JP2017031466A - Surface modification method for titanium substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、純チタンからなるチタン基材の表面に、耐食性及び導電性の層を形成してチタン基材の表面を改質する方法に関する。 The present invention relates to a method for modifying a surface of a titanium substrate by forming a corrosion-resistant and conductive layer on the surface of a titanium substrate made of pure titanium.
一般に、燃料電池スタックに用いられるセパレータとしては、純チタンなどの金属材料からなる基材と、基材の表面に形成された炭素材料などの膜とを有するものがある（例えば特許文献１参照）。こうしたセパレータによれば、炭素材料などの膜によって基材の表面が被覆されることから、セパレータの耐食性を向上させることができるとともに、セパレータの導電性を高い状態に維持することができる。 In general, as a separator used in a fuel cell stack, there is a separator having a base material made of a metal material such as pure titanium and a film made of a carbon material or the like formed on the surface of the base material (see, for example, Patent Document 1). . According to such a separator, since the surface of the base material is covered with a film such as a carbon material, the corrosion resistance of the separator can be improved, and the conductivity of the separator can be maintained at a high level.
また従来、基材の表面に炭素材料などの膜を形成する方法としては、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などがある。 Conventionally, as a method of forming a film of a carbon material or the like on the surface of a substrate, there are a PVD (Physical Vapor Deposition) method, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and the like.
ところで、ＰＶＤ法やＣＶＤ法のように基材の表面に炭素材料などの膜を形成する場合には、基材から膜が剥離するおそれがある。そのため、膜が剥離した部位を起点として基材の腐食が進行する。 By the way, when a film made of a carbon material or the like is formed on the surface of the base material like the PVD method or the CVD method, the film may be peeled off from the base material. Therefore, the corrosion of the base material starts from the site where the film is peeled off.
またこの場合、真空チャンバーやプラズマ電源、あるいはガス流量を制御する装置などの高価且つ大型の装置が必要となる。更にこの場合、こうした装置の取り扱いやメンテナンスが煩雑となる。 In this case, an expensive and large device such as a vacuum chamber, a plasma power source, or a device for controlling the gas flow rate is required. Further, in this case, handling and maintenance of such a device become complicated.
本発明の目的は、チタン基材の表面に耐食性及び導電性の層を容易に形成することのできるチタン基材の表面改質方法を提供することにある。 The objective of this invention is providing the surface modification method of the titanium base material which can form a corrosion resistance and an electroconductive layer on the surface of a titanium base material easily.
上記目的を達成するためのチタン基材の表面改質方法は、純チタンからなるチタン基材の表面に、二酸化チタンよりも低次の酸化チタンの層である低次酸化チタン層を形成して前記チタン基材の表面を改質する方法であって、酸化剤を含む溶融塩中に前記チタン基材を浸漬することにより前記チタン基材の表面に前記低次酸化チタン層を形成する。 A method for modifying the surface of a titanium substrate to achieve the above object is to form a low-order titanium oxide layer, which is a layer of titanium oxide lower than titanium dioxide, on the surface of a titanium substrate made of pure titanium. In the method of modifying the surface of the titanium substrate, the low-order titanium oxide layer is formed on the surface of the titanium substrate by immersing the titanium substrate in a molten salt containing an oxidizing agent.
同方法によれば、酸化剤を含む溶融塩中にチタン基材を浸漬させると、チタン基材の表面が酸化剤によって酸化されることとなる。このとき、溶融塩は、組成や温度により低次酸化膜が成長しやすい環境と考えられる。その結果、チタン基材の表面には二酸化チタンよりも低次の酸化チタン（ＴｉＯｘ、０＜ｘ＜２）の層である低次酸化チタン層が形成される。このため、酸化剤を含む溶融塩中にチタン基材を浸漬させるという簡易な方法によって、チタン基材の表面に低次酸化チタン層を形成することができる。 According to this method, when the titanium base material is immersed in the molten salt containing the oxidizing agent, the surface of the titanium base material is oxidized by the oxidizing agent. At this time, the molten salt is considered to be an environment in which a low-order oxide film easily grows depending on the composition and temperature. As a result, a low-order titanium oxide layer that is a layer of titanium oxide (TiOx, 0 <x <2) lower than titanium dioxide is formed on the surface of the titanium base material. For this reason, a low-order titanium oxide layer can be formed on the surface of a titanium base material by a simple method of immersing the titanium base material in a molten salt containing an oxidizing agent.
