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288$$^{circ}$$C純水中におけるステンレス鋼表面酸化皮膜構造と酸化物の熱力学的平衡濃度の考察

Structure of surface oxide layer on stainless steel analyzed by thermodynamic solubility of metal oxides in 288$$^{circ}$$C pure water

相馬 康孝   ; 加藤 千明   ; 山本 正弘 

Soma, Yasutaka; Kato, Chiaki; Yamamoto, Masahiro

288$$^{circ}$$C純水中で溶存酸素濃度を変化させることでさまざまな電位でステンレス鋼上に表面酸化皮膜を形成し、皮膜構造及び組成の電位依存性を、熱力学的に求めた金属酸化物の溶解度から分析した。形成した酸化皮膜の断面構造を集束イオンビームで採取し、走査型透過電子顕微鏡、及びエネルギー分散型X線分光分析で観察した結果、今回調べた電位領域では表面に複合酸化物からなる2層構造の酸化膜が生成した。熱力学計算との対応を調べたところ、低い電位領域では熱力学的に最も溶解度の小さい酸化物が内層として形成し、それ以外の酸化物は溶解度の小さい順に外層に析出が起きることがわかった。一方、高い電位領域では金属中のCr成分が優先的に溶解することで、Cr濃度の低い内層酸化膜が形成することがわかった。

Surface oxide layers on stainless steel were formed in 288$$^{circ}$$C pure water at different potentials. To understand the oxide's properties in terms of their potential dependence, cross-sectional views of the oxide layer were analyzed using an electron microprobe technique and potential-solubility (equilibrium concentration of ionic species) diagram. In the potential range investigated, duplex oxide layers composed of mono- and bimetallic oxide were formed. Both the structure and composition of the oxide layer were affected by solubility of oxides.

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