大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
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A. アノードとは、陽極でここでは酸化反応が起こる。カソードとは陰極でここでは還元反応が起こる。銀のアノード酸化ではAg電極にAgClが生成する。これはイオン結合であるから電気を通さないのではないかと思われるが、AgClが個体電解質であるから、電気を通して反応が続行している。アルミニウムの電解着色法として浅田法がある。アルマイト処理によってできた多孔質の皮膜中に、金属イオンを電着させることで着色している。 グループワークではアノード酸化膜の機能と応用を話し合った。アノード酸化を応用した工業製品として車のエンジン部品を選んだ。これは硬質アルマイトというアルミニウム合金の表面を酸化させて硬く耐摩耗性に優れた酸化皮膜を形成する処理を用いて製造される。製造工程は、最終形状にする形成加工、洗浄、脱脂、硬質アルマイト加工、仕上げ加工、検査がある。硬質アルマイト加工は通常のアノード酸化より、高い硬度、優れた耐摩耗性、耐食性、および高い絶縁性を付与する性質を持つ。 事後学習では鉄の不動態化とボルタモグラムについて調べた。電流を正の方向に流すと、鉄が溶解して電流が増加する。電位が不動態化電位を超えると、表面に緻密な酸化被膜が形成されるため、電流が急激に減少する。さらに電位を上げると皮膜の破壊や溶解が起こり、電流は増加する。
A.①?③を以下に示す。 ①【講義の再話】 金属は油と相性が良く、酸化物は水と相性がよい。これは極性によるものである。例えばアルミニウムをアノード酸化するとアルマイトと呼ばれる酸化被膜が生成する。これは親水性であり、着色できるようになる。この原理を利用した着色法が浅田法である。また表面に酸化膜ができた状態を不導体という。 Alの表面にできるAl２O3は体積が大きくなるため表面を完全に覆うことができる。一方Feの表面にできるFe３O4は体積が小さくなる傾向があるため穴のあいた状態となり、一般に不導体化されない。 酸化被膜には多孔質皮膜とバリア皮膜とがある。このような酸化膜は電気分解中は分解されるが電気分解後はイオン結合の化合物であるため電気を流さない、つまり絶縁体となる。これは電気を蓄える働きを持ち誘電体＝コンデンサである。 アルミニウム電解コンデンサについて、皮膜を薄くすると容量が大きくなるが高い電圧に耐えられなくなる。 ②【発表の要旨】 演題 アノード酸化膜の機能と応用を調べましょう グループ名 空白 役割 責任著者 共著者 鈴木結惟、原野未優、高橋香桃花、三船歩美、大坂琉音 アノード酸化膜が用いられていられている工業製品としてスマートフォンを挙げる。その機能は耐食性、耐摩耗性、放熱性、着色である。この酸化被膜は多孔質であるため着色料を浸透させることもできる。さらに酸化被膜を厚くして耐摩耗性を高めることもできる。 ③【復習の内容】 トピック名 銀/塩化銀電極の作り方 銀/塩化銀電極の作り方について、銀線を塩化物イオンの含まれる水溶液中に浸し、陽分極（アノード：陽極、酸化が起きる方）すると酸化還元反応（銀が酸化される）により銀線の表面にAgClが生成する。このAgClはイオン結合であり電気が流れないはずであるが電気が流れる。これはAgClが固体電解質であるためアノード分極中はやはりAg＋となり、電解質の溶液中のCl－と反応してどんどんAgClを析出させることができる。AgClが分解するのはハロゲンのClの原子半径が大きいためイオン結合に必要なクーロン力が弱くなってしまうためである。
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A. アルミニウムの酸化皮膜は、自然に形成される耐食性の高い層であり、建築材料として広く利用されている。特にアルミサッシやガルバニウム鋼板は、軽量で高強度、耐久性に優れ、断熱性能も高いため、省エネ効果が期待できる。さらに、これらの材料はリサイクル性にも優れ、環境負荷の低減にも貢献している。 パワーエレクトロニクス分野では、アルミニウム酸化皮膜を利用した電解コンデンサが重要な役割を果たす。電解コンデンサは、アルミ箔の酸化皮膜を誘電体とし、インバータやコンバータの平滑回路に使用される。これにより、電圧の安定化やノイズ低減が可能となり、ソーラーパネルや新幹線などの高効率な電力制御に貢献している。 鉄の不働態化は、硝酸中で酸化被膜が形成されることで腐食を防ぐ現象であり、ボルタモグラムによってその挙動を観察できる。初期には電流が増加するが、酸化被膜が形成されると電流が急減し、安定する。この酸化被膜は鉄の溶解を防ぎ、耐食性を高めるための防食技術の基礎として重要である。
A.①銀塩化銀電極は、銀を塩化物イオンを含む電解液中で陽極として電流を流すことで作られる。銀が酸化されて塩化銀となり、電極表面に白い膜を形成する。塩化銀はイオン結合性の固体で電気を直接通さないが、固体電解質として働き、電流が流れているように見える特性を持つ。一方、アルミニウムの着色では、まず酸化処理で多孔質な酸化皮膜を形成し、その孔にニッケルなどの金属を析出させることで色をつける。この電解着色法は光の散乱によって特定の色を呈し、特に浅田法と呼ばれる手法は日本で開発され、現在も建材などに広く利用されている。電解によって色や機能を加えるこれらの技術は、素材の応用範囲を大きく広げている。 今回のグループワークは、アノード酸化膜の機能と応用を調べましょうである。 ②演題はアノード酸化膜の機能と応用を調べましょうで、グループ名は名無し、属した人は、山口竜輝、平方誠二郎、三好駿斗、山川騎生、須藤春翔であり、役割は調査係。 アルマイト製品としてフライパン、鍋を挙げた。 ③私は、電界着色法について詳しく調べてまとめた。 電界着色法は、アルミニウムの表面を着色するための電気化学的な方法のひとつで、多孔質な酸化皮膜の内部に金属を沈着させて色を出す技術である。まず、アルミを陽極として電解処理を行い、表面に細かい孔を持つ酸化アルミニウム層を形成する。次に、金属塩を含む電解液中で電圧をかけることで、孔の中にニッケルやコバルトなどの金属が電気的に析出し、特定の色調が生まれる。これは顔料や染料を使わずに色をつける方法で、光の反射や散乱によって自然な色合いが得られる点が特徴である。電界着色法は、耐久性が高く、色あせに強いことから、建材、家電、自動車部品などさまざまな分野で利用されている。また、処理条件を変えることで、ブロンズ、ブルー、ゴールドなど多彩な色を得ることもできる。
