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異種界面接触によるアルミニウム陽極酸化皮膜の絶縁破壊


立花和宏,○高木泰彦,仁科辰夫,松木健三, 表面技術協会 第98回講演大会 , 秋田市文化会館,



アルミニウムの不働態皮膜に炭素半導体そのほか塗布してその挙動検討した炭素塗布すると電気が流れて酸化マンガン塗布すると流れなくなる

1.緒言
アルミニウムリチウム電池の集電体として用いられ電解液腐食されない特性が要求されるしかしアルミニウム酸化皮膜表面炭素マンガンリチウム接触させると接触物質より異なるリーク電流観察されるタンタル固体電解コンデンサリーク電流小さくするために陽極酸化皮膜上に酸化マンガンコーティングする(1)リチウム電池用いられる活物質も金属酸化物であることからアルミニウム陽極酸化皮膜対して同様の作用示すと考えられるそこでリチウム電池電極作成法と同様に結着材用いて異種物質接触させたアルミニウム電極ついてその陽極酸化挙動サイクリクボルタモグラムよって検討し電位掃引時のインピーダンス併せて測定することによって集電体酸化皮膜修復リーク電流関係ついて検討した

2.実験方法





3.結果と考察

1に何も接触させないアルミニウム(a)酸化マンガン圧着したアルミニウム(b)サイクリクボルタモグラム示す(a)の場合は-0.7V付近から電流が急激に流れ出しその後電流平坦部が観察された電位反転後は電流がほとんど流れず皮膜形成されたことがわかるこの電流平坦部の電流は電位掃引速度にほぼ比例した(b)場合は+0.0V付近から電流が流れ出し電流平坦部の電流値に相当する+2.0V付近で電流上昇が緩やかになったその後+5.5V付近から再び電流上昇が急激になった電位反転後も若干電流が流れたが定電位に保持すると電流は徐々に減少することから皮膜も形成されていると思われるしかし電流増大時に気泡の発生観察したことから酸素発生が並行して起きている可能性がある
2(a)(b)に対応するインピーダンス曲線示す(a)では皮膜の成長と共に直線的にインピーダンス増加した(b)では電位掃引開始時から既にインピーダンス大きくむしろ電位の掃引とともに減少してゆく特に平坦電流値より電流が大きくなる45V付近で急激なインピーダンスの減少があるこのことはその電位から酸素発生が急激に起こり始めた可能性示唆するこのような挙動は酸化マンガンのような酸素過電圧の大きな物質が接触した際のアルミニウムの陽極酸化反応と酸素発生反応の競合示していると思われる

卒論1)
表面技術協会 98回講演大会2)



【学会】表面技術協会第98回講演大会@秋田県秋田市
立花 和宏, 研究ノート, (2011).

(1異種接触界面の導入によるアルミニウム陽極酸化皮膜の導電性発現機構-超高速イオン導電性-
高木 泰彦, 修士論文, (1999).
(2【学会】表面技術協会第98回講演大会@秋田県秋田市
立花 和宏, 研究ノート, (2011).



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