JP2019218576A - Method for producing iron nitride material - Google Patents

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Abstract

To provide a novel method for producing an iron nitride material having a nitride layer containing γ'-N .SOLUTION: The present invention provides a method for producing an iron nitride material having a nitride layer containing γ'-FeN on the surface of an iron base material, the method comprising an electrolysis step for electro-depositing γ'-FeN on the surface of the anode by performing molten salt electrolysis using a cathode and an anode made of an iron base material provided in an electrolytic solution in which nitride ions (N) are dissolved in a molten salt, in the electrolysis step, the temperature of the electrolyte being 240°C. or higher, and the potential applied to the described-above anode being more than 0.6 V and 1.5 V or less on the basis of Li/Li.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、窒化鉄材の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an iron nitride material.

従来、モーターや発電機などに利用される永久磁石として、Nd(ネオジム)やSm(サマリウム)といった希土類元素を含有する希土類磁石が広く使用されている。しかしながら、希土類磁石は磁気特性に優れるものの、磁石に含まれる希土類元素が希少元素であるため、使用量の低減が求められている。希土類磁石の代替品としては、窒化鉄材を用いた磁石が注目されている。特に、飽和磁化が非常に高く、磁気特性に優れた窒化鉄材としてα’’−Fe16が知られている。 Conventionally, rare earth magnets containing rare earth elements such as Nd (neodymium) and Sm (samarium) have been widely used as permanent magnets used for motors, generators and the like. However, although rare earth magnets have excellent magnetic properties, the rare earth element contained in the magnet is a rare element, and therefore, a reduction in the amount used is required. As a substitute for the rare earth magnet, a magnet using an iron nitride material has attracted attention. In particular, α ″ -Fe 16 N 2 is known as an iron nitride material having a very high saturation magnetization and excellent magnetic properties.

鉄の窒化物層を形成する方法は種々検討されており、例えば、鋼材をガス窒化処理することによって窒素を鋼材中に浸透拡散させる方法が良く知られている(例えば、非特許文献1参照)。
また、ガス窒化による方法以外にも、分子線エピタキシー法によって鉄の窒化物層を形成する方法(例えば、非特許文献2参照)や、スパッタリング法によって鉄の窒化物層を形成する方法(例えば、非特許文献3参照)なども知られている。
他には、めっき法による方法も知られており、例えば、特許文献1には窒化物イオンを含む溶融塩の電解浴中で鋼材を作用極として溶融塩電解を行ない、窒化物層を形成する方法が開示されている。
Various methods for forming an iron nitride layer have been studied. For example, a method of permeating and diffusing nitrogen into steel by gas nitriding the steel is well known (for example, see Non-Patent Document 1). .
In addition to the method using gas nitriding, a method of forming an iron nitride layer by a molecular beam epitaxy method (for example, see Non-Patent Document 2) and a method of forming an iron nitride layer by a sputtering method (for example, Non-Patent Document 3) is also known.
In addition, a method using a plating method is also known. For example, Patent Document 1 discloses that a molten salt electrolysis is performed using a steel material as a working electrode in an electrolytic bath of a molten salt containing nitride ions to form a nitride layer. A method is disclosed.

特開2009−052104号公報JP 2009-052104 A

梅田孝彰 宮部一夫、「窒化ポテンシャル制御を適用した窒化処理の生産技術開発」、KOMATSU TECHNICAL REPORT、2014年、VOL.60、No.167、pp17−23Takaaki Umeda Kazuo Miyabe, "Development of Production Technology for Nitriding Process Applying Nitriding Potential Control", KOMATSU TECHNICAL REPORT, 2014, Vol. 60, no. 167, pp17-23 M.Komuro et al.,“Epitaxial growth and magnetic properties of Fe16N2 films with high saturation magnetic flux density(invited)” Journal of Applied Physics, 1990,vol.67,No.9,pp.5126−5130M. Komuro et al. , "Epiaxial growth and magnetic properties of Fe16N2 films with high saturation magnetic flux density (invited), Journal of Pharmaceuticals, 90.degree. 67, no. 9, pp. 5126-5130 M.Takahashi et al.,“Magnetic moment of α’’−Fe16N2 films(invited)” Journal of Applied Physics, 1994,vol.76,No.10,pp.6642−6647M. Takahashi et al. , “Magnetic moment of α ″ -Fe16N2 films (invited)”, Journal of Applied Physics, 1994, vol. 76, No. 10, pp. 6642-6647

非特許文献1に記載のガス窒化による処理は、炉内にNHガスを導入して500℃〜580℃に加熱することで鋼材に窒素を浸透拡散させる処理であり、ε相(FeN)やγ’相(FeN)が生成するが、α’’−Fe16を形成することはできない。これは、α’’−Fe16は250℃を越えると不安定になるため、500℃〜580℃の加熱処理では生成しないと考えられるからである。
また、NHガスを用いたガス窒化処理は、窒素を鋼材に浸透拡散させる処理であるため、窒化物として、FeNやε−FeNが生成することを回避することは困難であった。
The treatment by gas nitriding described in Non-Patent Document 1 is a treatment in which NH 3 gas is introduced into a furnace and heated to 500 ° C. to 580 ° C. to cause nitrogen to permeate and diffuse into a steel material, and the ε phase (Fe 3 N ) And a γ ′ phase (Fe 4 N) are formed, but α ″ -Fe 16 N 2 cannot be formed. This is because α ″ -Fe 16 N 2 becomes unstable when the temperature exceeds 250 ° C., and is not considered to be generated by the heat treatment at 500 ° C. to 580 ° C.
Further, since the gas nitriding treatment using NH 3 gas is a treatment for permeating and diffusing nitrogen into a steel material, it is difficult to avoid generation of Fe 2 N or ε-Fe 3 N as nitride. Was.

また、非特許文献2や非特許文献3に記載の方法によればα’’−Fe16を形成できるものの成長速度に限界があるため、成膜に時間を要するという問題がある。また、真空などの環境が必要であるため連続的な処理が難しく、工業的な生産には向いていない。 Further, according to the methods described in Non-Patent Documents 2 and 3, although α ″ -Fe 16 N 2 can be formed, there is a limit on the growth rate, so that there is a problem that time is required for film formation. In addition, continuous processing is difficult due to the necessity of an environment such as a vacuum, which is not suitable for industrial production.

特許文献1に記載の方法は、鋼材(クロムを含有する鋼材、基本的にはステンレス鋼)を、窒化物イオンを含有する溶融塩の電解浴中に配置し、415℃以下、好ましくは315℃以下の浴温で鋼材を作用極として溶融塩電解を行って耐食性の優れた窒化物層を形成させるというものである。しかしながら、形成される窒化物層にα’’−Fe16生成に関する記述や示唆はない。これは、特許文献1に記載の方法では溶融塩電解を415℃以下、好ましくは315℃以下で行なうこととされているが、この範囲であっても250℃より高温では、α’’−Fe16を形成することはできないためであると考えられる。 In the method described in Patent Document 1, a steel material (a steel material containing chromium, basically, a stainless steel) is placed in an electrolytic bath of a molten salt containing nitride ions, and is placed at 415 ° C. or lower, preferably 315 ° C. At the following bath temperature, molten salt electrolysis is performed using steel as a working electrode to form a nitride layer having excellent corrosion resistance. However, there is no description or suggestion of α ″ -Fe 16 N 2 generation in the formed nitride layer. This is because, in the method described in Patent Document 1, the molten salt electrolysis is performed at 415 ° C. or less, preferably 315 ° C. or less. It is considered that 16 N 2 cannot be formed.

そこで本発明は、鉄基材の表面にα’’−Fe16を均一に含有する窒化物層が設けられた窒化鉄材を効率良く製造する方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for efficiently producing an iron nitride material in which a nitride layer containing α ″ -Fe 16 N 2 uniformly on the surface of an iron base material is provided.

本発明の1つの側面は、鉄基材の表面に、γ’−FeNを含む第1窒化物層を有する窒化鉄材を製造する方法(以下、第1の製造方法ともいう)であって、
溶融塩中に窒化物イオン(N3−)を溶解させた電解液中に設けた、カソード及び鉄基材からなるアノードを用いて溶融塩電解を行なうことにより上記アノードの表面にγ’−FeNを電析させる電解工程、を有し、
上記電解工程において、上記電解液の温度は240℃以上であり、かつ上記アノードに印加する電位はLi/Li基準で0.6Vを超え、1.5V以下である、窒化鉄材の製造方法に関する。
One aspect of the present invention is a method for manufacturing an iron nitride material having a first nitride layer containing γ′-Fe 4 N on a surface of an iron base material (hereinafter, also referred to as a first manufacturing method). ,
By performing molten salt electrolysis using an anode comprising a cathode and an iron base provided in an electrolytic solution in which nitride ions ( N3- ) are dissolved in a molten salt, γ'-Fe 4 N has electrolytic step of electrodeposition, the a,
In the above electrolysis step, the present invention relates to a method for producing an iron nitride material, wherein the temperature of the electrolytic solution is 240 ° C. or higher and the potential applied to the anode is more than 0.6 V and 1.5 V or less based on Li + / Li. .

