Surface segregation effect for prevention of oxidation in Ni-X (X=Sn, Sb) alloy by in situ photoelectron spectroscopy

その場光電子分光法によるNi-X (X=Sn, Sb)合金の酸化防止のための表面偏析の効果研究

土井 教史*; 吉越 章隆 

Doi, Takashi*; Yoshigoe, Akitaka

高強度で耐酸化性に優れたNi基合金は、化学プラントに広く使用されている。特に、Niベース合金にSnとSbを添加すると、耐メタルダスティング性が向上する。メタルダスティング環境下では、SnとSbが合金表面に偏析していることが指摘されているが、その詳細は明らかにされていない。高温酸化環境下におけるNi-Sn合金およびNi-Sb合金の挙動を、X線光電子分光法を用いてその場で調べた。その結果、低酸素ポテンシャル環境下での酸化により、SnとSbが合金表面に偏析していることが確認された。これらの結果は、SnとSbの偏析が耐メタルダスティング性を向上させることを示唆している。

Ni-base alloys has been widely used for chemical plants because of their high strength and excellent oxidation resistance. In particular, the addition of Sn and Sb in Ni-base alloys significantly improves the metal dusting resistance. It is indicated that Sn and Sb are segregated on the alloy surface in the metal dusting environment; however, the details have not been clarified yet. The behavior of the Ni-Sn and Ni-Sb alloys under a high-temperature oxidation environment was investigated by in situ X-ray photoelectron spectroscopy. It was confirmed that Sn and Sb have been segregated at the surface of their alloys during oxidation in low oxygen potential environment. These results indicate that Sn and Sb segregation improves the metal dusting resistance.