溶融塩電析法による耐酸化Niアルミナイド・コーティング膜の形成 Formation of Ni Aluminide Coating Layer Having High Oxidation Resistance by the Molten-Salt Electrodeposition

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著者

    • 福本 倫久 FUKUMOTO Michihisa
    • 秋田大学大学院 工学資源学研究科 材料工学専攻 Department of Materials Science and Engineering, Graduate School of Engineering & Resource Science, Akita University
    • 原 基 HARA Motoi
    • 秋田大学大学院 工学資源学研究科 材料工学専攻 Department of Materials Science and Engineering, Graduate School of Engineering & Resource Science, Akita University

抄録

溶融塩を媒体としたAlの電析により,Niアルミナイド層をNi基板上に形成した.Alは,1023 Kの3.5 mol% AlF<sub>3</sub>を含む等モル組成のNaCl-KCl中で定電位分極法を用いて電析した.電析層は,Ni<sub>2</sub>Al<sub>3</sub>により構成されていた.電析層を形成したNi試料の耐高温酸化性は,著しく改善された.さらに,耐サイクル酸化性を改善するためにZrを少量含むNiアルミナイドの形成をZrの電析をした後にAlの電析を施すことによって試みた.その結果,Ni<sub>2</sub>Al<sub>3</sub>からなる層と,この上にZrを含むNiアルミナイド層が形成出来た.さらにZrの電析条件を変えることにより表面部に生成したZrを含むNiアルミナイド中のZr濃度は変化した.サイクル酸化試験は,Al電析のみを行ったNi試料では,スケールの剥離に伴う質量減少が起こるのに対し,Zrを少量電析し,Al電析を行った試料では質量減少が起こらないことを示した.さらに,電析回数を減少させるために,ZrとAlの同時電析を試みた.その結果,AlとZrの同時電析が,溶融塩中のZrF<sub>4</sub>の量を減少させることによって達成されることがわかった.3.5 mol% AlF<sub>3</sub>と0.05 mol% ZrF<sub>4</sub>を含む溶融塩中で形成されたNiアルミナイド層は表面部に少量のZrAl<sub>3</sub>粒子を含み,高い耐サイクル酸化性を示した.

A Ni aluminide layer was formed on Ni substrate by electrodepositing Al in molten salt. The electrodeposition of Al was conducted using potentiostatic polarization method at constant potentials in an equimolar NaCl-KCl melt containing 3.5 mol% AlF<sub>3</sub> at 1023 K. The deposited layer consisted of Ni<sub>2</sub>Al<sub>3</sub>. Nickel covered by the electrodeposited layer was more resistant than bare nickel to high temperature oxidation. Furthermore, the formation of a Ni aluminide layer containing Zr on a Ni substrate was attempted by the Zr deposition, followed by the Al deposition for the purpose of improvement of cyclic oxidation resistance. A layer consisting of Ni<sub>2</sub>Al<sub>3</sub> and a Ni aluminide layer containing Zr on the Ni<sub>2</sub>Al<sub>3</sub> layer were formed. Furthermore, when the Zr electrodeposition conditions were changed, the concentration of Zr in the Ni aluminide layer containing Zr, which was formed in the surface region, changed. The cyclic oxidation test showed that for the Ni sample with the Al deposition, the mass reduction due to scale exfoliation took place, whereas for the sample treated with a small deposit of Zr, followed by Al deposition, no mass reduction was observed. Furthermore, a synchronous electrodeposition of Al and Zr was attempted in order to decrease the number of electrodeposition. As a result, it was found that the synchronous electrodeposition of Al and Zr could be achieved by decreasing of ZrF<sub>4</sub> content in the molten salt. The Ni aluminide layer formed by using the molten salt containing 3.5 mol% AlF<sub>3</sub> and 0.05 mol% ZrF<sub>4</sub> contained a small amount of ZrAl<sub>3</sub> particles at the surface region and showed a high cyclic-oxidation resistance.

収録刊行物

  • 材料と環境 : zairyo-to-kankyo

    材料と環境 : zairyo-to-kankyo 61(3), 80-84, 2012-03-15

    公益社団法人 腐食防食学会

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10030477114
  • NII書誌ID(NCID)
    AN10235427
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    REV
  • ISSN
    09170480
  • NDL 記事登録ID
    023596024
  • NDL 請求記号
    Z17-266
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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