本発明の他の側面は、鉄基材の表面に、α’’−Fe16を含む第2窒化物層を有する窒化鉄材を製造する方法(以下、第2の製造方法ともいう)であって、
上記第1の製造方法によって、表面にγ’−FeNを含む第1窒化物層を有する第1窒化鉄材を製造する工程と、
上記第1窒化鉄材を600℃以上の温度で加熱し、上記鉄基材の表面にγ相を生成する第1加熱工程と、
表面に上記γ相が生成された鉄基材を急冷し、上記鉄基材の表面にα’相を生成する急冷工程と、
表面に上記α’相が生成された鉄基材を200℃以下の温度で加熱し、上記鉄基材の表面にα’’−Fe16を析出させる第2加熱工程と、
を有する、窒化鉄材の製造方法に関する。
Another aspect of the present invention is a method for manufacturing an iron nitride material having a second nitride layer containing α ″ -Fe 16 N 2 on a surface of an iron base material (hereinafter, also referred to as a second manufacturing method). So,
By the first manufacturing method, the steps of manufacturing the first iron nitride having a first nitride layer comprising γ'-Fe 4 N to the surface,
A first heating step of heating the first iron nitride material at a temperature of 600 ° C. or higher to generate a γ phase on the surface of the iron base material;
Quenching the iron substrate in which the γ phase is generated on the surface, and a quenching step of generating an α ′ phase on the surface of the iron substrate,
A second heating step of heating the iron substrate in which the α ′ phase has been generated on the surface at a temperature of 200 ° C. or lower to precipitate α ″ -Fe 16 N 2 on the surface of the iron substrate,
And a method for producing an iron nitride material.

本発明によれば、α’’−Fe16を含む窒化物層を有する窒化鉄材の好適な製造方法を提供することができ、特に、ε相が生成しにくく、α’’−Fe16が均一に生成された窒化物層を有する窒化鉄材の製造方法を提供することができる。また、本発明は、α’’−Fe16を含む窒化物層を有する窒化鉄材の製造に使用する、γ’−FeNを含む窒化物層を有する窒化鉄材の新規な製造方法も提供する。 According to the present invention, α '' - Fe 16 N 2 can provide a suitable manufacturing method of the iron nitride having a nitride layer containing, in particular, epsilon phase is hardly generated, α '' - Fe 16 It is possible to provide a method for manufacturing an iron nitride material having a nitride layer in which N 2 is uniformly generated. The present invention also provides a novel method for producing an iron nitride material having a nitride layer containing γ′-Fe 4 N, which is used for producing an iron nitride material having a nitride layer containing α ″ -Fe 16 N 2. provide.

本発明の実施形態に係る第2の製造方法における必須工程を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the essential process in the 2nd manufacturing method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る第1の製造方法における電解工程の一例の概略を表す図である。It is a figure showing the outline of an example of the electrolysis process in the 1st manufacturing method concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る窒化鉄材の製造方法で使用可能なガス電極の構成の一例の概略を表す図である。It is a figure showing the outline of an example of the composition of the gas electrode which can be used by the manufacturing method of the iron nitride material concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る窒化鉄材の製造方法で使用可能なガス電極の構成の別の一例の概略を表す図である。It is a figure showing the outline of another example of the composition of the gas electrode which can be used by the manufacturing method of the iron nitride material concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る窒化鉄材の製造方法で使用可能なガス電極の構成の更に別の一例の概略を表す図である。It is a figure showing the outline of another example of composition of the gas electrode which can be used by the manufacturing method of the iron nitride material concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る窒化鉄材の製造方法で使用可能なガス電極の構成の更に別の一例の概略を表す図である。It is a figure showing the outline of another example of composition of the gas electrode which can be used by the manufacturing method of the iron nitride material concerning the embodiment of the present invention. 図7A及び図7Bは、それぞれX線回折装置による測定結果であり、図7Bは、図7Aの要部拡大図である。7A and 7B show the results of measurement using an X-ray diffractometer, respectively, and FIG. 7B is an enlarged view of a main part of FIG. 7A. 実施例1でFe板の表面に設けた窒化物層のメスバウアー分光スペクトルを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a Mossbauer spectrum of a nitride layer provided on the surface of an Fe plate in Example 1. 図8に示したメスバウアー分光スペクトルの解析結果を示す表である。9 is a table showing the results of analyzing the Mossbauer spectroscopy spectrum shown in FIG. 8.

[発明の実施形態の概要]
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
(1)本発明の一実施形態に係る窒化鉄材の製造方法(第1の製造方法)は、
鉄基材の表面に、γ’−FeNを含む第1窒化物層を有する窒化鉄材を製造する方法であって、
溶融塩中に窒化物イオン(N3−)を溶解させた電解液中に設けた、カソード及び鉄基材からなるアノードを用いて溶融塩電解を行なうことにより上記アノードの表面にγ’−FeNを電析させる電解工程、を有し、
上記電解工程において、上記電解液の温度は240℃以上であり、かつ上記アノードに印加する電位はLi/Li基準で0.6Vを超え、1.5V以下である、窒化鉄材の製造方法である。
[Summary of Embodiment of the Invention]
First, the contents of the embodiment of the present invention will be listed and described.
(1) A method for manufacturing an iron nitride material according to an embodiment of the present invention (first manufacturing method) includes:
A method for producing an iron nitride material having a first nitride layer containing γ′-Fe 4 N on a surface of an iron base material,
By performing molten salt electrolysis using an anode comprising a cathode and an iron base provided in an electrolytic solution in which nitride ions ( N3- ) are dissolved in a molten salt, γ'-Fe 4 N has electrolytic step of electrodeposition, the a,
In the above electrolytic process, the temperature of the electrolytic solution is 240 ° C. or more, and the potential applied to the anode is more than 0.6 V and 1.5 V or less on the basis of Li + / Li. is there.

上記(1)に記載の発明の態様によれば、上記第1窒化物層を構成する生成相を電解液の温度(処理温度)とアノードに印加する電位とで制御することができる。そのため、ガス窒化処理に比べて、γ’相を生成するのに適しており、第1窒化物層中に均一にγ’-FeNを均一に生成しやすい。また、ガス窒化処理に比べて、γ’-FeNの単相を生成するための制御が容易でもある。
なお、本発明では、γ’相が均一に生成しているとは、第1窒化物層内において、γ’相が均一に分散していることを意味する。また、γ’-FeNの単相とは、γ’-FeN以外の鉄と窒素の金属間化合物を含まないことをいう。
According to the aspect of the invention described in the above (1), the generated phase constituting the first nitride layer can be controlled by the temperature of the electrolytic solution (processing temperature) and the potential applied to the anode. Therefore, it is more suitable for generating the γ ′ phase than the gas nitriding treatment, and easily generates γ′-Fe 4 N uniformly in the first nitride layer. In addition, control for generating a single phase of γ′-Fe 4 N is easier than in gas nitriding.
In the present invention, that the γ ′ phase is uniformly generated means that the γ ′ phase is uniformly dispersed in the first nitride layer. Moreover, the single phase of γ'-Fe 4 N, means that it does not contain an intermetallic compound of iron and nitrogen other than γ'-Fe 4 N.

また、溶融塩電解による窒化処理では、ガス窒化処理よりも低温でかつ短時間で窒化処理が可能であり、加熱時における鉄基材の変形量を減らすことができる。更には、処理時における消費エネルギーの低減にも寄与することができる。
そして、本態様で製造されたγ’−FeNを含む第1窒化物層を有する窒化鉄材は、後述する(17)に記載の製造方法において、α’’−Fe16を含む第2窒化物層を有する窒化鉄材を製造するための材料として好適に使用することができる。
Further, in the nitriding treatment by molten salt electrolysis, the nitriding treatment can be performed at a lower temperature and in a shorter time than in the gas nitriding treatment, and the amount of deformation of the iron base material during heating can be reduced. Furthermore, it can contribute to reduction of energy consumption during processing.
Then, the iron nitride material having the first nitride layer containing γ′-Fe 4 N manufactured in this embodiment is the same as the iron nitride material containing α ″ -Fe 16 N 2 in the manufacturing method described in (17) described below. It can be suitably used as a material for producing an iron nitride material having a two-nitride layer.

(2)上記(1)に記載の窒化鉄材の製造方法において、上記鉄基材は、純度が99質量%以上であることが好ましい。
このように鉄基材中の不純物量を低減し、上記鉄基材の純度を99重量%以上とすることで、γ’-FeN以外の異相の生成を抑制することができる。また、後述する(17)に記載の製造方法における急冷工程において、急冷時のα’相の生成しやすさを維持することができる。
(2) In the method for producing an iron nitride material according to (1), the iron base material preferably has a purity of 99% by mass or more.
As described above, by reducing the amount of impurities in the iron base material and setting the purity of the iron base material to 99% by weight or more, it is possible to suppress generation of a foreign phase other than γ′-Fe 4 N. In addition, in the quenching step in the production method described in (17) described later, it is possible to maintain the easiness of generating the α ′ phase during quenching.