周知のように低次酸化チタン層は耐食性及び導電性を有する。このため、チタン基材の表面に低次酸化チタン層が形成されることによって、チタン基材の耐食性を向上させることができるとともに、チタン基材の導電性を維持することができる。 As is well known, the low-order titanium oxide layer has corrosion resistance and conductivity. For this reason, by forming a low-order titanium oxide layer on the surface of the titanium base material, the corrosion resistance of the titanium base material can be improved and the conductivity of the titanium base material can be maintained.
また、低次酸化チタン層はチタン基材の表面自体が酸化されて形成されたものであることから、同層が剥がれるおそれはない。
また、低次酸化チタン層を形成するための設備としては、溶融塩及びチタン基材を収容可能な耐熱性の容器、及び溶融塩を溶融状態に保持するために容器を加熱する加熱装置を具備していればよい。
Further, since the low-order titanium oxide layer is formed by oxidizing the surface of the titanium base material itself, there is no possibility that the same layer is peeled off.
In addition, the equipment for forming the low-order titanium oxide layer includes a heat-resistant container that can accommodate the molten salt and the titanium base material, and a heating device that heats the container to keep the molten salt in a molten state. If you do.
本発明によれば、チタン基材の表面に耐食性及び導電性の層を容易に形成することができる。 According to the present invention, a corrosion-resistant and conductive layer can be easily formed on the surface of a titanium substrate.
以下、図１を参照して、一実施形態について説明する。
まず、純チタンからなるチタン基材２０の表面に低次酸化チタン層を形成する装置１０の概要について説明する。なお、本実施形態においては、例えばＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｈ ４６００）によって定められた１種の純チタンを用いている。また、低次酸化チタン層とは、二酸化チタンよりも低次の酸化チタン（ＴｉＯｘ、０＜ｘ＜２）の層である。
Hereinafter, an embodiment will be described with reference to FIG.
First, the outline | summary of the apparatus 10 which forms a low-order titanium oxide layer on the surface of the titanium base material 20 which consists of pure titanium is demonstrated. In the present embodiment, for example, one type of pure titanium defined by JIS standard (JIS H 4600) is used. The low-order titanium oxide layer is a layer of titanium oxide (TiOx, 0 <x <2) that is lower than titanium dioxide.
図１に示すように、装置１０は、溶融塩１４を収容可能な耐熱性の容器１２と、溶融塩１４を溶融状態に保持するために容器１２を加熱する加熱装置１６とを備えている。
溶融塩１４には、例えば酸化カルシウムなどの酸化剤が添加されている。
As shown in FIG. 1, the apparatus 10 includes a heat-resistant container 12 that can store a molten salt 14 and a heating device 16 that heats the container 12 in order to keep the molten salt 14 in a molten state.
For example, an oxidizing agent such as calcium oxide is added to the molten salt 14.
この溶融塩１４中には、板状のチタン基材２０と、アルミニウム板からなり、低次酸化チタン層の形成を促進させる促進材３０とが浸漬される。チタン基材２０及び促進材３０は、それぞれニッケル線４０によって吊り下げられるとともに、チタン基材２０における低次酸化チタン層を形成する対象の面２１と促進材３０とが互いに対向するように平行にして溶融塩１４中に浸漬される。 In the molten salt 14, a plate-like titanium base material 20 and an accelerator 30 made of an aluminum plate and promoting the formation of a low-order titanium oxide layer are immersed. The titanium base material 20 and the promoter 30 are suspended by nickel wires 40, respectively, and are parallel so that the target surface 21 on the titanium base material 20 on which the low-order titanium oxide layer is formed and the promoter 30 face each other. Then, it is immersed in the molten salt 14.
なお、容器１２としては、例えばアルミナなどのセラミックからなる、るつぼが好ましい。また、加熱装置１６としては、容器１２全体を収容する電気炉が好ましい。
次に、実験条件をそれぞれ異ならせた３つの実施例について説明する。
The container 12 is preferably a crucible made of ceramic such as alumina. The heating device 16 is preferably an electric furnace that accommodates the entire container 12.
Next, three examples with different experimental conditions will be described.