A.①まず、前回の復習から始まり、アノードは酸化が起きる方、カソードは還元が起きる方と言う内容を再確認した。化学反応なしで電気を溜めれるものをコンデンサーという。コンデンサについてで、電解コンデンサというものがあることを知った。電解コンデンサは、被膜の厚みが薄いと、高い電圧で使えないけど、容量が多いが、逆に、被膜の厚みが厚いと、高い電圧で使えるけど、容量が少ないということを学んだ。また、アルマイトは、表面酸化物なので、それ以上酸化しないことも学んだ。 ②グループワークでは、アノード酸化被膜の機能と応用について議論した。アノード酸化被膜の機能として耐食性、耐摩擦性の向上、絶縁性、装飾性、着色性、密着性が挙げられた。応用例として硬質アルマイトを車の部品（主にエンジン部品）として応用した。この処理中に自然に黒?濃いグレーに発色することも調査結果で分かった。ここまで議論をすることができた。 ③授業内で、浅田法について触れていたので、浅田法についてまとめた。浅田法とは、電気化学において 金属の腐食速度や防食性能を評価するための実験手法の一つである。特に、さび止め塗料や金属表面処理などの防食技術の評価に使われる。金属試料を特定の電解液に浸けて、ある一定の電位を加えて、そのときに流れる電流密度を測定することで、腐食の起こりやすさを数値的に評価する方法である。測定から、腐食電流密度や腐食電位、防錆効果がわかる。
A.①本講義ではアノードでは参加が起こることや、金属は油とｍ、セラミックスは水と相性がいいことを学んだ。また、アルミニウムのアノード酸化によるカラーアルマイトや電解着色の仕組みについて学んだ。特に金属微粒子の光錯乱によって特定の色を示す、浅田法が日本で開発され、現代の電気化学P.150、151に記さている。さらに電解コンデンサーのアノード処理ではエッチングされたアルミニウムと化成処理が重要な役割を果たすことも学んだ。硝酸の中の不動態についても学んだ。硝酸の不動態化の式を立てるとAl|Al2O3|SO42-でありこれを多孔被膜という。 ②グループワークではアノード酸化膜の機能と応用を調べて話し合った。例として、フライパンについて調べた。フライパンはアルマイト加工されており耐食性の交y上、耐摩耗性の向上、電気絶縁性の付与、耐熱性の向上があり膜には無数の微細な講があることが分かった。 ③アルマイト加工とはアルミニウムやその合金の表面に酸化アルミニウムの硬くて耐食性の高い膜を作る電気化学的な表面処理方法である。
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A.①固体電解質を学んだ。AgClはAg? が格子点から抜けて間隙に移動するフレンケル欠陥が起こりやすく、AgClは固体だがAg? の移動によりイオン伝導性が高くなっている。またアルマイトについて、アルマイトは、アルミニウムを陽極として電解処理し、表面に酸化アルミニウムの皮膜を形成する処理したものであり、この酸化皮膜が表面を保護し、それ以上酸化が進まない状態、つまり不動態化する。この不動態化によってアルミニウムは安定な状態となり、装飾や耐久性向上などに利用されているとわかった。 ②アノード酸化皮膜の応用について扱った。アノード酸化チタニアナノチューブ膜について、Tiを陽極にし電解処理し表面にTiO2を作ったナノチューブ膜である。フッ化物を含む電解液中で一定の電圧をかけると、チタン表面が酸化されると、空のナノチューブ構造が形成される。これの用途として太陽電池、バイオセンサー、光触媒、日焼け止め、リチウムイオン電池などが挙げられる。 ③ アルマイトと同じような表面処理したものを調べた。クロメート処理と呼ばれるものがあり、それはアルミニウムや亜鉛などの金属にクロム酸塩を用いて皮膜を形成させたもので電子部品によく使われている。
A.【講義の再話】 銀塩化銀電極は磨いた銀線をCl-溶液に浸し電解することで作られます。 【発表の要旨】 演題：アノード酸化膜の機能と応用を調べましょう グループ名：なし 共著者名：HUYNHVINH KHANG、石毛翼、坂本彩夏、小笠原大地 役割：調査 アノード酸化を用いる工業製品にアルミサッシを選択した。これは脱脂、アルカリエッチング、スマット除去処理、アルマイト処理、封孔処理、乾燥の工程で作られる。 【復習の内容】 アノード酸化を応用した工業製品にPS板を選択した。 PS板は印刷に用いられる刷版であり、オフセット印刷の方式をとっている。アルミニウム板に親水性の酸化膜を作り、親油性の感光性樹脂を塗布して製造される。印刷時には、絵柄が描かれたフィルムを張り付け露光することで、フィルムが透明で光が当たった部分だけ感光剤が硬化するようにし、現像処理を行うことで光の当たらなかった感光剤を除去し親水性層を露出させる。これにより、油性の印刷用インキは感光剤のある部分にのみ付着し、印刷が可能となる。 PS板の製造工程は以下のようになる。 1. アノード酸化被膜形成 2. 感光剤の塗布 3. 画像のフィルムの貼り付け 4. 露光 5. 現像処理
A.①銀塩化銀電極は参照電極と呼ばれていますが知っていますか？銀塩化銀電極の作り方を調べてみよう。塩化物イオンの溶液を用いて銀表面を電解させて塩化銀層を形成するんだよ。アノード酸化についても触れておこう。浅田法とはアルミニウムの電解着色法の一つでAl2O3（アルマイト）を用いている。このAl2O3が絶縁体になることでバリア被膜を形成しているんだね。 ②「アノード酸化膜の機能と応用を調べましょう」グループ名：アルミ KHANG、石毛、坂本、久保 役割：調査 アルミサッシを選んだ。アルミサッシは脱脂→アルカリエッチング→スマット除去処理→アルマイト処理→封孔処理→乾燥という工程で製造される。 ③アルミニウム酸化被膜は酸化アルミニウムが強い耐食性を持ち、酸性や塩分を含む環境に対して強い防錆効果を発揮する。アルミ建材は外壁材料や窓枠などとして利用されていて、色や仕上げのバリエーションが豊富なため様々な表現ができることが特徴である。 アルミサッシは、酸化被膜を形成することで外部からの浸食を防いでいて、20?30年もつ。ガルバ二ウム鋼板はアルミニウムの耐食性と亜鉛の防食作用の二重保護機構で定期的なメンテナンスをすることで40年以上持つ場合もある。 アルミサッシは強化ガラスや樹脂と組み合わせることにより断熱性能を向上させることができる。ガルバリウム鋼板はそれ自体は断熱性が高いわけではないが、断熱材と一体化させたり屋根材と外壁材が二重になるカバー広報を行うことで断熱効果を向上させることができる。
A.①第十一回の授業ではアノードとは陽極で酸化が起きること、金属は油と相性がいい、セラミックスなどは水と相性がいいことなどを学びました。また、アルミニウムをアノード酸化してカラーアルマイトにしたものや電解着色について学びました。着色アルミニウムにおいて析出した金属の微粒子がコロイドの光散乱と同じ原理で特定の色を示すことを浅田法といい日本で開発され工業的に広く用いられていることを知りました。アノード処理として電解コンデンサーについて、エッチングされたアルミニウムを用いることや化成処理が関係していることを学びました。 ②ワークショップではアノード酸化膜の機能と応用を調べて話し合いました。グループ内ではアノード酸化膜の機能として耐食性の向上、耐摩耗性、絶縁性、接着性の向上がありました。応用例としては、スマホのフレームについてアルミ削り出し、前処理、硫酸アノード酸化処理、染色処理などがあることをまとめました。 ③授業の発展では電解二酸化マンガンを合成するときのアノードでの工夫についてまとめました。材質の工夫では耐酸性・導電性、形状の工夫では表面積と堆積性、電流密度の制御、pH・温度管理がそれぞれ重要であることを学びました。
