アルミなど軽金属の高強度・高耐食化を両立する水蒸気を用いた表面処理技術を開発
@Press / 2017年11月28日 11時0分
芝浦工業大学(東京都港区/学長 村上雅人)材料工学科の芹澤愛准教授は、アルミニウム材料を高温・高圧下の水蒸気にさらすだけで、高強度・高耐食化の両立を実現する表面処理技術を開発しました。(特願2017-003744)
アルミニウムは鉄に比べて3分の1程度と非常に軽く、さまざまな利用が期待されていますが、従来の手法では素材の曲げや折れに強い「高強度化」することと錆や化学変化に強い「高耐食化」することはトレードオフの関係にあり、両立させることは極めて困難でした。また、高耐食化のためには表面処理を行いますが、プロセス数が多く、さらに高環境負荷な廃液が発生する大がかりな設備が必要でした。
今回の水蒸気プロセスによる処理は1プロセスで済み、少量の水のみで大面積かつ複雑な形状の部材にも処理が行え、化学薬品も使用せずに生産することができます。また、処理後のアルミニウムは、何もしない状態に比べて錆びにくさは100分の1程度、強度は1.5~2倍(合金の種類で変動)に向上します。
現在、産学連携を進めており、数年以内に自動車部材や電化製品などの分野での実用化を目指します。
■ポイント
(1) 高圧・中低温の水蒸気下にさらすだけで表面処理ができる
(2) 両立が難しかった高強度・高耐食化を1プロセスで実現でき、廃液処理も必要なく低環境負荷である
(3) 蒸気は細部まで行き渡るため、複雑な形状や大面積の部材にも対応できる
画像1: https://www.atpress.ne.jp/releases/143931/LL_img_143931_1.jpg
水蒸気プロセス処理の概念図
水蒸気プロセス処理による表面変化の様子
https://www.atpress.ne.jp/releases/143931/img_143931_2.jpg
水蒸気処理に用いる圧力容器
https://www.atpress.ne.jp/releases/143931/img_143931_3.jpg
■背景
アルミニウムなど軽金属材料は構造材料として多用されるため、高強度かつ高耐食性が要求されますが、それらを同時に両立させるプロセスはほとんどありませんでした。耐食性を担保すると、さらなる高強度化ができず、そのため現在は薬品使用による表面処理技術で耐食性を上げていますが、高環境負荷かつコスト増となる現状がありました。
■新技術の概要
本技術は、高圧・中低温の水蒸気下にさらすだけで材料の強度と耐食性を同時に向上させる、プロセスです。蒸気を活用し、オートクレーブ※を反応容器として利用することによって化学反応を早く進行させ、金属表面に緻密な耐食性皮膜を直接成長させる技術です。蒸気は細部まで行き渡るため、反応容器に入るものであれば複雑形状部材や大型部材にも適用可能であり、自動車材料や熱交換器への適用が期待されます。
今回の水蒸気プロセスによる処理では、広い空間で大きな面積かつ複雑な形状の処理が行え、かつ前処理不要で化学薬品を使用しないため低環境負荷で生産することができます。蒸気を活用し、耐食性ナノ結晶成長に関わる化学反応を制御することで、金属材料表面に微細な結晶を緻密に形成でき、圧力・温度の条件により、結晶構造をコントロールできます。表面の皮膜は耐食性のみならず、高強度化にも寄与します。高強度アルミニウム合金(超々ジュラルミンなど)に水蒸気プロセスを適用することで、表面に高耐食性被膜層を形成でき、軽金属材料の多機能化が実現します。
※内部を高圧力にすることが可能な耐圧性の装置。直径数メートル、長さ数十メートル級の工業用の大型なものもある。
■今後の展開
耐食皮膜の構造は合金の種類に依存するため、材料により異なる水蒸気プロセスの最適条件を見つけていきます。また、水蒸気プロセスで生まれた皮膜を耐食性のある下地として塗装ができるよう、塗膜との密着性を検討していきます。
※添付ファイルに参考資料あり
https://www.atpress.ne.jp/releases/143931/att_143931_1.pdf
詳細はこちら
プレスリリース提供元:@Press
この記事に関連するニュース
-
Apple Watch Ultraをより楽しむために。100%防水の新しいスポーツバンドに付け替えよう
&GP / 2024年9月12日 6時30分
-
10月15日(火) AndTech「次世代アルミ電解コンデンサの高機能化・小型化・高耐熱化に向けた各種部材の開発動向」WEBオンライン Zoomセミナー講座を開講予定
PR TIMES / 2024年9月11日 17時15分
-
PS5の容量アップを考えているなら要チェック! 新型PS5おすすめ「ヒートシンク」5選 スロットカバー一体型の専用モデルから汎用モデルまで【2024年9月版】
Fav-Log by ITmedia / 2024年9月8日 6時10分
-
流動する溶融金属の凝固過程を広範囲で可視化する装置を開発
共同通信PRワイヤー / 2024年9月3日 14時0分
-
圧延加工技術でカーボンニュートラルの実現に貢献する日本金属「STAINLESS STEEL WORLD ASIA 2024」に出展
PR TIMES / 2024年8月30日 10時45分
ランキング
-
1「無料のモノはもらわない」お金のマイルール 日々を健やかに過ごす「失敗を許容するお金」
東洋経済オンライン / 2024年9月22日 9時0分
-
2「三菱商事、伊藤忠、ゴールドマン・サックス」がずらり…偏差値55なのに就職実績"最強"の「地方マイナー大学」の秘密
プレジデントオンライン / 2024年9月22日 10時15分
-
3福井のブランド米「いちほまれ」の新米、昨年より価格6割高で店頭に…生産量は2000トン増の見通し
読売新聞 / 2024年9月22日 8時43分
-
4フランフランが「若年女性」人気を総取りするワケ アインHDによる買収を経て、再成長できるのか
東洋経済オンライン / 2024年9月22日 8時0分
-
5密かに人気!有名チェーン店“意外な食べ放題” あの人気メニューもお得に満腹!
TBS NEWS DIG Powered by JNN / 2024年9月22日 17時2分
記事ミッション中・・・
記事にリアクションする
記事ミッション中・・・
記事にリアクションする
エラーが発生しました
ページを再読み込みして
ください