（実施例１）
実施例１の溶融塩１４は、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、及び塩化リチウム（ＬｉＣｌ）の３種類の塩化物塩をそれぞれ３１：１４：５５のモル比で調合し、５５０℃で溶融させたものである。この溶融塩１４には、酸化剤として酸化カルシウム（ＣａＯ）が添加されている。また、溶融塩１４と酸化カルシウムとの質量比は１００：１．５とされている。そして、大気中において、加熱装置１６により容器１２を介して加熱された溶融塩１４中に、３０分間にわたってチタン基材２０を促進材３０と共に浸漬した。
Example 1
The molten salt 14 of Example 1 was prepared by mixing three types of chloride salts of calcium chloride (CaCl 2), potassium chloride (KCl), and lithium chloride (LiCl) in a molar ratio of 31:14:55, respectively, at 550 ° C. It was melted in Calcium oxide (CaO) is added to the molten salt 14 as an oxidizing agent. The mass ratio between the molten salt 14 and calcium oxide is 100: 1.5. Then, in the atmosphere, the titanium base material 20 was immersed together with the promoter 30 in the molten salt 14 heated through the container 12 by the heating device 16 for 30 minutes.
（実施例２）
実施例２の溶融塩１４は、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）及び塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）をそれぞれ５０：５０のモル比で調合し、６００℃で溶融させたものである。この溶融塩１４には、酸化剤として酸化カルシウム（ＣａＯ）が添加されている。また、溶融塩１４と酸化カルシウムとの質量比は１００：１．５とされている。そして、大気中において、加熱装置１６により容器１２を介して加熱された溶融塩１４中に、３０分間にわたってチタン基材２０を促進材３０と共に浸漬した。
(Example 2)
The molten salt 14 of Example 2 is prepared by mixing calcium chloride (CaCl2) and sodium chloride (NaCl) in a molar ratio of 50:50 and melting them at 600 ° C. Calcium oxide (CaO) is added to the molten salt 14 as an oxidizing agent. The mass ratio between the molten salt 14 and calcium oxide is 100: 1.5. Then, in the atmosphere, the titanium base material 20 was immersed together with the promoter 30 in the molten salt 14 heated through the container 12 by the heating device 16 for 30 minutes.
（実施例３）
実施例３の溶融塩１４及び酸化剤の種類及び量は、実施例１と同一である。また、浸漬時間も実施例１と同一である。ただし、実施例３では、チタン基材２０に電源装置の陽極を接続し、促進材３０に電源装置の陰極を接続し、溶融塩１４中にチタン基材２０及び促進材３０を浸漬している間に、これらチタン基材２０と促進材３０との間に−１Ｖの電位（銀−塩化銀電極を基準として測定）を１５分間にわたって印加した。
(Example 3)
The types and amounts of the molten salt 14 and the oxidizing agent in Example 3 are the same as those in Example 1. Further, the immersion time is also the same as in Example 1. However, in Example 3, the anode of the power supply device is connected to the titanium base material 20, the cathode of the power supply device is connected to the promoting material 30, and the titanium base material 20 and the promoting material 30 are immersed in the molten salt 14. In the meantime, a potential of -1 V (measured with reference to a silver-silver chloride electrode) was applied between the titanium base material 20 and the promoter 30 for 15 minutes.
（チタン基材２０の洗浄）
実施例１〜３においてそれぞれ３０分間にわたってチタン基材２０を溶融塩１４中に浸漬した後、チタン基材２０を容器１２から取り出し、チタン基材２０の洗浄を行なった。
(Cleaning of titanium substrate 20)
In Examples 1 to 3, after the titanium base material 20 was immersed in the molten salt 14 for 30 minutes, the titanium base material 20 was taken out of the container 12 and the titanium base material 20 was washed.
次に、溶融塩１４中に浸漬されたチタン基材２０を洗浄する方法について説明する。
（洗浄方法１）
チタン基材２０を水洗する。
Next, a method for cleaning the titanium base material 20 immersed in the molten salt 14 will be described.
(Cleaning method 1)
The titanium substrate 20 is washed with water.
（洗浄方法２）
チタン基材２０を水洗した後に、２規定の塩酸で酸洗する。
（洗浄方法３）
チタン基材２０を水洗した後に、２規定の塩酸と２ｗｔ％の過酸化水素水との混合液で洗浄する。
(Cleaning method 2)
After the titanium substrate 20 is washed with water, it is pickled with 2N hydrochloric acid.
(Cleaning method 3)
After the titanium substrate 20 is washed with water, it is washed with a mixture of 2N hydrochloric acid and 2 wt% hydrogen peroxide.