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A.①銀塩化銀電極の作り方について学んだ。AgをCl^-を含む水溶液で陽分極とし、銀のアノード分極の回路図を示した。またアルミニウムの表面酸化して作るアルマイトによる着色、カラーアルマイトについても学んだ。
A. アノード酸化について学んだ。銀塩化銀電極の電気分解ではカソード側ではＰｔが使われており表面が還元反応が起きていて、アノード側では銀が使われて酸化が起きて塩化銀が生成される。塩化銀はイオン結合で構成される物質なので本来ある程度反応が起きると電気を通さないが実際にはすきまがあるためそこから電気が流れて反応が進行する。 この授業での演題はアノード酸化膜の機能と応用を調べましょうだった。共同著者は立花、大濱、藤森であった。アノード酸化膜を応用した製品としては反射板があり、材料はアルミニウム、ステンレスが使われていた。製造方法は金属板の形成、研磨、表面処理、コーティングの順番であった。 復習では以下の内容を行った。アルマイト処理は、アルミニウム表面に耐食性・装飾性を付与する陽極酸化処理である。基本的な工程は、前処理、陽極酸化、着色、シーリングの四段階である。安全のため耐酸性手袋や通気の良い環境での作業を徹底することが望ましい。
A.""【講義の再話】 ステンレスやアルマイトは金属を酸化することで、その酸化物で表面を覆うことで覆われた金属が溶けなくなる不動態の状態になる事を利用している。 ステンレスは日常生活でも見かけない日は無い程身近である。鉄にニッケルやクロムなどを混ぜた合金であり、その組成によって多くの種類がある。これらはアノード酸化の技術を用いている。 コンデンサに蓄えられる電気量とエネルギーは、電気量Q＝CV、エネルギーW＝QV/2で表される。""
A. ポーラス層のAl?O?は酸化に対しては安定であるが、表面は非常に活性で、この上にいろいろな物質を吸着させたり析出させたりすることができる。例えば、ポーラス皮膜を形成したアルミニウムを硫酸ニッケルを含む電解液中で交流で電解すると、孔のなかにNiが析出して褐色となる。このAlの電解着色法は浅田法と呼ばれる。 演題は「アノード酸化膜の機能と応用を調べましょう」、グループ名はmomoka、共著者は松本碧衣、百々柚花、鈴木純奈、須田琥珀、私は調査を担当した。アルミサッシドアの製造工程は、原料、溶解、鋳造、押出、表面処理、加工、組立、出荷、完成である。 復習として、アルマイトと不動態について述べる。アルマイトは、アルミニウムの表面に酸化皮膜を人工的に形成し、耐食性や耐摩耗性を高める処理である。この酸化皮膜は「不動態」と呼ばれ、化学的に安定で腐食を防ぐ役割を果たす。不動態は鉄やステンレスにも見られ、金属が酸化されることで逆に保護される点が興味深い。表面処理によって金属の性質を変えられることを知り、材料科学の奥深さを実感した。
A.1/講義の再話：ガスセンサーは、周囲の空気中に含まれる特定のガスを検出・測定する装置である。一般的に半導体、電気化学、光学などの原理を用いてガスの種類や濃度を感知する。たとえば、一酸化炭素（CO）、二酸化窒素（NO?）、可燃性ガスなどの検出に用いられ、工場の安全管理や環境モニタリング、住宅のガス漏れ警報に役立っている 2/発表の要旨：「アノード酸化膜の機能と応用を調べましょう」 アノード酸化を利用した工業製品として、アルミサッシがある。これは住宅やビルの窓枠として使われている。アルミニウムは軽量で耐久性があるが、そのままだと腐食しやすいため、アノード酸化によって表面に酸化皮膜を形成させる。この酸化皮膜は緻密で硬く、耐食性・耐摩耗性に優れる。 製造工程としては、まずアルミニウム材を脱脂・洗浄し、表面の汚れや油分を除去する。その後、希硫酸やリン酸を使った電解液に浸し、アルミ材をアノード（陽極）として直流電圧をかける。すると、アルミ表面に酸化アルミニウム（Al?O?）の皮膜が生成される。この皮膜は多孔質であるため、染色処理によってさまざまな色を付けることもできる。最後に封孔処理（シーリング）を行い、孔を塞いで耐久性を高める。 このような工程によって作られるアルミサッシは、見た目の美しさと長期的な耐久性を両立しており、建築業界で広く利用されている。アノード酸化は単なる保護だけでなく、装飾性や機能性も付加できる表面処理技術として重要である。 3/復習の内容： アルミニウムは自然に酸化皮膜を形成するため無処理でも高い耐食性があるが、アルマイト処理（陽極酸化） を施すことで皮膜を厚く・緻密にでき、さらに耐腐食性と耐摩耗性を高められる 。建材分野では、アルミサッシにアルマイト処理をすることで20?30年以上の耐用年数が期待できる。環境に強く、メンテナンスを最小限に抑えることで、建物の寿命延長と環境負荷の低減に貢献する。一方、ガルバリウム鋼板 は鉄板にアルミ・亜鉛・シリコンをメッキした素材で、軽量かつ腐食に強く、耐用年数は25～35年、条件によっては40年以上に達する。ただし金属素材ゆえ断熱性は劣り、断熱材との併用や遮熱塗装が不可欠である 。
A.第11回 工業製品への応用―アルマイトと不動態では 銀塩化銀電池の仕組みと、アルミニウムの表面処理であるアルマイト、不動態について学んだ。銀塩化銀電池では、AgClが固体電解質として働くことで電流が流れる仕組みを確認した。電子は外部回路を、イオンはAgCl中を移動し、全体として電流が成立する。アルマイトと浅田法について教科書で調べた。アルマイトはアルミニウムにアノード酸化皮膜を形成する処理であり、酸化皮膜によって表面が安定し、酸化が進まない不動態状態になる。さらに、電解着色によって着色する「浅田法」についても学習した。アルマイト処理は耐食性や装飾性の面からも工業製品に広く応用されている。グループワークでは、アルミサッシやアルミドアなどへの応用例を調べ、酸化皮膜がどのように実用的機能を果たしているのかを具体的に検討した。これにより、電解処理によって金属の性質が大きく変化し、製品の性能に直結していることを理解した。