(3)上記(1)に記載の窒化鉄材の製造方法において、上記鉄基材は、炭素量が0.02質量%以上、2.14質量%以下であることも好ましい。
鉄基材として、炭素を含有する鉄基材を使用した場合であっても、γ’-FeNを生成することができる。なお、ガス窒化処理の場合は、炭素を含有する鉄基材の表面にγ’-FeNを生成することは容易ではない。
(3) In the method for producing an iron nitride material according to the above (1), the iron base material preferably has a carbon content of 0.02% by mass or more and 2.14% by mass or less.
Even when an iron base material containing carbon is used as the iron base material, γ′-Fe 4 N can be generated. In the case of gas nitriding, it is not easy to generate γ'-Fe 4 N on the surface of an iron base material containing carbon.

(4)上記(1)〜(3)のいずれかに記載の窒化鉄材の電解工程において、上記電解液の温度は350℃以上、450℃以下であることが好ましい。
この場合、上記鉄基材の表面にγ’-FeNを効率良く生成することができる。
一方、電解液の温度が350℃未満では、鉄基材の表面にγ’-FeNが生成しにくくなることがあり、上記温度が450℃を超えると、上記鉄基材の変形量が大きくなってしまうことがある。また、供給エネルギー量が増大してしまう。
(4) In the step of electrolyzing the iron nitride material according to any one of (1) to (3), the temperature of the electrolytic solution is preferably 350 ° C. or more and 450 ° C. or less.
In this case, γ′-Fe 4 N can be efficiently generated on the surface of the iron base material.
On the other hand, when the temperature of the electrolytic solution is lower than 350 ° C., γ′-Fe 4 N may be difficult to be generated on the surface of the iron base material, and when the temperature exceeds 450 ° C., the deformation amount of the iron base material is reduced. It can get bigger. In addition, the amount of supplied energy increases.

(5)上記(1)〜(4)のいずれかに記載の窒化鉄材の電解工程において、上記アノードに印加する電位はLi/Li基準で0.6Vを超え、0.9V以下であることが好ましい。
この場合、上記鉄基材の表面にγ’-FeNの単相を生成するのにより適している。
(5) In the step of electrolyzing the iron nitride material according to any one of (1) to (4), the potential applied to the anode is more than 0.6 V and not more than 0.9 V based on Li + / Li. Is preferred.
In this case, it is more suitable to form a single phase of γ'-Fe 4 N on the surface of the iron base material.

(6)上記(1)〜(5)のいずれかに記載の窒化鉄材の製造方法では、上記電解工程の前に、上記アノードに用いる上記鉄基材の表面に形成されている酸化物層を除去する前処理工程を有することが好ましい。
この場合、酸素成分の少ない窒化物層を有する窒化鉄材を製造するのに適している。
(6) In the method for producing an iron nitride material according to any one of (1) to (5), the oxide layer formed on the surface of the iron base material used for the anode may be formed before the electrolysis step. It is preferable to have a pretreatment step for removal.
In this case, it is suitable for producing an iron nitride material having a nitride layer having a small oxygen component.

(7)上記(1)〜(6)のいずれかに記載の窒化鉄材の製造方法において、上記溶融塩は、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物又はこれらの混合物である、ことが好ましい。
(8)上記(7)に記載の窒化鉄材の製造方法において、上記アルカリ金属のハロゲン化物は、アルカリ金属の臭化物、アルカリ金属のヨウ化物、又は、アルカリ金属の臭化物とアルカリ金属のヨウ化物との混合物である、ことが好ましい。
(9)上記(7)に記載の窒化鉄材の製造方法において、上記アルカリ土類金属のハロゲン化物は、アルカリ土類金属の臭化物、アルカリ土類金属のヨウ化物、又は、アルカリ土類金属の臭化物とアルカリ土類金属のヨウ化物との混合物である、ことが好ましい。
(10)上記(7)又は(8)に記載の窒化鉄材の製造方法において、上記アルカリ金属は、Li、K及びCsからなる群より選択される1種以上である、ことが好ましい。
(11)上記(7)又は(9)に記載の窒化鉄材の製造方法において、上記アルカリ土類金属は、Mg、Ca、Sr及びBaからなる群より選択される1種以上である、ことが好ましい。
(12)上記(7)に記載の窒化鉄材の製造方法において、上記溶融塩は、LiBr−KBr−CsBr又はLiI−KI−CsIである、ことが好ましい。
(13)上記(1)〜(12)のいずれかに記載の窒化鉄材の製造方法において、上記溶融塩はLi、K及びCsを含有し、Liの含有率が40mol%以上、80mol%以下、Kの含有率が5mol%以上、30mol%以下、Csの含有率が10mol%以上、40mol%以下である、ことが好ましい。
上記(7)から上記(13)のいずれかに記載の発明の態様によれば、溶融塩を、低融点で、かつ比較的入手が容易で、更には取扱も容易な材料種によって形成することができる。
特に、上記(10)から上記(13)のいずれかに記載の発明の態様とすることにより、更に低融点の溶融塩とするのに適している。
(7) In the method for producing an iron nitride material according to any one of the above (1) to (6), the molten salt is a halide of an alkali metal, a halide of an alkaline earth metal, or a mixture thereof. Is preferred.
(8) In the method for producing an iron nitride material according to the above (7), the alkali metal halide is an alkali metal bromide, an alkali metal iodide, or a mixture of an alkali metal bromide and an alkali metal iodide. Preferably, it is a mixture.
(9) In the method for producing an iron nitride material according to (7), the alkaline earth metal halide is an alkaline earth metal bromide, an alkaline earth metal iodide, or an alkaline earth metal bromide. And a mixture of iodide of alkaline earth metal.
(10) In the method for producing an iron nitride material according to (7) or (8), the alkali metal is preferably at least one selected from the group consisting of Li, K, and Cs.
(11) In the method for producing an iron nitride material according to (7) or (9), the alkaline earth metal may be at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, and Ba. preferable.
(12) In the method for producing an iron nitride material according to (7), it is preferable that the molten salt is LiBr-KBr-CsBr or LiI-KI-CsI.
(13) In the method for producing an iron nitride material according to any one of (1) to (12), the molten salt contains Li + , K +, and Cs + , and has a Li + content of 40 mol% or more, It is preferable that the content of K + is 80 mol% or less, the content of K + is 5 mol% or more and 30 mol% or less, and the content of Cs + is 10 mol% or more and 40 mol% or less.
According to the aspect of the invention described in any one of the above (7) to (13), the molten salt is formed of a material having a low melting point, which is relatively easily available, and which is easy to handle. Can be.
In particular, the embodiment of any one of the above (10) to (13) is suitable for further forming a molten salt having a lower melting point.

(14)上記(1)〜(13)のいずれかに記載の窒化鉄材の製造方法において、上記電解工程は、上記溶融塩にLiNを添加して窒化物イオン(N3−)が溶解した電解液を用いることが好ましい。
この場合、容易に窒化物イオン(N3−)を溶融塩中に溶解させることができる。
(14) In the method for producing an iron nitride material according to any one of (1) to (13), in the electrolytic step, Li 3 N is added to the molten salt to dissolve nitride ions (N 3− ). It is preferable to use a prepared electrolyte solution.
In this case, nitride ions ( N3- ) can be easily dissolved in the molten salt.

(15)上記(1)〜(14)のいずれかに記載の窒化鉄材の製造方法において、上記溶融塩に窒素ガス還元電極を設け、上記窒化ガス還元電極に窒素ガスを供給して電気化学的に還元することにより窒化物イオン(N3−)が溶解した電解液を形成することが好ましい。
この場合、窒化物イオン(N3−)を連続的に溶融塩中に供給することができる。
(15) In the method for producing an iron nitride material according to any one of (1) to (14), a nitrogen gas reducing electrode is provided on the molten salt, and a nitrogen gas is supplied to the nitriding gas reducing electrode to perform electrochemical electrochemical treatment. It is preferable to form an electrolytic solution in which the nitride ions (N 3− ) are dissolved by reducing the solution.
In this case, nitride ions ( N3- ) can be continuously supplied into the molten salt.