（アノード分極試験）
洗浄方法１〜３によってそれぞれチタン基材２０を洗浄した後、チタン基材２０の耐食性を調べるためにアノード分極試験を行なった。
(Anode polarization test)
After the titanium substrate 20 was cleaned by each of the cleaning methods 1 to 3, an anodic polarization test was performed to examine the corrosion resistance of the titanium substrate 20.
次に、腐食させる前のチタン基材２０とカーボンペーパーとの接触抵抗（以下、単に接触抵抗と略称する場合がある。）を測定する。
続いて、塩化ナトリウム１００ｍｇ／Ｌ及びフッ化ナトリウム５０ｍｇ／Ｌを溶かしたｐＨ２の硫酸溶液を準備し、８０℃に設定された硫酸溶液中にチタン基材２０を浸漬させるとともに同チタン基材２０に＋１Ｖの電位（標準水素電極を基準として測定）を１００時間にわたって印加する処理を行なった。
Next, the contact resistance between the titanium substrate 20 and the carbon paper before being corroded (hereinafter sometimes simply referred to as contact resistance) is measured.
Subsequently, a sulfuric acid solution having a pH of 2 in which 100 mg / L of sodium chloride and 50 mg / L of sodium fluoride were dissolved was prepared, and the titanium substrate 20 was immersed in the sulfuric acid solution set at 80 ° C. A process of applying a potential of +1 V (measured with reference to a standard hydrogen electrode) over 100 hours was performed.
次に、上記処理後のチタン基材２０とカーボンペーパーとの接触抵抗を測定する。
また比較例として、表面の改質が行なわれる前のチタン基材２０に対しても、上記と同様にアノード分極試験を行なった。
Next, the contact resistance between the treated titanium substrate 20 and carbon paper is measured.
As a comparative example, an anodic polarization test was performed on the titanium base material 20 before the surface modification was performed in the same manner as described above.
表１に、アノード分極試験の結果を示す。 Table 1 shows the results of the anodic polarization test.
実施例１のチタン基材２０においては、上記処理前の接触抵抗が５〜８ｍΩ・ｃｍ２であるのに対して、上記処理後の接触抵抗が１０〜１５ｍΩ・ｃｍ２となり、上記処理によって接触抵抗は増大したものの、その増大幅は比較例と比較すると無視できるほど小さい。 In the titanium base material 20 of Example 1, the contact resistance before the treatment is 5 to 8 mΩ · cm 2 , whereas the contact resistance after the treatment is 10 to 15 mΩ · cm 2 . Although the resistance increased, the increase width is negligibly small compared to the comparative example.
実施例２のチタン基材２０においては、上記処理前の接触抵抗が３ｍΩ・ｃｍ２であるのに対して、上記処理後の接触抵抗が１５ｍΩ・ｃｍ２となり、上記接触抵抗は増大したものの、その増大幅は比較例と比較すると無視できるほど小さい。 In the titanium base material 20 of Example 2, the contact resistance before the treatment was 3 mΩ · cm 2 , whereas the contact resistance after the treatment was 15 mΩ · cm 2 , and the contact resistance increased, The increase is so small that it can be ignored compared to the comparative example.
実施例３のチタン基材２０においては、上記処理前の接触抵抗が６〜７ｍΩ・ｃｍ２であるのに対して、上記処理後の接触抵抗が１０〜１２ｍΩ・ｃｍ２となり、上記接触抵抗は増大したものの、その増大幅は比較例と比較すると無視できるほど小さい。 In the titanium base material 20 of Example 3, the contact resistance before the treatment is 6 to 7 mΩ · cm 2 , whereas the contact resistance after the treatment is 10 to 12 mΩ · cm 2 , and the contact resistance is Although increased, the increase is negligibly small compared to the comparative example.
これらの実験結果から、上記実施例１〜３の実験によって得られたチタン基材２０では、比較例のチタン基材２０に比べて、耐食性が向上するとともに、チタン基材２０の導電性が高い状態に維持されるといえる。 From these experimental results, in the titanium base material 20 obtained by the experiments of Examples 1 to 3, the corrosion resistance is improved and the conductivity of the titanium base material 20 is high as compared with the titanium base material 20 of the comparative example. It can be said that the state is maintained.