A. 銀/塩化銀電極は、AgをCl?を含む水溶液中で陽分極し、Agが酸化されてAgClを形成することで安定な参照電極電位を示す。電気化学では慣例的にアノード（酸化極）を左に、カソード（還元極）を右に描く。また、固体中では格子欠陥（空孔や間隙原子）が移動することで電流が流れる場合もある。アルミニウムはアノード酸化により酸化皮膜を形成し、この処理を施したものをアルマイトと呼び、耐食性や装飾性に優れる。酸化皮膜は化学的に安定で、これ以上酸化されにくい。さらにアルミニウムを着色したものはアルマインと呼ばれ、用途に応じて利用される。浅田法はアルマイト皮膜を均一に着色するための技術である。ただし、酸化皮膜が薄い場合は絶縁耐圧が低下し、高電圧下での使用には適さない。これらの概念は電極反応、材料表面の保護や機能付与の理解に重要である。 グループワークではアノード酸化について調べた。スマホに用いられているアノード酸化は機能耐食性、耐摩耗性、着色などで用いられていることがわかった。 浅田法がどこで使われているのか調べた、浅田法は建築ではアルミ建材の着色、家電ではアルミ外装部品の装飾、自動車は内装部品やデザインパーツ、精密機器は高級感や耐食性を兼ねたアルミ部品の着色に用いられている。
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A.今回の授業では銀―塩化銀電極について学びました。銅線を塩化物イオンを含む溶液中で陽極酸化することで表面に塩化銀を生成させて作成すると分かりました。酸化被膜には多孔質被膜とバリア被膜とがあります。これらは電気分解中では分解されるがイオン結合のものであるため電気を通さないということが分かりました。 グループワークではアノード酸化膜の機能と応用を調べようということでアルミサッシを調べました。①押出形成→②切断・穴あけ→③前処理→④アノード酸化処理→⑤着色→⑥封孔処理→⑦組立処理をするということが分かりました。特徴としては、耐候性、耐腐食性、が高く、屋内で数十年使用できると分かりました。 銀―塩化銀電極以外にアノード酸化を利用したものを調べました。アノード酸化は微細加工にも活用され、例えばシリコンの陽極酸化により形成される多孔質シリコンは、バイオセンサーや薬剤送達に応用されます。電解条件により細孔径や表面特性を制御でき、高機能材料として注目されているとわかりました。
A.①銀－塩化銀電極（Ag/AgCl）を中心に、固体電解質としての特性と、酸化還元反応における電位差の生成メカニズムを学んだ。AgClが電子を受けてAgとCl?に分解される半反応（AgCl + e? ? Ag + Cl?）を通じて、銀極の働きや電荷移動のしくみを理解した。これらの反応が電池やセンサーの電位制御に利用されていることを学んだ。アルミニウムのアノード酸化処理「アルマイト」について学び、Alのイオン化傾向の高さを利用して酸化皮膜（Al?O?）を形成する仕組みを理解した。酸化皮膜は腐食から金属を保護し、不動態化による耐久性が向上することを学んだ。他の金属の皮膜形成との比較や、バリア皮膜による絶縁機能、コンデンサとしての応用にも触れた。皮膜内のすき間腐食や、電解反応による皮膜の特性変化についても触れた。 ②アルマイト加工により、耐食性や耐摩耗性、耐熱性が向上し、電気絶縁性も付与される。また、加工された膜には無数の微細な孔が存在し、これが性能向上に関わっている。これらの特性により、調理器具としての耐久性や安全性が高まり、より機能的な製品とななる技術である。 ③銀－塩化銀電極を通じて、固体電解質の性質や酸化還元反応による電位差の発生原理を学び、AgClの電子受容による反応から電荷移動の仕組みを理解した。これが電池やセンサーの電位制御に応用されていることも確認した。また、アルミニウムのアノード酸化（アルマイト）では、Alの高いイオン化傾向を利用してAl?O?皮膜を形成し、耐食性、耐摩耗性、絶縁性を高める仕組みを学んだ。
A.①銀/塩化銀電極、アルマイト加工アルミニウム電解コンデンサなどについて学びました。 銀/塩化銀電極は、2つの銀電極、塩化カリウム電解溶液のビーカーをビニル、ろ紙などで塩橋することで電池として働いています。アノード（陽極）では、生成した銀イオンは電解液中の塩化物イオンとイオン結合をして析出します。アルマイト加工では銅や鉄などを、酸化被膜を作る（＝不動態化）アルミで加工することで金属のイオン化（腐食）を防いでいます。また、アルマイト（酸化アルミ）は絶縁体であり、これは誘電体として機能するので、アルミニウム電解コンデンサの電極に利用されていることが分かりました。酸化アルミは、アルミ電極をアノードにして電解処理することで作れることが分かりました。 ②グループ名は書き忘れてしまいました。グループメンバーは小池快成、細井蓮、小野翔太、西島光太郎、松原周凛です。発表では、アノード酸化被膜の応用例についてアノード酸化チタニアナノチューブを取り上げ、詳しく調べました。チタンを陽極として電解処理し、表面に酸化チタンを生成させます。電解質にはフッ化物イオンを利用し、チタン電極をアノードにして電圧をかけることで加工できるものだと分かりました。太陽電池やバイオセンサ、日焼け止めなどに使用されていました。 ③復習では、誘電体について調べました。誘電体は、電気的に絶縁性が高い物質で、通常の状態では電気的な回路や装置内で電気の流れを遮断する役割を持ちます。しかし、電場を加えると誘電体内の原子や分子がわずかにずれて、電気双極子（正負の電荷の分離）が形成され、物質内で電場が生じます。これを誘電分極といい、誘電体が外部の電場に対してどれだけ分極するかを誘電率で表現します。誘電率が高いほど、コンデンサなどで効率的に電荷を蓄積することができるため、酸化アルミニウムはコンデンサに応用できるのだと分かりました。
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A.①銀塩化銀電極のつくり方は、AgをCl-を含む水溶液で陽分解する。 アノード分極とも呼ばれており、酸化が起こっている。AgのところにAgClが析出する。AgClはイオン結合であるが、固体電解質であるため電気を通す。カラーアルマイトは浅田法と呼ばれる方法で作成している。アルミニウムはO2と化合させてアルマイトをつくる。O2がくっついているこの状態を不働化という。 ②アノード酸化の応用としてスマホを挙げた。機能としては耐食性、耐摩耗性、放熱性、着色がある。着色では多孔質であるため染料が浸透する。また、酸化被膜を厚くして耐摩耗性を高めることができる。 ③アルミニウムは直前に研磨してNaOHでアルカリ前処理を行い、水で十分に洗浄する。電解液として0H2SO4などを用いて電流を流してアノード酸化を行い、アルマイトを作成する。 自動車部品を製造する工場でアルマイトの作成は行われている。工程はまず脱脂・エッチング・脱スマットなどの前処理で表面を整える。その後、硫酸電解液中で電流を流して酸化皮膜を形成する陽極酸化処理が行われる。最後に封孔処理で皮膜の細孔を閉じて耐久性を向上させる。 電解二酸化マンガンの合成ではアノード材料には白金やチタンなどの耐食性に優れた金属が用いられ、析出物への不純物混入を防ぐ工夫がされている。アノード表面は粗面化や多孔質化によって表面積を拡大し、電流分布を均一化することで析出品質を向上させる。また、超音波照射を使用することで生成したMnO2の粉砕を促進し、アノード電位の低下や電流効率の向上を行っている。さらに、電解液の組成や温度、電流密度を最適化することで、酸素発生を抑えつつMnO2の析出反応を優先させる工夫がされている。
