【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.19】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24HK0046
利用課題名 / Title
軽金属材料の電気化学的表面処理
利用した実施機関 / Support Institute
北海道大学 / Hokkaido Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control,電子顕微鏡/ Electronic microscope
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
菊地 竜也
所属名 / Affiliation
北海道大学大学院工学研究院材料科学部門
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
芦澤 来虹,富田 駿介,長谷川 哲也,荒木 琢眞,小口 拓海,謝 軒琳,武田 昌大,萩原 義也
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
HK-101：ダブル球面収差補正走査透過型電子顕微鏡
HK-302：電界放出形走査電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究においては、アルミニウムやマグネシウムに代表される軽金属材料に電気化学的な表面処理を施し、新しいナノ構造や機能を発現する新規軽金属材料の開発を試みた。
実験 / Experimental
アルミニウムおよびマグネシウムを電解研磨したのち、酸性、中性および塩基性水溶液に浸漬してアノード酸化を行った。アノード酸化試料の表面および断面を走査型電子顕微鏡および走査透過型電子顕微鏡により観察した。アノード酸化により生成する酸化物のナノ構造に及ぼすアノード酸化条件の影響について詳細に検討するとともに、新しい機能性の発現について検討を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
本研究の遂行により、以下のことが明らかになった。（１）ジルコニウム薄膜を形成したアルミニウム試料をアノード酸化することにより、酸性および塩基性水溶液中においても優れた耐食性を示す新規アルミニウム材料が作製できた。（２）アルミニウムを塩基性水溶液に浸漬してアノード酸化することにより、ポロシティが50%を超える高ポロシティポーラスアルミナの作製に成功した。（３）マグネシウムを塩基性水溶液に浸漬してアノード酸化したのち、シリケート処理を行うことにより、耐食性の高いマグネシウム材料の作製に成功した。（４）ナノポーラスアルミナ形成アルミニウム試料に極微小電流を印加することにより、ポーラスアルミナ薄膜をアルミニウムから剥離することができた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
-
Mana Iwai, Safe Electropolishing Process for Aluminum and Its Alloys Using Sodium Chloride Glycol Solutions Without Perchloric Acid, Journal of The Electrochemical Society, 172, 023508(2025).
DOI: 10.1149/1945-7111/adb7ca
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 荒木琢眞、富田俊介、芦澤来虹、菊地竜也、アルマイトを用いたマグネシウムの耐食性向上、電気化学会北海道支部 第38回ライラックセミナー・第28回若手研究者交流会（北海道大学・北海道札幌市）2024/6/15
- 富田駿介、菊地竜也、マグネシウムの安全な電解研磨法の開発と高鏡面化、電気化学会北海道支部 第38回ライラックセミナー・第28回若手研究者交流会（北海道大学・北海道札幌市）2024/6/15
- 小口拓海、菊地竜也、高電圧アノード酸化に及ぼす電解条件の影響と高規則ポーラスアルミナの作製、日本金属学会・日本鉄鋼協会両北海道支部合同サマーセッション（北海道大学・北海道札幌市）2024/7/12
- 芦澤来虹、岩井愛、菊地竜也、中島大希、京良彦、箕田正、ジルコニウム薄膜形成アルミニウムのアノード酸化による耐食性の向上、表面技術協会第150回講演大会（北見工業大学・北海道北見市）2024/9/12-13
- 富田駿介、菊地竜也、マグネシウムのアノード酸化皮膜の高分解能電子顕微鏡解析、表面技術協会第150回講演大会（北見工業大学・北海道北見市）2024/9/12-13
- 謝軒琳、寺島彩紗、菊地竜也、リン酸三ナトリウムを用いたアルミニウムのアノード酸化におけるポーラス皮膜の成長挙動、表面技術協会第150回講演大会（北見工業大学・北海道北見市）2024/9/12-13
- 荒木琢眞、富田駿介、芦澤来虹、菊地竜也、アルミニウム蒸着マグネシウムのアノード酸化による耐食性の向上、日本金属学会2024年（第175回）秋期講演大会（大阪大学豊中キャンパス・大阪府豊中市）2024/9/18-20
- 小口拓海、菊地竜也、アノード酸化の高電圧化によるセルサイズの大きな高規則ハニカム構造の作製、日本金属学会2024年（第175回）秋期講演大会（大阪大学豊中キャンパス・大阪府豊中市）2024/9/18-20
- Shunsuke Tomita, Tatsuya Kikuchi, Electropolishing of Magnesium and Its Alloys in Highly Safe Sodium Chlolide/Glycol Solutions, PRiME2024, 246th The Electrochemical Society Meeting (Hawaii Convention Center & Hilton Hawaiian Village, Honolulu, USA) 2024/10/6-11
- Hsuan-Lin Hsieh, Ayasa Terashima, Tatsuya Kikuchi, Fabrication of Uniform Porous Anodic Aluminum Oxide by Anodizing Aluminum in Trisodium Phosphate with Higher pH Values, PRiME2024, 246th The Electrochemical Society Meeting (Hawaii Convention Center & Hilton Hawaiian Village, Honolulu, USA) 2024/10/6-11
- Takumi Koguchi, Tatsuya Kikuchi, Optimum Conditions for the Fabrication of Ordered Porous Alumina Via Anodizing in Etidronic Acid at Higher Voltages, PRiME2024, 246th The Electrochemical Society Meeting (Hawaii Convention Center & Hilton Hawaiian Village, Honolulu, USA) 2024/10/6-11
- Takuma Araki, Shunsuke Tomita, Tatsuya Kikuchi, Improving Corrosion Resistance By Anodizing of Aluminum Vapor-Deposited Magnesium, PRiME2024, 246th The Electrochemical Society Meeting (Hawaii Convention Center & Hilton Hawaiian Village, Honolulu, USA) 2024/10/6-11
- 芦澤来虹、宮本真之、菊地竜也、中島大希、京良彦、箕田正、ジルコニア／アルミナ複合酸化物皮膜の形成によるアルミニウムの耐食性の向上、2024年度日本鉄鋼協会・日本金属学会両北海道支部合同冬季講演大会（アパホテル室蘭・北海道室蘭市）2025/1/23-24
- 富田駿介、宮本真之、菊地竜也、マグネシウムの低電圧アノード酸化による耐食性皮膜の作製、2024年度日本鉄鋼協会・日本金属学会両北海道支部合同冬季講演大会（アパホテル室蘭・北海道室蘭市）2025/1/23-24
- 荒木琢眞、富田駿介、芦澤来虹、宮本真之、菊地竜也、アルミニウム薄膜形成マグネシウムのアノード酸化と耐食性、表面技術協会第151回講演大会（東京都市大学・東京都特別区）2025/3/12-13
- 小口拓海、宮本真之、菊地竜也、微小電流印加法によるポーラスアルミナ皮膜の剥離挙動、表面技術協会第151回講演大会（東京都市大学・東京都特別区）2025/3/12-13
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件