このことから、チタン基材２０の表面には、導電性に優れるものの耐食性においては劣る純チタンでもなく、耐食性に優れるものの導電性においては劣る二酸化チタンでもない別の層が形成されたと考えられる。 From this fact, it is considered that another layer was formed on the surface of the titanium base material 20 which was excellent in conductivity but not inferior in pure corrosion resistance, and was excellent in corrosion resistance but not inferior in titanium dioxide.
ここで、溶融塩１４中に酸化剤が含まれていたことを考慮すると、チタン基材２０の表面には、耐食性及び導電性の双方において優れた低次酸化チタン層が形成されたと考えられる。そこで、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）により、チタン基材２０の表面の組成を調べたところ、低次酸化チタン層が形成されたことが確認された。 Here, considering that the molten salt 14 contained an oxidizing agent, it is considered that a low-order titanium oxide layer excellent in both corrosion resistance and conductivity was formed on the surface of the titanium base material 20. Therefore, when the composition of the surface of the titanium substrate 20 was examined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), it was confirmed that a low-order titanium oxide layer was formed.
また、チタン基材２０の表面のうち促進材３０に対向する面２１とは反対側の面２２には、同対向する面２１に比べて低次酸化チタン層が形成されにくいことが確認された。そして、促進材３０を省略した場合には、チタン基材２０の表面に低次酸化チタン層が形成されるまでに数時間から数十時間を要することが実験により確認されている。このことから、促進材３０が低次酸化チタン層の形成を促進させる作用を奏するものと考えられる。 In addition, it was confirmed that a lower-order titanium oxide layer is less likely to be formed on the surface 22 of the surface of the titanium base material 20 opposite to the surface 21 facing the promoter 30 compared to the surface 21 facing the same. . And when the promoter 30 is abbreviate | omitted, it has been confirmed by experiment that it takes several hours to several dozen hours until a low-order titanium oxide layer is formed on the surface of the titanium base material 20. From this, it is considered that the promoter 30 has an effect of promoting the formation of the low-order titanium oxide layer.
次に、本実施形態の作用について説明する。
発明者は、低次酸化チタン層が形成されるメカニズムを以下のように推測した。すなわち、酸化剤を含む溶融塩１４中にチタン基材２０を浸漬させると、チタン基材２０の表面が酸化剤によって酸化されることとなる。このとき、溶融塩１４中は還元雰囲気であることから、酸化剤によるチタン基材２０の表面の酸化が緩和されると考えられる。その結果、チタン基材２０の表面には二酸化チタンよりも低次の酸化チタンの層である低次酸化チタン層が形成される。
Next, the operation of this embodiment will be described.
The inventor presumed the mechanism by which the low-order titanium oxide layer is formed as follows. That is, when the titanium base material 20 is immersed in the molten salt 14 containing the oxidizing agent, the surface of the titanium base material 20 is oxidized by the oxidizing agent. At this time, since the molten salt 14 is in a reducing atmosphere, it is considered that the oxidation of the surface of the titanium substrate 20 by the oxidizing agent is alleviated. As a result, a low-order titanium oxide layer, which is a lower-order titanium oxide layer than titanium dioxide, is formed on the surface of the titanium substrate 20.
以上説明した本実施形態に係るチタン基材の表面改質方法によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）酸化剤を含む溶融塩１４中にチタン基材２０を浸漬することによりチタン基材２０の表面に低次酸化チタン層を形成するようにした。
According to the titanium substrate surface modification method according to the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) A low-order titanium oxide layer was formed on the surface of the titanium substrate 20 by immersing the titanium substrate 20 in the molten salt 14 containing an oxidizing agent.
こうした方法によれば、酸化剤を含む溶融塩１４中にチタン基材２０を浸漬させるという簡易な方法によって、チタン基材２０の表面に低次酸化チタン層を形成することができる。これにより、チタン基材２０の耐食性を向上させることができるとともに、チタン基材２０の導電性を維持することができる。 According to such a method, a low-order titanium oxide layer can be formed on the surface of the titanium substrate 20 by a simple method of immersing the titanium substrate 20 in the molten salt 14 containing the oxidizing agent. Thereby, while being able to improve the corrosion resistance of the titanium base material 20, the electroconductivity of the titanium base material 20 can be maintained.