A. 第11回の講義では、銀－塩化銀電極について学んだ。銀－塩化銀電極では、銀を塩化物イオンを含む水溶液でアノード分極する。これはｐＨメーターにも利用されている。電気分解を進めていくと、電極である銀の表面に塩化銀AgClが付着する。塩化銀は共有結合の結晶構造であるにもかかわらず電気を流す。それは、塩化銀電極が固体電解質として働いているからである。もし仮に電解質として硫酸水溶液を用いた場合、電極銀の表面でアノード酸化が起き酸化被膜Al?O?が形成される。すると電極は不動体となって反応が停止することを学んだ。 グループディスカッションでは、「演題：アノード酸化膜の機能と応用を調べてみよう（グループ名：左前、共著者名：大濱風花、永森隼也、佐藤光介、役割：書記）」をテーマに話し合いを行った。アノード酸化を応用した製品として、反射板を選んだ。金属反射板の製造方法について、はじめに金属板の成形を行う。ここでの原料はアルミニウム、もしくはステンレスが用いられる。続いて金属板を研磨し、表面処理を行う。表面処理では、酸化被膜を作るアルマイト加工、銀・アルミニウムの蒸着といった工程がある。最後に仕上げのコーティングを行い、製品が完成することが分かった。 講義の最後の方で、化学反応を用いずに電気を貯められるものとしてコンデンサの紹介があった。その中でも、アルミニウム電解コンデンサについてさらに詳しく述べる。これは、エッチングによって細孔を開け、さらに化学処理を施して、電解液やセパレーターと組み込むことで容量を大きくした電解コンデンサである。このエッチングという技術は、言葉としては聞いたことがあったが実際にどのような処理のことを指すのか把握していなかったため、本講義を通して知ることができ良かった。
A.①第11回は表面処理についての授業であった。アノードは陽極であり酸化が起き、カソードは陰極であり還元が起きる。銀塩化銀電極では、銀を塩化物イオンを含む溶液内で陽分解することによって塩化銀を析出させる。アノードである銀の周りに塩化銀の薄い膜ができ、これは電気を通さないが反応は進行する。これは塩化銀が固体電解質として働いており、酸化されてイオンになった銀と塩化物イオンが塩化銀膜の中を通ることで電気が通る。このように電気を通すことで塗装ができる現象としてアルマイトがあげられる。アルマイトは酸化被膜の酸化アルミニウムのことであり、表面が非常に活性であるためこの上にいろいろな物質を吸着させたり析出させることが可能である。析出した金属の微粒子がコロイドの光散乱の原理で特定の色を示すこと着色も可能である。 ②授業最後の演習ではアノード酸化を応用した製品について議論した。班名は左前、班員は大濱風花、立花小春、藤森隼也、佐藤光介の四人であり、役割は発言であった。私たちは反射板について調べた。金属反射板はアルミニウムやステンレスが使われており、金属板の形成、研磨、界面処理、コーティングの4工程で作られる。界面処理の際にアルマイト処理が行われ、酸化被膜が作られる。 ③この授業の復習としてアノード酸化被膜の機能と応用について調べた。アノード酸化被膜には主にアルミニウムやチタンなどの金属が用いられる。主な機能として耐食性の向上、耐摩擦性の向上、絶縁性、染色性、接着性の向上などがあげられる。応用例として、自動車のエンジン部分や装飾部品に使用して軽量化や高耐久性を実現したり、建築ではサッシや外壁パネルなどの建材として使用し、耐候性と意匠性の両立を実現したりしている。
A.表面処理の一種であるアノード酸化は、アルミニウムの表面を陽極（アノード）として電解液中で電気分解することで、表面に酸化膜（アルマイト）を形成する方法である。この酸化膜は硬くて耐食性に優れ、アルミニウムの耐久性や美観を向上させる。不動態は、ステンレス鋼やチタンなどが自己形成する薄い酸化膜であり、金属表面を腐食から保護する役割を果たす。アノード酸化によるアルマイトもこの不動態膜の一種であり、人工的に酸化膜を厚く安定に作ることで、自然の不動態膜よりも強固な保護層を提供する。これにより、金属の耐食性や耐摩耗性が大幅に向上する。 発表ではアノード酸化膜を用いた製品として、アルミサッシを選び、その製造工程を記した。まず抽出成形を行い切断し前処理を終えた後、アノード酸化処理を行い着色をおこなっている。特徴として耐候性、耐腐食性が高く屋外で数十年使用できると言う強みを持つ。 アルミニウムの着色に使われる浅田法は、アルミニウムの陽極酸化処理後に行う着色法の一つで、電解着色に分類される。酸化皮膜を形成したアルミニウムを、スズやニッケルなどの金属塩水溶液中で交流電圧をかけて処理することで、皮膜内に金属粒子を析出させ、黒や青などの色調を得る。耐候性・耐摩耗性に優れ、美観と実用性を兼ね備えるため、建材や装飾部品に利用される。色調の均一性や耐久性が高く、工業的にも広く採用されている。
A.１．銀塩化銀水溶液には、酸化する方の電極であるアノード電極と、還元する方の電極であるカソード電極が存在する。塩化銀は電気を通す性質をもたないが、電極で使用すると電気を流す性質をもつようになる。これは、塩化銀の固体中を固体電解質として銀が進んでいくため、反応が進行し、電気が流れるようになる。 アルミニウムは酸化すると塗料を塗れるようになる。アルマイトを作ったり、溶けないように不動態を形成したりする。 ２．私たちのグループでは、グループ名をかばいとし、アノード酸化皮膜の応用について調査し、ディスカッションした。 私たちが調べたのは、アノード酸化チタニアナノチューブ膜を利用し、太陽電池や、バイオセンサー、日焼け止め、光触媒など多岐にわたって使用されていることが分かったが、ヒトに影響がないのか不安を覚えた。 ３．浅田法について調査した。浅田法はアノロック法ともいうが、浅田太平の発明（出願1960.3.31）によるアルミニウムの無機電解着色法。ブロンズ及び茶色が得られ、アルミニウムのカラーサッシなどに用いられている。