(16)上記(1)〜(15)のいずれかに記載の窒化鉄材の製造方法において、上記第1窒化物層は、γ’−FeNの単相であることが好ましい。
この場合、後述する(17)〜(20)のいずれかに記載の窒化鉄材の製造方法において、α’’−Fe16を含む第2窒化物層した際に、FeNやε-FeNを含有しない第2窒化物層を好適に製造することができる。
そして、α’’−Fe16を含み、FeNやε-FeNを含有しない第2窒化物層は、性能の安定した磁性材料として好適である。
(16) In the method for producing an iron nitride material according to any one of (1) to (15), the first nitride layer is preferably a single phase of γ′-Fe 4 N.
In this case, in the method for manufacturing an iron nitride material according to any one of (17) to (20) described below, when a second nitride layer containing α ″ -Fe 16 N 2 is formed, Fe 2 N or ε- The second nitride layer containing no Fe 3 N can be suitably manufactured.
The second nitride layer containing α ″ -Fe 16 N 2 and not containing Fe 2 N or ε-Fe 3 N is suitable as a magnetic material having stable performance.

(17)本発明の別の一実施形態に係る窒化鉄材の製造方法は、鉄基材の表面に、α’’−Fe16を含む第2窒化物層を有する窒化鉄材を製造する方法(第2の製造方法)であって、
上記(1)〜(16)のいずれかに記載の窒化鉄材の製造方法によって、表面に、γ’−FeNを含む第1窒化物層を有する第1窒化鉄材を製造する工程と、
上記第1窒化鉄材を600℃以上の温度で加熱し、上記鉄基材の表面にγ相を生成する第1加熱工程と、
表面に上記γ相が生成された鉄基材を急冷し、上記鉄基材の表面にα’相を生成する急冷工程と、
表面に上記α’相が生成された鉄基材を200℃以下の温度で加熱し、上記鉄基材の表面にα’’−Fe16を析出させる第2加熱工程と、
を有する。
(17) A method for producing an iron nitride material according to another embodiment of the present invention is a method for producing an iron nitride material having a second nitride layer containing α ″ -Fe 16 N 2 on a surface of an iron base material. (Second manufacturing method),
A step of producing a first iron nitride material having a first nitride layer containing γ′-Fe 4 N on a surface by the method for producing an iron nitride material according to any one of the above (1) to (16);
A first heating step of heating the first iron nitride material at a temperature of 600 ° C. or higher to generate a γ phase on the surface of the iron base material;
Quenching the iron substrate in which the γ phase is generated on the surface, and a quenching step of generating an α ′ phase on the surface of the iron substrate,
A second heating step of heating the iron substrate in which the α ′ phase has been generated on the surface at a temperature of 200 ° C. or lower to precipitate α ″ -Fe 16 N 2 on the surface of the iron substrate,
Having.

上記(17)に記載の発明の態様によれば、上記(1)〜(16)のいずれかに記載の窒化鉄材の製造方法によって製造された、表面にγ’−FeNを含む第1窒化物層を有する第1窒化鉄材を600℃以上の温度で加熱して、上記鉄基材の表面にγ相を生成する。そのため、γ相を含有し、ε相の存在が極めて少ない窒化物層を鉄基材の表面に形成することができる。
そして、本態様の製造方法では、上記γ相が生成した鉄基材を急冷し、更に時効処理を行う。そのため、FeNやε-FeNの含有を回避しつつ、α’’−Fe16を均一に生成した第2窒化物層を有する窒化鉄材を製造することができる。
ここで、α’’−Fe16が均一に生成しているとは、第2窒化物層内において、α’’−Fe16が均一に分散していることを意味する。
According to the aspect of the invention described in the above (17), the first surface containing γ′-Fe 4 N on the surface manufactured by the method for manufacturing an iron nitride material according to any one of the above (1) to (16). The first iron nitride material having a nitride layer is heated at a temperature of 600 ° C. or more to generate a γ phase on the surface of the iron base material. Therefore, a nitride layer containing a γ phase and having very few ε phases can be formed on the surface of the iron base material.
Then, in the production method of this embodiment, the iron base material in which the γ phase has been formed is rapidly cooled, and further subjected to aging treatment. Therefore, it is possible to manufacture an iron nitride material having a second nitride layer in which α ″ -Fe 16 N 2 is uniformly generated while avoiding the inclusion of Fe 2 N and ε-Fe 3 N.
Here, that α ″ -Fe 16 N 2 is uniformly generated means that α ″ -Fe 16 N 2 is uniformly dispersed in the second nitride layer.

(18)上記(17)の窒化鉄材の製造方法において、上記第2加熱工程は、表面に上記α’相が生成された鉄基材を100℃以上、200℃以下に加熱し、この加熱状態で、1時間以上、240時間以下保持することが好ましい。
このような条件が、α’相をα’’−Fe16に変化させるのに適している。
(18) In the method for producing an iron nitride material according to the above (17), in the second heating step, the iron substrate having the α ′ phase formed on the surface is heated to 100 ° C. or more and 200 ° C. or less, It is preferable to hold for 1 hour or more and 240 hours or less.
Such conditions are suitable for changing the α ′ phase to α ″ -Fe 16 N 2 .

(19)上記(17)又は(18)の窒化鉄材の製造方法において、上記第2加熱工程の後に、上記第2窒化物層の表面に防食層を形成する防食層形成工程を有する、ことが好ましい。
この場合、製造された窒化鉄材において、上記の工程で形成された防食層により、上記第2窒化物層の外部環境との接触を妨げられるため、当該第2窒化物層は大気等の雰囲気の影響を受け難く、劣化され難い窒化鉄材を提供することができる。
(19) The method for producing an iron nitride material according to the above (17) or (18), further comprising, after the second heating step, a step of forming an anticorrosion layer on the surface of the second nitride layer. preferable.
In this case, in the manufactured iron nitride material, the anticorrosion layer formed in the above step prevents the second nitride layer from being in contact with the external environment. An iron nitride material that is hardly affected and hardly deteriorated can be provided.

(20)上記(19)の窒化鉄材の製造方法において、上記防食層は、炭化鉄又は酸化鉄からなることが好ましい。
この場合、上記第2窒化物層を外部環境から保護するのに好適である。
(20) In the method for producing an iron nitride material according to the above (19), the anticorrosion layer is preferably made of iron carbide or iron oxide.
In this case, it is suitable for protecting the second nitride layer from the external environment.

[発明の実施形態の詳細]
本発明の実施形態の具体例を、適宜図面を参照しつつ以下に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
[Details of Embodiment of the Invention]
Specific examples of the embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings as appropriate. It should be noted that the present invention is not limited to these exemplifications, but is indicated by the appended claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims. .

本発明の実施形態に係る製造方法は、γ’−FeNを含む第1窒化物層を有する窒化鉄材(第1窒化鉄材)を製造する方法(第1の製造方法)と、α’’−Fe16を含む第2窒化物層を有する窒化鉄材を製造する方法(第2の製造方法)とからなる。ここで、第2の製造方法は第1の製造方法を包含しており、当該第2の製造方法は、第1の製造方法によってγ’−FeNを含む第1窒化物層を有する窒化鉄材を製造した後、得られた窒化鉄材に所定の熱処理を施す製造方法である。
従って、以下における本発明の実施形態に係る製造方法の説明では、上記第2の製造方法全体を工程順に説明することによって第1の製造方法も併せて説明する。
The manufacturing method according to the embodiment of the present invention includes a method (first manufacturing method) for manufacturing an iron nitride material (first iron nitride material) having a first nitride layer containing γ′-Fe 4 N; And a method for producing an iron nitride material having a second nitride layer containing Fe 16 N 2 (a second production method). Here, the second manufacturing method includes the first manufacturing method, and the second manufacturing method includes the step of forming a nitride film having a first nitride layer containing γ′-Fe 4 N by the first manufacturing method. This is a manufacturing method in which after the iron material is manufactured, a predetermined heat treatment is performed on the obtained iron nitride material.
Therefore, in the following description of the manufacturing method according to the embodiment of the present invention, the entire second manufacturing method will be described in the order of steps, and the first manufacturing method will also be described.