また、低次酸化チタン層はチタン基材２０の表面自体が酸化されて形成されたものであることから、同層が剥がれることはない。
また、低次酸化チタン層を形成するための設備としては、溶融塩１４及びチタン基材２０を収容可能な耐熱性の容器１２、及び溶融塩１４を溶融状態に保持するために容器１２を加熱する加熱装置１６を具備していればよい。
Further, since the low-order titanium oxide layer is formed by oxidizing the surface of the titanium base material 20 itself, the same layer is not peeled off.
The equipment for forming the low-order titanium oxide layer includes a heat-resistant container 12 that can accommodate the molten salt 14 and the titanium base material 20, and the container 12 is heated to keep the molten salt 14 in a molten state. What is necessary is just to have the heating apparatus 16 to perform.
したがって、チタン基材２０の表面に耐食性及び導電性の層を容易に形成することができる。
（２）溶融塩１４として塩化物塩を用いるようにした。
Therefore, a corrosion-resistant and conductive layer can be easily formed on the surface of the titanium substrate 20.
(2) A chloride salt was used as the molten salt 14.
容器１２から取り出された後のチタン基材２０の表面には塩が析出することとなるが、同塩が塩化物塩であることから、水洗のみであっても同塩を容易に除去することができる。したがって、上記方法によれば、反応後の洗浄工程が簡易なものとなる。 Although the salt will be deposited on the surface of the titanium substrate 20 after being taken out from the container 12, the salt is a chloride salt, so that the salt can be easily removed even with only water washing. Can do. Therefore, according to the above method, the washing step after the reaction is simplified.
（３）溶融塩１４中に、アルミニウムからなり、低次酸化チタン層の形成を促進させる促進材３０を浸漬するとともに、チタン基材２０における低次酸化チタン層を形成する対象の面２１を促進材３０に対向させるようにした。こうした方法によれば、上記対象の面２１に低次酸化チタン層を短い時間で形成することができる。 (3) In the molten salt 14, an accelerator 30 made of aluminum and accelerating the formation of a low-order titanium oxide layer is immersed, and the surface 21 of the titanium substrate 20 on which the low-order titanium oxide layer is to be formed is promoted. It was made to oppose the material 30. According to such a method, a low-order titanium oxide layer can be formed on the target surface 21 in a short time.
（４）低次酸化チタン層を形成するための設備としては、溶融塩１４、チタン基材２０、及び促進材３０を収容可能な耐熱性の容器１２、及び溶融塩を溶融状態に保持するために容器１２を加熱する加熱装置１６を具備していればよい。このため、体格の大きなチタン基材２０に対して低次酸化チタン層を形成する場合であっても、装置の大型化を容易に図ることができる。 (4) As equipment for forming the low-order titanium oxide layer, the molten salt 14, the titanium base material 20, and the heat-resistant container 12 that can accommodate the accelerator 30 and the molten salt are held in a molten state. The heating device 16 for heating the container 12 may be provided. For this reason, even if it is a case where a low-order titanium oxide layer is formed with respect to the titanium base material 20 with a large physique, the enlargement of an apparatus can be achieved easily.
＜変形例＞
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・チタン基材２０は、１種の純チタンからなるものに限定されない。例えばＪＩＳ規格の純チタンであれば、２種や３種や４種の純チタンであってもよい。また、本発明における純チタンは、ＪＩＳ規格によって定められたものに限定されるものではない。
<Modification>
In addition, the said embodiment can also be changed as follows, for example.
-Titanium base material 20 is not limited to what consists of 1 type of pure titanium. For example, as long as it is JIS standard pure titanium, two, three, or four types of pure titanium may be used. Moreover, the pure titanium in this invention is not limited to what was defined by JIS specification.
・上記実施形態では、促進材３０とチタン基材２０とを互いに対向するように平行にしたが、チタン基材２０における低次酸化チタン層を形成する対象の面２１と促進材３０とが対向していればよく、必ずしも促進材３０とチタン基材２０とを平行にする必要はない。また、チタン基材２０の形状に合わせて促進材３０の形状を適宜変更することもできる。また、促進材そのものを容器として用いることもできる。 In the above embodiment, the accelerator 30 and the titanium base material 20 are parallel to face each other, but the surface 21 of the titanium base material 20 on which the low-order titanium oxide layer is formed and the promoter 30 face each other. It is only necessary that the promoter 30 and the titanium substrate 20 be parallel to each other. In addition, the shape of the promoter 30 can be appropriately changed according to the shape of the titanium base material 20. Further, the promoter itself can be used as a container.