A.①?センサについて。 Phセンサとは溶液の酸性度またはアルカリ度を測定するための装置である。 銀塩化銀電極の作り方について。銀線を塩化物イオンを含む溶液中で陽極酸化することで表面に塩化銀を生成させて作成する。銀塩化銀電極のアノードにはAgClが付着するがこれは電子が流れないが電流は流れる。理由はAgClが個体電解質だからである。(アルミニウムはは非極性、親油性、酸化アルミニウムは極性、親水性である) アルマイトのアノード処理について(浅田法)。ポーラス被膜を形成したアルミニウムを硫酸ニッケルを含む電解液中で交流で電解すると、孔の中にニッケルが析出して褐色となる。金属の微粒子が、コロイドの光散乱と同じ原理で特定の色を示すためである。これを浅田法という。 ②発表ではアルミサッシドアの製造方法について調査した。原料はアルミニウム合金。溶解し、鋳造する。そして、押し出し、表面処理、加工を行う。最終的に組み立て、出荷で完成となる。 ③復習では、アルミニウム電解コンデンサについて調査した。アルミニウム電解コンデンサは電気を蓄える電子部品の一種で、特に大容量でコストパフォーマンスに優れているのが特徴である。誘電体である酸化アルミニウムの特性と、アルミニウム箔の表面積を大きくするエッチング技術により、他のコンデンサに比べて大容量を実現している。
A.この講義では銀塩化銀電極の作成法を通してアノード分極について学んだ。銀塩化銀電極は銀線を塩化カリウムや塩化水素で陽分極させることで塩化銀のピンク色膜を発生させることで作られることが分かった。この銀塩化銀電極中ではAgCl部分が固体電解質として働くことで電子の移動が起きる。表面に膜を生じさせているのに電気を通すのはこのためである。またアルマイトへの着色法として浅田法についても学んだ。これはAl2O3に対して不動化処理を施すことで着色させる方法のことで、アルミニウムサッシなどに用いられる。 発表ではアノード酸化を利用した製品として反射板を選択し調査を行った。この金属反射板では材料としてアルミニウムやステンレスが使われており、まず金属板を形成しそれを研磨した後に表面処理（アルマイト処理など）を施すことによって酸化皮膜を作りコーティングすることで作成することが分かった。 復習としては講義中に取り上げられたコンデンサの仕組みについて気になったので調査を行った。コンデンサは電気を蓄える電子部品のことで、主に2枚の電極板とその間にある絶縁体（誘電体）で構成されている。仕組みは、直流電圧を加えると片方の電極板に正の電荷が、もう一方の電極板に負の電荷が溜まる。電圧を取り除いてもこの電荷は保持されるため、電気エネルギーが蓄えられる。交流電圧を加えた場合は電流の流れを一時的に妨げるように働き、電気を流したり止めたりする作用が生じる。この性質を利用して、電圧の安定化やノイズ除去、周波数調整など、様々な用途で使われているということが分かった。
A.
A. 銀塩化銀電極は標線を清浄にした銀線を、塩化物イオンを含む水溶液中で陽分極すればよい。表面にAgClの淡いピンクの膜ができる。この銀線をKClaqに浸漬すればできる。反応式はAg＋Cl―?AgCl＋e-で進む。アノードは酸化する側である。AgClは固体電解質である。また、ポーラス被膜を形成したアルミニウムを硫酸ニッケルを含む電解液中で交流で電解すると、孔の中にNiが析出して褐色となる。このアルミニウムの着色法を浅田法という。 グループワークではアノード酸化膜の機能と応用を調べようということでアルミサッシを調べました。①押出形成→②切断・穴あけ→③前処理→④アノード酸化処理→⑤着色→⑥封孔処理→⑦組立処理をするということが分かりました。特徴としては、耐候性、耐腐食性、が高く、屋内で数十年使用できると分かりました。 授業で出てきたバリア被膜についてより詳しく自分で調べた。バリア被膜は、基材表面に形成される緻密な膜であり、ガス・液体・イオンなどの透過を防ぐ機能を持つ。腐食防止や水分遮断、酸素バリアなどの目的で金属・高分子・セラミックス材料が用いられる。例えば、アルミニウムに形成される酸化皮膜は、耐食性を高める代表的なバリア被膜である。膜の厚さや均一性、密着性が性能に大きく影響し、電子部品や食品包装、医療機器など多様な分野で重要な役割を果たしている。
A.①まず銀塩化銀電極について考えた。銀を塩化物イオンの含む水溶液中で陽分極し行われる。表面にピンクの膜ができ、この銀線を塩化カリウム水溶液に入れることで塩化銀電極ができる。この時塩化銀が水溶液中で電気分解が行われ、イオンとなり、イオンが動いて電気を通す仕組みとなっている。これにより共有結合である、塩化銀も電気を通すことができる。 ②「表面処理とアノード」グループ名りかちゃむ 榎本理沙、嶋貫莉花、羽生胡桃、遠藤由里香、白坂茉莉香 資料作成 発表ではアノード酸化膜を用いた製品として、アルミサッシを選び、その製造工程を記した。まず抽出成形を行い切断し前処理を終えた後、アノード酸化処理を行い着色をおこなっている。特徴として耐候性、耐腐食性が高く屋外で数十年使用できると言う強みを持つ。また、酸化膜を形成することで、塗装や接着剤との粘着性を高める下地処理が行われる。 ③酸化膜が使われる他の製品を調べた。参加は電子部品によく使われる。使われる理由は電気的な絶縁性を確保できるからである。また腐食や酸化から金属を守れることも使われている理由である。また酸化膜により不具合が起こる場合がある。例として金属端子に酸化膜が形成されすぎ、電気抵抗が増加し、接触不良を起こすことがある。改善策として酸化膜の安定化、導電性維持が求められる。
A. 銀塩化銀の作り方としてアノード酸化を学び、アルマイト加工の、不働態化による着色を学んだ。特にアルマイトの不働態化は鉄であればトタン、アルミニウムであればガルバリウムになること、モル体積の比較で不働態ができるかどうかが決まるということなどを講義で学んだ。 発表では、アノード酸化膜の機能と応用として、耐食性・耐摩擦性の向上や絶縁性、装飾性・着色性や密着性が機能していることを調べた。また、応用例として、硬質アルマイトは車のエンジン部品として使用されていることを調べた。 復習として、トタンについて考えた。トタンとは、主に鋼板の表面に亜鉛をメッキ（亜鉛めっき鋼板）したもののことを指し、建築資材や屋根材、外壁材として広く使われている。トタンの製造方法としては熱間圧延または冷間圧延で薄い鉄の板を作る（鋼板の製造）、鋼板を溶融亜鉛槽に浸して亜鉛の薄膜を付ける（溶融亜鉛めっき法）などの工程を経て製造される。
A.①一般的なガラスであるシリカを主成分とするアモルファスな固体では、通常絶縁体で電子もイオンも通さない。しかし、ホウケイ酸ガラスなど特定のガラスはある条件においてプロトンがガラス中を移動できるようになる。プロトンは、ガラス内の水酸基間をホッピングすることで移動できる。つまり、ガラスはプロトンの移動を担うことで電流を流す固体電解質であるといえる。次に、銀塩化銀について考える。塩化銀はイオン結晶の固体の塩で絶縁体のように思える。しかし、銀塩化銀電極ではなぜ電気分解班のが進むのだろうか。それは、塩化銀中には格子欠陥が存在しており、可逆的な電子移動により電極反応を起こす。AgCl(s)+e-＝Ag(s)+Cl- この反応により、銀がアノード分極されて銀イオンになり、その銀イオンはAgCl格子に取り込まれて格子を通じて移動する。これは、塩化銀が銀イオンを運ぶ伝導帯であることを意味するため、固体電解質であるといえる。 グループワークでは、アノード酸化被膜の応用を調査した。代表例として、チタニアナノチューブ膜を調査した。原理は、アノード酸化法という電気化学的処理を用いて、金属チタンをアノードにしてフッ素イオンを含む電解液中で電圧を掛けると表面に酸化チタンナノチューブ構造が自己組織的に形成される。用途としては、酸化チタンには光触媒性があり、水の分解や有機物分解に利用される。また、太陽電池やセンサー材料にも応用されている。