まず、第2の製造方法の概要を説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る第2の製造方法における必須工程を模式的に示す図である。
上記第2の製造方法では、鉄基材11の表面に溶融塩電解窒化S1によりγ’−FeNを含む第1窒化物層12を形成する。この工程が上記第1の製造方法に相当する。
次に、表面にγ’−FeNを含む第1窒化物層12が形成された鉄基材11に第1加熱処理S2を行い、鉄基材11の表面にγ相を含む窒化物層13を形成する。ここで、γ相は、γ’−FeNとα−Feとの相変態によって生成することができる。
次に、表面にγ相を含む窒化物層13が形成された鉄基材11を急冷S3し、鉄基材11の表面にγ相とα’−FeNとを含む窒化物層14を形成する。
その後、表面にγ相とα’相とを含む窒化物層14が形成された鉄基材11に第2加熱処理(時効処理)S4を行い、鉄基材11の表面にγ相とα’’−Fe16とを含む第2窒化物層15を形成する。
上記第2の製造方法では、このような工程を経て、α’’−Fe16を含む第2窒化物層15を有する窒化鉄材を製造する。
First, the outline of the second manufacturing method will be described.
FIG. 1 is a view schematically showing essential steps in a second manufacturing method according to the embodiment of the present invention.
In the second manufacturing method, the first nitride layer 12 containing γ′-Fe 4 N is formed on the surface of the iron base material 11 by molten salt electrolytic nitridation S1. This step corresponds to the first manufacturing method.
Next, the first heat treatment S2 is performed on the iron base material 11 on which the first nitride layer 12 containing γ′-Fe 4 N is formed, and the nitride layer containing γ phase is formed on the surface of the iron base material 11. 13 is formed. Here, the γ phase can be generated by a phase transformation between γ′-Fe 4 N and α-Fe.
Next, the iron substrate 11 on which the nitride layer 13 containing the γ phase is formed is quenched S3 to form a nitride layer 14 containing the γ phase and α′-Fe 8 N on the surface of the iron substrate 11. Form.
Thereafter, a second heat treatment (aging treatment) S4 is performed on the iron base material 11 on which the nitride layer 14 containing the γ phase and the α ′ phase is formed, and the γ phase and α ′ 'to form a -Fe 16 N 2 and the second nitride layer 15 comprising a.
In the above second manufacturing method, an iron nitride material having the second nitride layer 15 containing α ″ -Fe 16 N 2 is manufactured through such steps.

<溶融塩電解窒化(第1の製造方法)>
第1の製造方法では、γ’−FeNを含む第1窒化物層12を鉄基材11の表面に形成する。
上記第1の製造方法は、例えば、前処理工程、電解工程、及び、防食層形成工程をこの順で行う。ここで、電解工程は必須工程であり、前処理工程及び防食層形成工程は、必要に応じて行う任意工程である。
図2は、本発明の実施形態に係る第1の製造方法が有する電解工程の一例の概略を表す図である。
<Molten salt electrolytic nitriding (first production method)>
In the first manufacturing method, the first nitride layer 12 containing γ′-Fe 4 N is formed on the surface of the iron base material 11.
In the first manufacturing method, for example, a pretreatment step, an electrolysis step, and an anticorrosion layer forming step are performed in this order. Here, the electrolysis step is an essential step, and the pretreatment step and the anticorrosion layer forming step are optional steps performed as necessary.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of an electrolysis step included in the first manufacturing method according to the embodiment of the present invention.

(前処理工程)
この工程は、電解工程の前に行う工程であり、例えば、アノードに用いる鉄基材の表面に形成されている酸化物層を除去する工程である。
鉄基材の表面に形成されている酸化物層を除去する方法としては特に限定されず、例えば、電解によりアノード溶解させて除去する方法や、薬品によって除去する方法等が挙げられる。
上記酸化物層をアノード溶解によって除去するには、例えば、後述する電解工程と同様に、電解液中にカソードと、鉄基材からなるアノードとを設け、Li/Li基準で2.0V以上の電位をアノードに印加することでアノード表面の酸化物層を溶解させて除去することができる。なお、酸化物層を除去した後には、電位をLi/Li基準で0.6Vを超え、1.5V以下にすることで後述する電解工程を行なうことができる。
上記酸化物層の除去は、酸系の薬品で酸化物層を溶解させることによって行なうこともができる。上記酸系の薬品としては、例えば、硝酸、塩酸、硫酸等を用いることができる。
(Pretreatment step)
This step is a step performed before the electrolysis step, for example, a step of removing an oxide layer formed on the surface of the iron base material used for the anode.
The method of removing the oxide layer formed on the surface of the iron base material is not particularly limited, and examples thereof include a method of removing the oxide layer by dissolving the anode by electrolysis and a method of removing the oxide layer by a chemical.
In order to remove the oxide layer by dissolving the anode, for example, a cathode and an anode made of an iron base material are provided in an electrolytic solution in the same manner as in the electrolysis step described later, and the voltage is 2.0 V or more based on Li + / Li. By applying the potential of the above to the anode, the oxide layer on the anode surface can be dissolved and removed. Note that, after removing the oxide layer, the electrolysis step described later can be performed by setting the potential to be more than 0.6 V and 1.5 V or less on the basis of Li + / Li.
The removal of the oxide layer can also be performed by dissolving the oxide layer with an acid-based chemical. As the acid-based chemical, for example, nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid and the like can be used.

(電解工程)
本工程では、溶融塩中に窒化物イオン(N3−)を溶解させた電解液を用いる。
−溶融塩−
溶融塩は、本電解工程を行う温度で溶融して液体になるものであれば良い。例えば、電解工程を350〜450℃で行う場合には、300℃以下で溶融して液体となるものを選択するのが好ましい。
溶融温度が比較的低く、かつ、比較的入手が容易な溶融塩としては、例えば、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物又はこれらの混合物が好ましい。一般に、溶融塩は一成分の塩を用いるよりも多成分の塩を用いる方が低融点となるため、複数種の塩を混合して用いることが好ましい。
また、アルカリ金属のハロゲン化物は臭化物、ヨウ化物又は臭化物とヨウ化物の混合物であることが好ましい。同様に、アルカリ土類金属のハロゲン化物も臭化物、ヨウ化物又は臭化物とヨウ化物の混合物であることが好ましい。ヨウ化物や臭化物の塩は比較的低い温度で溶融させることができ、また、取扱も容易であるため好ましい。
(Electrolysis process)
In this step, an electrolytic solution in which nitride ions ( N3- ) are dissolved in a molten salt is used.
-Molten salt-
The molten salt may be any as long as it melts at the temperature at which the present electrolysis step is performed to become a liquid. For example, when the electrolysis step is performed at 350 to 450 ° C., it is preferable to select one that melts at 300 ° C. or lower to become a liquid.
As the molten salt having a relatively low melting temperature and being relatively easily available, for example, a halide of an alkali metal, a halide of an alkaline earth metal, or a mixture thereof is preferable. Generally, a molten salt has a lower melting point when a multi-component salt is used than when a single-component salt is used. Therefore, it is preferable to use a mixture of a plurality of types of salts.
Further, the alkali metal halide is preferably bromide, iodide or a mixture of bromide and iodide. Similarly, the alkaline earth metal halide is also preferably bromide, iodide or a mixture of bromide and iodide. Iodide and bromide salts are preferred because they can be melted at a relatively low temperature and are easy to handle.

アルカリ金属はLi、K及びCsからなる群より選択される1種以上であることが好ましい。また、アルカリ土類金属はMg、Ca、Sr及びBaからなる群より選択される1種以上であることが好ましい。これらのアルカリ金属やアルカリ土類金属のハロゲン化物は比較的低い温度で溶融させることができ、また、比較的入手が容易である。   The alkali metal is preferably at least one selected from the group consisting of Li, K and Cs. The alkaline earth metal is preferably at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr and Ba. These alkali metal and alkaline earth metal halides can be melted at a relatively low temperature and are relatively easily available.

上記の観点から、上記溶融塩は、例えば、LiBr−CsBr、LiBr−KBr−CsBr、Li−KI、Li−CsI、Li−KI−CsI等であることが好ましい。これらのなかでは、LiBr−KBr−CsBr、及び、Li−KI−CsIがより好ましい。   From the above viewpoint, the molten salt is preferably, for example, LiBr-CsBr, LiBr-KBr-CsBr, Li-KI, Li-CsI, Li-KI-CsI, or the like. Among them, LiBr-KBr-CsBr and Li-KI-CsI are more preferable.

また、上記溶融塩がLi、K及びCsを含有する場合には、Liの含有率が40mol%以上、80mol%以下、Kの含有率が5mol%以上、30mol%以下、Csの含有率が10mol%以上、40mol%以下であることが好ましい。これにより低融点の溶融塩とすることができる。
上記溶融塩におけるLiの含有率は、45mol%以上、75mol%以下であることがより好ましく、50mol%以上、70mol%以下であることが更に好ましい。
上記溶融塩におけるKの含有率は、7mol%以上、25mol%以下であることがより好ましく、9mol%以上、20mol%以下であることが更に好ましい。
上記溶融塩におけるCsの含有率は、15mol%以上、35mol%以下であることがより好ましく、20mol%以上、30mol%以下であることが更に好ましい。
When the molten salt contains Li + , K +, and Cs + , the Li + content is 40 mol% or more and 80 mol% or less, the K + content is 5 mol% or more, 30 mol% or less, and Cs The content of + is preferably from 10 mol% to 40 mol%. Thereby, a molten salt having a low melting point can be obtained.
The content of Li + in the molten salt is more preferably 45 mol% or more and 75 mol% or less, further preferably 50 mol% or more and 70 mol% or less.
The content of K + in the molten salt is more preferably 7 mol% or more and 25 mol% or less, further preferably 9 mol% or more and 20 mol% or less.
The content of Cs + in the molten salt is more preferably 15 mol% or more and 35 mol% or less, further preferably 20 mol% or more and 30 mol% or less.

