。その結果,腐食電位から-0.8Vまでの電位範囲では,皮膜の厚さや組成に大きな変化は起こらないが,電位が-0.8V以下になると,膜厚は減少し,皮膜の屈折率は低下,吸収係数は増加することが分かった。このような屈折率および吸収係数の変化は予備酸化条件(温度50℃および100℃,湿度40%と80%)の違いによらずほぼ同じであった。 3.カソード分極下におけるチタンの応力腐食割れ挙動の解析:模擬ベントナイト接触水中で定電位応力腐食割れ試験を行った。その結果,水素発生域の電位では水素脆化を原因とする割れが発生するが,地層処分の実環境に相当する電位範囲では割れの発生は起こりにくいことが推察された。

  17. 固体電解質隔膜型水素センサを用いる高温高圧水中溶存水素計測システムの試作

    原 信義, 赤尾 昇, 杉本 克久

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    1997年 ～ 1999年

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    高温高圧水中の溶存水素(dissolved hydrogen ; DH)濃度を測定できる溶存水素計測システムを開発することを目的として,イットリア安定化ジルコニア(YSZ)固体電解質と貴金属電極を用いた電気化学センサを試作し,300までの温度における動作特性を評価した。得られた主要な成果は次のようにまとめられる。 1.Ag-空気内部基準電極の特性評価:Ag-空気|YSZ|Ag-酸素電池を構成して酸素応答特性を調べた結果,粉末Ag電極とイオンビームスパッタ(IBS)蒸着したAg薄膜電極が内部基準電極として適しているとが分かった。 2.DH検出電極の開発:PtおよびPd電極をペースト塗布-焼成法とIBS蒸着法によって作製し,水素ガス応答特性および高温水中の水素電極反応特性と耐食性を調べた。その結果,水素ガスに対する応答速度はIBS蒸着金属が優れるが、応答感度と水素電極特性は作製方法に依存しないこと,耐食性と耐久性はPtが優れていることが分かった。 3.DHセンサの試作とDH応答特性の評価:一端閉管のYSZチューブにPt作用電極とAg-空気内部基準電極を形成し,PTFE水素透過膜で覆ったセンサを作製し,150〜300℃におけるDH応答特性を調べた。その結果,250℃以上の温度におけるセンサ出力電圧とDH濃度との関係は熱力学的理論式に一致することが分かった。また,溶液のpHおよび溶存酸素の影響はないことが分かった。 以上の結果に基づき,センサの出力とDH濃度の関係を表す検量線を作成し,これをデータベースとする高温高圧水用のDH計測システムを提案した。

  18. DF_4/O_2ガスプラズマ排気系における各種金属および合金の腐食機構

    杉本 克久, 赤尾 昇, 原 信義

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

    1997年 ～ 1999年

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    プラズマエッチングおよび反応性イオンエッチング環境における装置構成材料の腐食挙動と腐食機構を明らかにするために,CF_4/O_2混合ガスプラズマ排気系において各種金属材料の腐食試験,気相化学種分析および表面組成分析を行った。得られた主要な成果は次のようにまとめられる。 1.各種純金属および合金の腐食特性:温度573K,ガス組成CF_4-11%O_2の条件で腐食試験を行った結果,Ta,Ti,W,MoおよびCrでは質量が減少し,Fe,ステンレス鋼および鋳鉄では質量が増加するが,Ni,CoおよびCuでは質量変化はないことが分かった。次に,温度(298〜723K)とO_2濃度(5〜50%)の影響を調べた結果,腐食速度と温度との間にはアレニウスの関係が成り立つこと,腐食速度はO_2濃度15〜20%のときに最大になることが分かった。 2.プラズマ化学種および反応生成ガス種の分析:発光分光分析法と質量分析法を用いて気相化学種の種類と濃度を分析した結果,主要な気相化学種はF,HF,O,CF_3,COF_2,CO_2であること,および腐食反応に関与するFおよびHF濃度は18%O_2の時に最大となることが分かった。 3.腐食試験後の試料表面の化学組成の分析:試料表面の化学組成の変化を調べた結果,W上には腐食生成物はなく,Ta,Ti,Mo,Cr,Al,Fe,鋳鉄およびステンレス鋼上にはオキシフッ化物皮膜が生成すること,Co,NiおよびCu上にはフッ化物皮膜が生成することが分かった。 4.腐食機構の解明:気相化学種分析および表面分析の結果,ならびに酸化物-フッ化物の熱力学的ポテンシャル図および蒸気圧-温度曲線に基づいて腐食機構を考察し,CF_4/O_2混合ガスプラズマ排気系では酸化物よりもフッ化物あるいはオキシフッ化物の方が安定であり,フッ化物の蒸気圧が高い金属はこの環境で侵食を受けることを明らかにした。

  19. 高温高圧水環境で用いる固体電解質ECPセンサの試作

    原 信義, 赤尾 昇, 杉本 克久

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

    1996年 ～ 1997年

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    高温高圧水中での電気化学測定に使用できる新しいタイプの電気化学電位(Electrochemical potential,ECP)センサを開発し,523Kまでの温度における熱力学的動作特性を確認した。主要な成果は次のようにまとめられる。 1.高温高圧水用固体電解質ECPセンサの作製:イットリア安定化ジルコニア(ZrO_2-8mol%Y_2O_3)板の裏片面にNi-NiO薄膜基準電極を形成した電極部と,pH既知のリン酸塩緩衝溶液を含浸したアスベストで構成されるpH緩衝機構部,および高温酸化処理ジルカロイボディーから成るECPセンサを試作した。 2.試験溶液のpHによる起電力変化の測定:試験溶液のpHを種々変化させ,473〜523Kの温度範囲におけるAg/Agcl(0.1kmol・m^<-3>KC1)内部照合電極基準の電位を測定した結果,本センサの電位はpHによらず常に一定であることが明らかになった。 3.起電力の温度依存性の測定:473〜523Kの温度範囲における本センサの電位は,2395-5.37T(mV vs.SHE)で表されるNemst型の温度依存性を有することが分かった。 4.高温における長期耐久試験:開発したECPセンサとPt水素電極とを組み合わせ,電位の経時変化を長期間に渡って測定した結果,電位のドリフトは小さく,センサは長期安定であることが分かった。 5.ステンレス鋼のアノード分極曲線測定:試作したECPセンサを用いて,473〜563Kの0.5kmol・m^<-3>Na_2SO_4中におけるSUS304ステンレス鋼のアノード分極曲線を測定した。得られた分極曲線はAg/AgCl内部照合電極を用いて測定したものと一致し,固体電解質ECPセンサが電気化学測定用照合電極として機能することが確かめられた。

  20. 自己修復性防食機能を有する防食被覆の作製 競争的資金

    1990年 ～ 1990年

  21. 光磁気記録膜の腐食機構解析 競争的資金

    1990年 ～ 1990年

  22. Formation of Thin Film Coations having Self-Healing Ability 競争的資金

    1990年 ～ 1990年

  23. Corrosion Mechanisms of Magnito-optical Recording thin films 競争的資金

    1990年 ～ 1990年

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