A. 電気めっきは、電気化学反応を利用して金属を基材表面に析出させる技術である。例えば、銅めっきは銅イオンを含む溶液中で、電気分解によって銅を析出させる。この技術は、防食や装飾、機能性を持たせるために広く利用されている。また、アルマイト処理はアルミニウムの表面を陽極酸化することで、安定な酸化皮膜を形成させる技術である。これにより、アルミニウムの耐食性や硬度を向上させることができる。これらの表面処理技術は、電気化学の原理を応用した実用的な例である。 センサ技術について調査し、特に半導体式ガスセンサの原理と応用に着目した。酸化スズを用いたセンサがガスとの反応により電気抵抗を変化させることでガスを検出する仕組みを持ち、空気質モニタリングなどに活用されていることを確認した。 実際に市販されている空気清浄機やアルコール検知器に搭載されているセンサ技術について調べ、応答時間や選択性の課題を理解した。ナノ構造材料の導入による感度の向上が今後の技術発展の鍵であると感じた。
A.正電荷吸着は、正に帯電した物質が、負に帯電した表面に引き寄せられて付着する現象で、負電荷吸着は、表面に負電荷を帯びて、それがほかの物質に引き寄せられられる現象である。ガラスは、固体電解質である。銀塩化銀電極は銀を塩化物イオンの含まれる水溶液でアノード分極すると得られる。塩化銀は、格子欠陥を持つ固体電解質であるため、銀塩化銀電極が電極になる理由である。 アルマイト製品の一例にフライパン鍋である。アルマイト製品はアルミニウムの表面に人工的な酸化被膜を生成させるアルマイト処理を施したものを用いた製品である。 アルマイト処理には複数存在し、一般的な白アルマイト、膜厚を厚くした硬質アルマイト、硬質アルマイトにフッ素樹脂を複合させたテフロン硬質アルマイト、酸化被膜に染料を浸透させた着色アルマイトがある。
A.①今回の講義では、腐食、防食について学んだ。始めにインターネットを用いて、銀―塩化銀電極の作り方を調査した。銀―塩化銀電極は、表面を洗浄した銀線を、塩化物イオンを含む水溶液中（KCl溶液,HCL溶液など）で陽分極を行えばよい。表面にAgClの淡いピンクの膜ができる。この銀線をKCl水溶液に浸漬すれば銀/塩化銀電極ができる。銀/塩化銀電極の回路図について授業で学んだ。また、AgClは共有結合であり、共有結合は電気を通さないはずであるが、なぜアノード反応が進行するのかどうかについて学んだ。 ② 発表ではアノード酸化膜を用いた製品として、アルミサッシを選び、その製造工程を記した。まず抽出成形を行い切断し前処理を終えた後、アノード酸化処理を行い着色をおこなっている。特徴として耐候性、耐腐食性が高く屋外で数十年使用できると言う強みを持つ。 ③まず、アノード反応について学んだ。AgとClが水溶液中で電気分解が行われイオンとなり、イオンが動いて電気を通す仕組みになっていた。また、現代の電気化学の教科書P151より、浅田法について調査を行った。浅田法とは、Alの電解染色法であり、日本で開発され、今でも世界的に工業製品に広く用いられている。アルミニウムアノード酸化皮膜の電解着色により、アルミ建材などのカラー化が行われている。また、着色の段階で酸化させているため、それ以上の酸化反応が行われないのも特徴である。
A. 銀塩化銀電極は環境負荷が小さい。表面を清浄にした銅線を塩化物イオンを含む水溶液(塩化カリウム溶液、塩酸)中で陽分極(アノード分極、酸化)することによって作られる。そして、表面には、塩化銀の淡いピンク色の膜ができるが、時間経過すると黒ずむ。電極は銀塩化銀と銅や白金になる。これはpH電極に使われる。 塩化銀はイオン結合でも、電気が流れる。それは、塩化銀が固体電解質としては働くためである。 アルミニウムは金属であり非極性で、親油性がある。酸化アルミニウム(アルマイト)になると、極性で、親水性がある。 着色アルミニウムはポーラス層のアルマイトは酸化に対して安定である。表面は非常に活性していて、いろんな物質を吸着したり析出したりすることができる。このアルミニウムの電解着色法は浅田法という。 不導体化について、アルミニウムと酸化アルミニウムを例に挙げる。モル体積を比較したとき、アルミニウムより酸化アルミニウムの方が大きいときは、不導体化が進む。 多孔質皮膜とは、無数の微細孔をもつ層とその下のバリアー層によって、形成される皮膜のことである。 化学反応を使わず、電気を蓄えることができるコンデンサがある。例として、アルミニウム電解コンデンサが挙げられる。
A. アノード酸化により、アルミニウム表面にAl?O?などの酸化被膜（アルマイト）が形成され、防食性が向上する。鉄や亜鉛、クロムも不動態化によって腐食を防ぐ。被膜には多孔質膜や絶縁性のバリア被膜があり、多孔質膜はSO???やCl?の影響で腐食されやすい。バリア被膜はAl?O?が絶縁体として働き、誘電体コンデンサにも応用される。 アノード酸化膜の機能と応用を調べましょうの発表では応用例としてフライパンを選んだ。グループ名は左真ん中であり、グループメンバーは私を含め、那須桂馬、浄閑祐輝であった。また、私の役割は執筆であった。フライパンはアルマイト加工により、耐食性や耐摩耗性、耐熱性を向上させるほか、電気絶縁性を付与させるなどの効果が得られることがわかった。 平常演習のアルミサッシやガルバニウム鋼板－建築材料－では、アルミニウム酸化皮膜は耐食性持ち、建築材料として広く利用されている。アルミサッシはアルミニウムを主成分としたマグネシウムやシリコンなどを含む合金であり、20?30年以上の耐久性がある。ガルバニウム鋼板はアルミニウム、亜鉛、シリコンの合金でメッキされた鋼板であり、20?40年程度の耐久性がある。断熱性能の向上により、二酸化炭素の削減と運用エネルギー節減に役立つということがわかった。
