HCM12A oxide layer investigation using scanning probe microscope

走査プローブ顕微鏡(SPM)を用いたHCM12A鋼酸化被膜の観察

菊地 賢司*; Rivai, A. K.*; 斎藤 滋   ; Bolind, A. M.*; 小暮 亮雅*

Kikuchi, Kenji*; Rivai, A. K.*; Saito, Shigeru; Bolind, A. M.*; Kogure, Akinori*

450C-500C, 5,500時間の鉛ビスマス中で形成されたフェライト・マルテンサイト鋼HCM12Aの酸化物層を走査プローブ顕微鏡(SPM)により観察した。EDX観察の後、走査プローブ顕微鏡を用いて、酸化物層と母材部を表面電位モードと位相遅れ測定により解析した。従来、酸化物層の形成機構は、高温の鉛ビスマスに対して耐食性を持つことが期待される酸化物の安定性を理解するため、元の母材表面位置、酸素の移動経路及び鉄の拡散といった観点から研究されてきた。本研究における新しい発見は、微細構造観察モードでは見えない(FeCr)OとFeOの境界が表面電位モードでは検出できたことである。スピネル層は低表面電位として母材領域と区別できるが、スピネル層とマグネタイト層の境界付近では、表面電位は境界線に相当する細い経路を除き、連続であるように見える。また、微細構造観察モードでは見えなかった、スピネル層とマグネタイト層を貫通している帯状構造が見つかった。

The oxide layer on the 12Cr steel, HCM12A, is investigated using a scanning probe microscope (SPM), which was formed in lead bismuth eutectic (LBE) at 450500C, during 5500 hrs. Hitherto oxide formation mechanisms were studied from viewpoints of the location of original base metal surface, the pass for oxygen travel and Fe diffusion to understand the stability of oxide layer. The new findings in this research are that surface potential measurement detected the boundary between (FeCr)O and FeO, which is not found at the topographic mode measurement. The spinel layer can be distinguished from the bulk area with lower surface potential profile, but near the boundary between the spinel and magnetite layers the surface potential profile seems to be continuous except for the narrow path corresponding to the boundary line. The band structure penetrating magnetite and spinel layer was found, which was not found at the topography.