−窒化物イオンの生成−
窒化物イオン(N3−)を溶融塩に溶解させる方法は特に限定されるものではない。例えば、溶融塩中にLiNを添加して溶解させることで溶融塩中に窒化物イオンを生成させることができる。窒化物イオンの添加量は、例えば、LiNの濃度が0.1mol%以上、10mol%以下となるようにLiNを溶融塩に添加すれば良い。LiNの濃度が0.1mol%以上となるようにすることで、溶融塩電解によってγ’−FeNを電析させるのに十分な量の窒化物イオンを溶融塩中に生成することができる。また、LiNの濃度が10mol%以下となるようにすることで、溶融塩の融点の上昇を抑制することができる。
これらの観点から、LiNの添加量は、LiNの濃度が0.2mol%以上、5mol%以下となるようにすることがより好ましく、0.5mol%以上、3mol%以下となるようにすることが更に好ましい。
なお、後述する電解工程においてγ’−FeNが電析し始めると電解液中の窒化物イオンが消費されるため、γ’−FeNを含有する窒化物層を大量に生成させる場合には、電解工程においても適宜溶融塩中にLiNを添加しても良い。
-Formation of nitride ions-
The method for dissolving the nitride ions ( N3- ) in the molten salt is not particularly limited. For example, nitride ions can be generated in the molten salt by adding and dissolving Li 3 N in the molten salt. The addition amount of the nitride ions, for example, Li 3 concentration of N is 0.1 mol% or more, it may be added to Li 3 N molten salt such that less 10 mol%. By setting the concentration of Li 3 N to be 0.1 mol% or more, a sufficient amount of nitride ions for depositing γ′-Fe 4 N by molten salt electrolysis is generated in the molten salt. Can be. In addition, by setting the concentration of Li 3 N to 10 mol% or less, it is possible to suppress an increase in the melting point of the molten salt.
From these viewpoints, the addition amount of the Li 3 N is, Li 3 concentration of N is 0.2 mol% or more, more preferably to be not more than 5 mol%, 0.5 mol% or more, so as to be 3 mol% or less More preferably,
When γ′-Fe 4 N starts to be deposited in an electrolysis step described later, nitride ions in the electrolytic solution are consumed, so that a large amount of a nitride layer containing γ′-Fe 4 N is generated. , Li 3 N may be appropriately added to the molten salt also in the electrolysis step.

溶融塩中に窒化物イオン(N3−)を供給する方法としては、上記溶融塩に窒素ガス還元電極(以下では単に「ガス電極」ともいう)を設けて窒素ガスを供給し、窒素を電気化学的に還元することによって、溶融塩中に窒化物イオンを溶解させる方法を採用しても良い。上記ガス電極は、窒素ガスを含むガスを電極表面に供給することが可能な電極であれば良く、公知のものを利用可能である。上記ガス電極としては、図3〜図6に示す構造のガス電極が好ましい。 As a method for supplying nitride ions (N 3− ) into the molten salt, a nitrogen gas reducing electrode (hereinafter, also simply referred to as “gas electrode”) is provided on the molten salt to supply a nitrogen gas, and nitrogen is supplied by electricity. A method of dissolving nitride ions in the molten salt by chemical reduction may be employed. The gas electrode may be any electrode that can supply a gas containing nitrogen gas to the electrode surface, and a known electrode can be used. As the gas electrode, a gas electrode having a structure shown in FIGS. 3 to 6 is preferable.

図3に示すガス電極は、窒素ガスを含むガスの流路となる内部空間を有する筒状電極部材32を備えるガス電極である。このガス電極を用いる場合は、筒状電極部材32をリード線31を介して電源の陰極側に接続し、対極を電源の陽極側に接続して電位をアノードに印加すれば良い。そして、窒素ガスを含むガスを筒状電極部材32の内部空間に供給することで、内部空間の表面において窒素ガスを還元し、溶融塩中に窒化物イオン(N3−)として溶解させることができる。 The gas electrode shown in FIG. 3 is a gas electrode provided with a cylindrical electrode member 32 having an internal space serving as a flow path of a gas containing nitrogen gas. When this gas electrode is used, the tubular electrode member 32 may be connected to the cathode side of the power supply via the lead wire 31 and the counter electrode may be connected to the anode side of the power supply to apply a potential to the anode. Then, by supplying a gas containing nitrogen gas to the internal space of the cylindrical electrode member 32, the nitrogen gas is reduced on the surface of the internal space and dissolved in the molten salt as nitride ions ( N3- ). it can.

図4に示すガス電極は、筒状電極部材42の内部空間の先端部に、導電性の多孔質部材43が配置されている。
多孔質部材43は一方の面と他方の面との間において連通する連通孔を多数有するものであれば良い。多孔質部材43は上記連通孔を有するため、ガス電極の内部空間に供給されたガスをガス電極の外部に排出することができる。また、上記連通孔は、例えば、多孔質部材43の一方の面から他方の面に向かって直進する孔であっても良いし、三次元網目状構造のように複雑な構造によって形成されている孔であっても良い。
多孔質部材43を内部空間の先端部に備えるガス電極を溶融塩中に配置すると、連通孔の内部は溶融塩で満たされる。
図4に示すガス電極を用いる場合は、筒状電極部材42をリード線41を介して電源の陰極側に接続し、対極を電源の陽極側に接続して電位をアノードに印加すれば良い。多孔質部材43は導電性であるから、ガス電極の内部空間に窒素ガスを含むガスを供給することで、多孔質部材43の連通孔の表面において窒素ガスが還元される。これにより窒化物イオン(N3−)を溶融塩中に溶解させることができる。
In the gas electrode shown in FIG. 4, a conductive porous member 43 is arranged at the tip of the internal space of the cylindrical electrode member 42.
The porous member 43 may have a large number of communication holes communicating between one surface and the other surface. Since the porous member 43 has the communication hole, the gas supplied to the internal space of the gas electrode can be discharged to the outside of the gas electrode. Further, the communication hole may be, for example, a hole that goes straight from one surface of the porous member 43 toward the other surface, or may be formed by a complicated structure such as a three-dimensional network structure. It may be a hole.
When the gas electrode provided with the porous member 43 at the tip of the internal space is arranged in the molten salt, the inside of the communication hole is filled with the molten salt.
When the gas electrode shown in FIG. 4 is used, the tubular electrode member 42 may be connected to the cathode side of the power supply via the lead wire 41, the counter electrode may be connected to the anode side of the power supply, and the potential may be applied to the anode. Since the porous member 43 is conductive, nitrogen gas is reduced on the surface of the communication hole of the porous member 43 by supplying a gas containing nitrogen gas to the internal space of the gas electrode. Thereby, the nitride ions ( N3- ) can be dissolved in the molten salt.

筒状電極部材32、42及び多孔質部材43は溶融塩中において不活性な材料からなることが望ましい。上記不活性な材料としては、例えば、白金、金、これらの合金、グラッシーカーボン、グラファイト、ステンレス、ニッケル、又はニッケル系合金等が挙げられる。
筒状電極部材42及び多孔質部材43は同じ材料からなるものであっても良いし、異なる材料からなるものであっても良い。
It is desirable that the cylindrical electrode members 32 and 42 and the porous member 43 be made of a material that is inert in the molten salt. Examples of the inert material include platinum, gold, alloys thereof, glassy carbon, graphite, stainless steel, nickel, and nickel-based alloys.
The cylindrical electrode member 42 and the porous member 43 may be made of the same material or may be made of different materials.

図5に示すガス電極は、電極部材53と筒状部材52とを備えるものである。
筒状部材52は、窒素ガスを含むガスの流路となる内部空間を有しており、電極部材53は筒状部材52の内部空間に配置されていれば良い。
図5に示すガス電極を用いる場合は、電極部材53をリード線51を介して電源の陰極側に接続し、対極を陽極側に接続して電位をアノードに印加すれば良い。このとき、窒素ガスを含むガスを筒状部材52の内部空間に供給することで、電極部材53の表面において窒素ガスを還元し、溶融塩中に窒化物イオン(N3−)として溶解させることができる。
The gas electrode shown in FIG. 5 includes an electrode member 53 and a tubular member 52.
The tubular member 52 has an internal space that serves as a flow path for a gas containing nitrogen gas, and the electrode member 53 only needs to be disposed in the internal space of the tubular member 52.
When the gas electrode shown in FIG. 5 is used, the electrode member 53 may be connected to the cathode side of the power supply via the lead wire 51, the counter electrode may be connected to the anode side, and a potential may be applied to the anode. At this time, by supplying a gas containing nitrogen gas to the internal space of the tubular member 52, the nitrogen gas is reduced on the surface of the electrode member 53 and dissolved in the molten salt as nitride ions ( N3- ). Can be.