A.【講義の再話】 塩化銀はイオン結合であるのでふつう電子が流れないが、格子欠陥があることによって塩化銀が固体電解質として働いているため電気が流れると考えられる。 アルミニウムをアノード酸化すると親水性が高くなり色を付けることができるようになる。いわゆるアルマイトという状態にして色を付けている。アルマイトを観察した結果、様々な色に着色することができるとわかったそうだ。アルマイトに色を付ける浅田法という方法が用いられる。電解液内で交流で電解させることでアルミニウムの表面にニッケルやコバルト等の様々な物質を析出させ、色を付けていることが分かった。 鉄とアルミニウムの違いは、表面を完全に覆うかそうでないかである。アルミニウムは酸化被膜の体積が大きくなるため、不導体を形成できるが、鉄とfe3o4では鉄の方が体積が大きいため、表面を覆えず不導体を形成しない。金属単体と金属酸化物のモル体積を比較することで不導体となりえるかの大体の目安となる。 コンデンサの被膜が薄いほうが容量は大きいが耐電圧は低くなることが分かった。これらの要素はトレードオフの関係にあるため、太陽電池等では複数使ってパワーコンディショナーという方法で電圧を上げている。 【発表の 要旨】 演題はアノード酸化の応用についてで、グループ名は無題であった。 グループに属した人は高橋香桃花、三船歩美、原野美優、大阪琉音、鈴木結唯、増子香奈であり、自分が発表の創作に果たした役割は調査であった。アノード酸化の応用について調べた。スマホにおいては耐食性や耐摩耗性、尺職に応用されていることが分かった。 【復習の内容】 銀塩化銀電極について復習した。アノードとして銀、カソードとして白金、溶媒に塩化イオンが含まれるようにすると、銀表面に塩化銀が析出することが分かった。また、塩化銀はイオン結合であるが固体電解質としての性質を示すことが分かった。
A.アルミニウムの電解着色法として浅田法という物があることを知ることが出来た。これは析出した金属の微粒子がコロイドの光産卵と同じ原理で特定の色を示す原理からなっている。酸化に対して安定で表面の活性が高いAl2O3（アルマイト。不動体化してイオンとして溶け出しにくくなっている）に物質を吸着させたり析出させたりする。硫酸ニッケルを含む電解液で交流で電解するとNiが析出して褐色となる着色している。 演習では電極をアノードに分極させて酸化反応を起こし、電解液中の金属イオンを金属酸化体として析出させるアノード酸化を利用した工業製品を1つ選んで、その製造工程についてを議論した。アノード酸化を利用した製品は外壁や窓枠、照明器具やテーブルといった様々なもので白色着色法として使われていることがわかった。これは100℃以上の水熱処理で被膜組成をリン酸アルミニウム系にしたり、火花放電下で結晶性アルミナに変化させて出来るとわかった。 ほかの演習ではアルミニウムをアノード酸化してアルマイトを作成するときの手順、そしてアノード酸化してアルマイトを作成するときなにを作る工場でどうやってできているかを調べた。アルマイトはアルマイト処理や鉄化成処理、アルマイト加工をする工場で表面の油分を取り、酸で表面を加工してから酸化させて被膜を作ることで出来ることがわかった。
A.アノードとは？ 塩化銀アノード電極の回路図 銀塩化銀反応 AGCL固体があって電子は通らないので、固体電解質であると考える(格子欠陥Vacancy) アルミニウムなどの金属 油と相性が良い 非極性 親油性 酸化アルミニウム(アルマイト)などアノード酸化の生成物 水と相性が良い 極性 親水性 【着色法】 電気を利用して孔の底部（素地に近い側）に金属が沈着することによる着色法です。電解着色,二次電解,浅田法とも呼ばれます。 アルマイト Cu,Fe(トタン),Al(ガルバニウム) 酸化して不動態化 酸化皮膜 ステンレス 孔食 鉄とアルミニウムの違い 完全に覆うか覆わないか バリア皮膜 化学反応を使わないで電気をためるコンデンサーp122 図14 B電解コンデンサ 現代p166 アルミニウム電解コンデンサ 現代p249 銀塩化銀電極のセンサ例
A.①銀塩化銀電極についてやりました。 電解法として、前処理（洗浄）銀線の表面をやすりや研磨紙で軽く磨いた後、蒸留水で洗浄します。脂分がある場合はエタノールやアセトンで洗ってから水洗します。次に塩化処理（電解）、ビーカーに0.1～1 mol/L塩酸を入れ、つなぐ。直流電源で1～10V程度をかけて数分～10分程度通電します。銀表面に白っぽいAgCl皮膜が形成されます。反応後は塩酸をよく洗い流し、蒸留水ですすいで乾燥させます。このような方法で作成します。 ②アルミサッシドアの製造方法についてグループワークで調べました。 ③電極についての復習をしました。
A.
A. ①テーマはアルマイトと不働態についてである。例えばアルミサッシは、Alをアノードにしてアノード酸化させるアルマイト処理を行っており、表面に酸化皮膜を形成させているため耐食性が高くなっている。このように不働態化するものは、他にはステンレスなどがある。また、アルマイトは浅田法によって様々な色に着色することができる。 ②アノード酸化膜の機能と応用例の発表では、アルミサッシを選んだ。グループ名は未定で、グループのメンバーは私を含めてHUYNHVINH KHANG、久保明裕、坂本彩夏、小笠原大地であり、私の役割は原稿作成であった。アルミサッシの製法は、脱脂→アルカリエッチング→スマット除去処理→アルマイト処理→封孔処理→乾燥である。応用例としては、住宅やビルの窓枠などがあると調べられた。 ③11-03【平常演習】「鉄の不働態化とボルタモグラム」で取り組んだ内容を次に示す。ボルタモグラムにおいて、0から電位を上げていくと電流値が急激に増加する。これは、鉄が電子を出して鉄イオンとなり、硝酸に溶解しているからである。電位を上げていくと、ある電位で電流値は最大となり、そこからは電流値は急激に減少する。これは、鉄の表面が酸化被膜で覆われ始めて、鉄の溶解が抑えられるからである。急激に減少した電流値は、電位をあげても低い電流値のままでほぼ一定に保たれる。これは、鉄の表面が完全に酸化被膜で覆われてしまい、鉄がほぼ溶解しなくなるからである。さらに電位を高くすると、電流値は再び増加する。これは、非常に高い電位によって酸化被膜が不安定になって壊れることで、鉄が再び溶解できるようになるからである。
A.今回は銀、塩化銀電極とアノード酸化について学びました。銀電極を塩化物イオンを含む溶液を入れると、酸化反応が陽極側で起こることがわかりました。反応によってAgclの被膜ができることがわかりました。アノード分極が酸化するため、式で表すときはアノードが左側にくることを再確認できました。また、電子が流れない場合は固体電解質が動いていることを学びました。理由として回路に電子の流れがないため、電荷を打ち消すためにイオンが動く必要があることを学びました。固体電解質では、H+が移動して内部で電気的な特性を持つことがわかりました。また、アルミニウムのアノード酸化についても学習しました。酸化アルミニウムが表面に生成して被膜となることがわかりました。これは、腐食防止となるアルマイト加工ができることを学びました。 グループワークでは、アルマイト製品について調べ、フライパンや鍋を調べて書きました。
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大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