・発明者は、溶融塩１４中に、アルミニウムからなる促進材３０に代えて、炭素材料からなる促進材を浸漬させる実験を行なった。この場合においても、促進材を浸漬させない場合に比べて低次酸化チタン層の形成に要する時間を短くすることができる。 The inventor conducted an experiment in which an accelerator made of a carbon material was immersed in the molten salt 14 instead of the accelerator 30 made of aluminum. Even in this case, the time required for forming the low-order titanium oxide layer can be shortened as compared with the case where the promoter is not immersed.
・溶融塩１４を構成する塩化物塩の種類と混合比を適宜変更することもできる。この場合、溶融塩を溶融状態に保持するための温度を、溶融塩を形成する塩の種類や塩の混合比に合わせて適宜変更すればよい。 -The kind and mixing ratio of the chloride salt which comprises the molten salt 14 can also be changed suitably. In this case, the temperature for maintaining the molten salt in a molten state may be appropriately changed in accordance with the type of salt forming the molten salt and the mixing ratio of the salts.
・例えばフッ化ナトリウムやフッ化アルミニウムなどのフッ化物塩によって溶融塩を形成することもできる。また、硝酸ナトリウムや硝酸カリウムなどの硝酸塩によって溶融塩を形成することもできる。また、この場合においても、溶融塩を溶融状態に保持するための温度を、溶融塩を形成する塩の種類や塩の混合比に合わせて適宜変更すればよい。 -For example, a molten salt can be formed by a fluoride salt such as sodium fluoride or aluminum fluoride. Also, a molten salt can be formed with a nitrate such as sodium nitrate or potassium nitrate. Also in this case, the temperature for maintaining the molten salt in a molten state may be appropriately changed in accordance with the type of salt forming the molten salt and the salt mixing ratio.
・例えば酸化カリウム、酸化リチウム、酸化ナトリウムなどの酸化カルシウム以外の酸化剤を溶融塩中に添加するようにしてもよい。 -For example, an oxidizing agent other than calcium oxide such as potassium oxide, lithium oxide, or sodium oxide may be added to the molten salt.
１０…装置、１２…容器、１４…溶融塩、１６…加熱装置、２０…チタン基材、２１…対象の面、２２…反対側の面、３０…促進材、４０…ニッケル線。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Apparatus, 12 ... Container, 14 ... Molten salt, 16 ... Heating device, 20 ... Titanium base material, 21 ... Target surface, 22 ... Opposite side surface, 30 ... Promoter, 40 ... Nickel wire.
Claims (5)
酸化剤を含む溶融塩中に前記チタン基材を浸漬することにより前記チタン基材の表面に前記低次酸化チタン層を形成する、
チタン基材の表面改質方法。 A method of modifying the surface of the titanium substrate by forming a low-order titanium oxide layer, which is a layer of titanium oxide lower than titanium dioxide, on the surface of a titanium substrate made of pure titanium,
Forming the low-order titanium oxide layer on the surface of the titanium substrate by immersing the titanium substrate in a molten salt containing an oxidizing agent;
A method for modifying the surface of a titanium substrate.
請求項１に記載のチタン基材の表面改質方法。 The molten salt is a chloride salt;
The method for modifying the surface of a titanium substrate according to claim 1.
前記溶融塩中に、アルミニウムまたは炭素材料からなり、前記低次酸化チタン層の形成を促進させる促進材を配置する、
チタン基材の表面改質方法。 In the method for modifying the surface of a titanium substrate according to claim 1 or 2,
In the molten salt, an accelerator or a carbon material, and an accelerator that promotes the formation of the low-order titanium oxide layer is disposed.
A method for modifying the surface of a titanium substrate.
請求項３に記載のチタン基材の表面改質方法。 The surface of the target for forming the low-order titanium oxide layer in the titanium base material is opposed to the promoter.
The method for modifying the surface of a titanium substrate according to claim 3.
前記溶融塩中にチタン基材を浸漬するための容器が、アルミニウムまたは炭素材料からなり、前記低次酸化チタン層の形成を促進させる促進材によって形成されている、
チタン基材の表面改質方法。 In the method for modifying the surface of a titanium substrate according to claim 1 or 2,
A container for immersing the titanium base material in the molten salt is made of aluminum or a carbon material, and is formed by an accelerator that promotes the formation of the low-order titanium oxide layer.
A method for modifying the surface of a titanium substrate.
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