図6に示すガス電極は、図5に示すガス電極と同構成のガス電極において、電極部材が、三次元網目状構造の骨格を有する多孔体63からなるものである。この場合、電極の表面積が大きくなるため、筒状部材62の内部の空間に供給される窒素ガスの溶融塩への溶解効率をより高めることができる。   The gas electrode shown in FIG. 6 is the same as the gas electrode shown in FIG. 5 except that the electrode member is made of a porous body 63 having a skeleton of a three-dimensional network structure. In this case, since the surface area of the electrode is increased, the dissolving efficiency of the nitrogen gas supplied to the space inside the tubular member 62 into the molten salt can be further increased.

筒状部材52、62は導電性である必要は特になく、溶融塩中において安定な材質からなるものであれば良い。
一方、電極部材53及び多孔体63は導電性であって、溶融塩中において不活性な材料からなることが望ましい。上記不活性な材料としては、例えば、白金、金、これらの合金、グラッシーカーボン、グラファイト、ステンレス、ニッケル、又はニッケル系合金等が挙げられる。また、多孔体63としては、例えば、三次元網目状構造の骨格を有するニッケル多孔体等が挙げられる。
上記ガス電極は、窒素ガス、溶融塩、及び、ガス電極の通電部、の三相界面を形成する部分が多いほど高効率である。このため、通電部に多孔質の部材を用いた図4及び図6に示すガス電極は、より効果的に融塩中に窒化物イオン(N3−)を溶解させることができる。
The tubular members 52 and 62 do not need to be particularly conductive and may be made of a material that is stable in the molten salt.
On the other hand, it is desirable that the electrode member 53 and the porous body 63 are conductive and made of a material that is inert in the molten salt. Examples of the inert material include platinum, gold, alloys thereof, glassy carbon, graphite, stainless steel, nickel, and nickel-based alloys. Examples of the porous body 63 include a nickel porous body having a skeleton of a three-dimensional network structure.
The gas electrode has higher efficiency as the number of portions forming the three-phase interface between the nitrogen gas, the molten salt, and the current-carrying portion of the gas electrode increases. Therefore, the gas electrodes shown in FIGS. 4 and 6 using the porous member to the conductive portion can be more effectively dissolve the nitride ions (N 3-) in Torushio.

このようなガス電極を用いて窒素ガスを含むガスを供給し、上記ガス電極の表面で窒素ガスを還元させることにより、溶融塩中に窒化物イオンが溶解することになる。
ガス電極に供給するガスは、窒素ガスのみに限定されず、溶融塩に影響を与えないガスと窒素ガスとの混合ガスであっても良い。上記窒素ガスに混合させるガスとしては、例えば、アルゴン(Ar)ガスが好ましい。
また、窒素ガスと他のガスとの混合ガスをガス電極に供給する場合、電極表面での反応効率を考慮すれば窒素ガスの濃度が高いガスが好ましい。すなわち、使用するガス電極で反応が可能な最大量の窒素ガスを供給するような濃度に調整するのが望ましい。
By supplying a gas containing nitrogen gas using such a gas electrode and reducing the nitrogen gas on the surface of the gas electrode, the nitride ions are dissolved in the molten salt.
The gas supplied to the gas electrode is not limited to nitrogen gas, and may be a mixed gas of a gas that does not affect the molten salt and nitrogen gas. As a gas mixed with the nitrogen gas, for example, an argon (Ar) gas is preferable.
When a mixed gas of nitrogen gas and another gas is supplied to the gas electrode, a gas having a high nitrogen gas concentration is preferable in consideration of the reaction efficiency on the electrode surface. That is, it is desirable to adjust the concentration so that the maximum amount of nitrogen gas that can react with the gas electrode used is supplied.

窒素ガスを含むガスの流量は、窒化物イオンの生成効率を高くする観点から、電極で反応可能な最大量の窒素ガスを供給できる流量とすることが好ましい。
また、窒素ガスを含むガスを供給する場合、ガス電極から排出される未反応のガスを回収して、ガス電極に再度供給するように循環させても良い。
The flow rate of the gas containing nitrogen gas is preferably a flow rate at which the maximum amount of nitrogen gas that can react at the electrode can be supplied from the viewpoint of increasing the efficiency of generating nitride ions.
When a gas containing nitrogen gas is supplied, unreacted gas discharged from the gas electrode may be collected and circulated so as to supply the gas electrode again.

本工程では、引き続き電解液23用いて溶融塩電解を行う。この溶融塩電解では、アノード21の表面にγ’−FeNを含む第1窒化物層を電析によって生成する工程である。
本電解工程では、図2に示すように、アノード21とカソード22を電解液23中に設け、アノード21を電源24の陽極側に、カソード22を電源24の陰極側に接続する。そして電位をアノード21に印加することでアノード21の表面にγ’−FeNを生成することができる。
ここで、電源24は電位を制御することができるものであれば良く、例えば、ポテンショ・ガルバノスタット等を用いることができる。
In this step, the molten salt electrolysis is continuously performed using the electrolytic solution 23. In the molten salt electrolysis, a first nitride layer containing γ′-Fe 4 N is formed on the surface of the anode 21 by electrodeposition.
In this electrolysis step, as shown in FIG. 2, an anode 21 and a cathode 22 are provided in an electrolytic solution 23, and the anode 21 is connected to the anode side of the power supply 24, and the cathode 22 is connected to the cathode side of the power supply 24. Then, by applying a potential to the anode 21, γ′-Fe 4 N can be generated on the surface of the anode 21.
Here, the power supply 24 only needs to be capable of controlling the potential, and for example, a potentio-galvanostat or the like can be used.

−電解液−
電解液23としては、上述の電解液を用いる。
電解液23の温度は、240℃以上とする。電解液23の温度が、240℃未満では、γ’−FeNの生成(電析)が困難となる。
電解液23の温度は、350℃以上、450℃以下が好ましい。この場合、アノード21の表面にγ’-FeNを効率良く生成することができる。
−Electrolyte−
As the electrolytic solution 23, the above-mentioned electrolytic solution is used.
The temperature of the electrolytic solution 23 is set to 240 ° C. or higher. When the temperature of the electrolytic solution 23 is lower than 240 ° C., it is difficult to generate (deposit) γ′-Fe 4 N.
The temperature of the electrolytic solution 23 is preferably 350 ° C. or more and 450 ° C. or less. In this case, γ′-Fe 4 N can be efficiently generated on the surface of the anode 21.

−アノード−
アノード21としては鉄基材を用いる。
上記鉄基材としては、純度が99質量%以上の鉄基材が好ましい。この場合、γ’-FeN相以外の異相の生成を抑制することができる。
上記鉄基材は、炭素量が0.02質量%以上、2.14質量%以下であることも好ましい。本電解工程によれば、鉄基材として炭素を含有する鉄基材を使用した場合であっても、γ’-FeNを生成することができる。
上記鉄基材は、更に、Ti、V、Cr、Mn、ランタノイド、Al、Si等を含有していても良い。これらは1種のみ含有していても良いし、2種以上を含有しても良い。
アノード21の形状は、通電可能な形状であれば特に限定されるものではなく、平板状等、目的に応じて適宜選択すれば良い。また、アノード21は、鉄粒子を板状等に成形したものであっても良い。このとき、成型体は多孔質であっても良いし、緻密質であっても良い。
−Anode−
As the anode 21, an iron base material is used.
As the iron substrate, an iron substrate having a purity of 99% by mass or more is preferable. In this case, generation of a different phase other than the γ'-Fe 4 N phase can be suppressed.
The iron base material preferably has a carbon content of 0.02% by mass or more and 2.14% by mass or less. According to the present electrolysis step, γ′-Fe 4 N can be produced even when an iron base material containing carbon is used as the iron base material.
The iron base material may further contain Ti, V, Cr, Mn, lanthanoid, Al, Si, and the like. These may contain only one kind or two or more kinds.
The shape of the anode 21 is not particularly limited as long as it can be energized, and may be appropriately selected depending on the purpose, such as a flat plate shape. Further, the anode 21 may be formed by molding iron particles into a plate shape or the like. At this time, the molded body may be porous or dense.

−カソード−
カソード22としては、導電性であって、電解液中で安定なものを用いれば良い。
カソード22としては、例えば、白金、金、これらの合金、グラッシーカーボン、グラファイト、ステンレス、アルミナ、ニッケル、ニッケル系合金等からなるものを好ましく用いることができる。
カソード22としては、上記窒化物イオンの生成で説明したガス電極と同様の構成のガス電極を用いることもできる。上記ガス電極を用いることで溶融塩電解時に窒化物イオンを連続的に電解液に供給することができる。
−Cathode−
As the cathode 22, a conductive material that is stable in an electrolytic solution may be used.
As the cathode 22, for example, those made of platinum, gold, an alloy thereof, glassy carbon, graphite, stainless steel, alumina, nickel, a nickel-based alloy, or the like can be preferably used.
As the cathode 22, a gas electrode having the same configuration as the gas electrode described in the generation of nitride ions can be used. By using the above gas electrode, nitride ions can be continuously supplied to the electrolytic solution during molten salt electrolysis.

−電解条件−
溶融塩電解時にアノード21に印加する電位は、Li/Li基準で0.6Vを超え、1.5V以下程度とすれば良い。上記電位を0.6V(vs.Li/Li)を超えるものとすることで、アノード21として用いる鉄基材の表面に良好にγ’−FeNを生成することができる。
一方、上記電位を1.5V(vs.Li/Li)以下とすることで、アノード21の鉄を溶解させずにγ’−FeNを形成することができる。
アノード21に印加する電位は、γ’−FeNの単相を生成するのに好適であるとの観点から、Li/Li基準で0.6Vを超え、0.9V以下とすることが好ましく、0.6Vを超え、0.8V以下とすることがより好ましい。
更に、電解液が350℃以上、450℃以下の場合には、アノード21に印加する電位は、0.65V以上、0.75V以下とすることが特に好ましい。
-Electrolysis conditions-
The potential applied to the anode 21 during the electrolysis of the molten salt may be more than 0.6 V and about 1.5 V or less on the basis of Li + / Li. By setting the above potential to exceed 0.6 V (vs. Li + / Li), γ′-Fe 4 N can be favorably generated on the surface of the iron base material used as the anode 21.
On the other hand, by setting the potential to 1.5 V (vs. Li + / Li) or less, γ′-Fe 4 N can be formed without dissolving the iron of the anode 21.
The potential applied to the anode 21 should be more than 0.6 V and 0.9 V or less on the basis of Li + / Li from the viewpoint that it is suitable for generating a single phase of γ′-Fe 4 N. More preferably, it is more than 0.6V and 0.8V or less.
Further, when the temperature of the electrolytic solution is 350 ° C. or more and 450 ° C. or less, it is particularly preferable that the potential applied to the anode 21 be 0.65 V or more and 0.75 V or less.

溶融塩電解を行なう時間は特に限定されるものではなく、目的とするγ’−FeNが充分に生成される時間で行えば良い。
このような工程(第1の製造方法)を行うことにより、γ’−FeNを含む第1窒化物層を鉄基材の表面に形成することができる。
上記第1の製造方法で得られた表面にγ’−FeNを含む第1窒化物層が形成された鉄基材は、続いて、α’’−Fe16を含む第2窒化物層を鉄基材の表面に形成するために使用される。
The time for performing the molten salt electrolysis is not particularly limited, and may be a time during which the desired γ′-Fe 4 N is sufficiently generated.
By performing such a step (first manufacturing method), the first nitride layer containing γ′-Fe 4 N can be formed on the surface of the iron base material.
The iron substrate having the first nitride layer containing γ′-Fe 4 N formed on the surface obtained by the first manufacturing method is subsequently subjected to the second nitride layer containing α ″ -Fe 16 N 2. It is used to form a material layer on the surface of an iron substrate.

<第1加熱処理>
本工程では、上記第1の製造方法で製造された、表面にγ’−FeNを含む第1窒化物層が形成された鉄基材(以下、第1窒化物層含有鉄基材ともいう)を600℃以上に加熱し、γ’−FeNとα−Feとの相変態によって、γ−Feを生成させる。
この第1加熱処理における加熱温度は600℃以上であれば良いが、その上限は、850℃が好ましい。その理由は、上記加熱温度が850℃を超えると、窒化物の熱分解が進行するからである。
上記加熱温度は、650〜800℃が好ましい。
<First heat treatment>
In this step, the iron base material having the first nitride layer containing γ′-Fe 4 N formed on the surface (hereinafter, also referred to as the first nitride layer-containing iron base material) manufactured by the first manufacturing method is used. Is heated to 600 ° C. or more, and γ-Fe is generated by the phase transformation between γ′-Fe 4 N and α-Fe.
The heating temperature in the first heat treatment may be 600 ° C. or higher, and the upper limit is preferably 850 ° C. The reason is that when the heating temperature exceeds 850 ° C., thermal decomposition of the nitride proceeds.
The heating temperature is preferably from 650 to 800 ° C.

本工程における加熱時間は、10〜600秒間が好ましい。この理由は、上記加熱時間が短すぎるとγ’−FeNとα−Feの反応が不十分なためγ−Feの生成量が少なくなり、時間が長すぎるとγ’−FeNからα−Feへの窒素の移行が進みすぎてγ−Feの生成量が少なくなるからである。
本工程では、上記第1の製造方法で製造された第1窒化物層含有鉄基材を用いているため上述した条件で加熱処理を施した際に、ε相が生じにくく、窒化物層において、γ−Feは均一に分布しやすい。
The heating time in this step is preferably from 10 to 600 seconds. This is because the reaction of the γ'-Fe 4 N and alpha-Fe and the heating time is too short, the less the amount of insufficient for gamma-Fe, from γ'-Fe 4 N and the time is too long This is because the transfer of nitrogen to α-Fe proceeds too much, and the amount of generated γ-Fe decreases.
In this step, since the first nitride layer-containing iron base material manufactured by the first manufacturing method is used, when the heat treatment is performed under the above-described conditions, the ε phase is hardly generated, and the nitride layer , Γ-Fe are easily distributed uniformly.

<急冷>
本工程では、上記第1加熱処理で得られた、γ−Feが表面に生成させた鉄基材を急冷し、γ−Feをα’相(α’−FeN)に変態させ、鉄基材の表面にα’−FeNを生成する。
ここで、急冷条件としては、例えば、−50〜10℃の油中に1〜20秒間投入する等の条件を採用すれば良い。
<Quenching>
In this step, the iron base material having γ-Fe formed on the surface obtained in the first heat treatment is quenched to transform γ-Fe into α ′ phase (α′-Fe 8 N), Α′-Fe 8 N is formed on the surface of the substrate.
Here, as the quenching condition, for example, a condition of pouring into oil at −50 to 10 ° C. for 1 to 20 seconds may be adopted.

<第2加熱処理(時効処理)>
本工程では、鉄基材の表面に生成したα’−FeNを時効処理によりα’’−Fe16に変化させる。これにより、鉄基材の表面には、α’’−Fe16が析出する。
上記時効処理の条件としては、例えば、100℃以上200℃以下の温度に、1時間以上、240時間以下保持する条件等を採用することができる。
上記時効処理の条件において、上記温度は120℃以上180℃以下が好ましく、上記時間は2時間以上120時間以下が好ましい。
また、上記時効処理は、アルゴンガス雰囲気下等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
<Second heat treatment (aging treatment)>
In this step, α′-Fe 8 N generated on the surface of the iron base material is changed to α ″ -Fe 16 N 2 by aging treatment. Thereby, α ″ -Fe 16 N 2 precipitates on the surface of the iron base material.
As the condition of the aging treatment, for example, a condition of maintaining the temperature at 100 ° C. or more and 200 ° C. or less for 1 hour or more and 240 hours or less can be adopted.
Under the conditions of the aging treatment, the temperature is preferably from 120 ° C to 180 ° C, and the time is preferably from 2 hours to 120 hours.
The aging treatment is preferably performed in an inert gas atmosphere such as an argon gas atmosphere.

本発明の実施形態では、上述した第1加熱処理及び急冷を行う容体化によって、第1窒化物層含有鉄基材におけるγ’−FeNをα’−FeNに変態させることができる。
また、第1窒化物層含有鉄基材において、第1窒化物相がγ’−FeNの単相である場合には、上記容体化及び上記時効処理を経ることによって、α’’−Fe16を含有し、FeN及びε-FeN等の混入が極めて少ない第2窒化物層を有する窒化鉄材を製造することができる。
In the embodiment of the present invention, γ′-Fe 4 N in the first nitride layer-containing iron substrate can be transformed into α′-Fe 8 N by the above-described first heat treatment and rapid cooling. .
Further, in the first nitride layer-containing iron base material, when the first nitride phase is a single phase of γ′-Fe 4 N, α ″ − An iron nitride material containing Fe 16 N 2 and having a second nitride layer in which Fe 2 N, ε-Fe 3 N, and the like are extremely small can be manufactured.

(防食層形成工程)
防食層形成工程は、上記時効処理の後に行なう工程であり、上記時効処理を経て形成されたα’’−Fe16を含有する第2窒化物層の表面に防食層を形成する工程である。
上記防食層は、炭化鉄又は酸化鉄からなることが好ましい。
上記防食層として炭化鉄からなる層を形成する場合、当該炭素鉄の層を形成する方法としては、例えば、上記時効処理後、炭化材(液状炭化水素等)を塗布して不活性雰囲気炉で焼く方法、CO雰囲気中で熱処理をする方法等を採用することができる。
また、防食層として酸化鉄からなる層を形成する場合には、例えば、α’’−Fe16を含有する第2窒化物層が形成された窒化鉄材を緩やかな条件で酸化処理すれば良い。
当該緩やかな酸化処理の条件としては、例えば、100℃程度の熱処理でFeを形成する方法等を採用することができる。
上記防食層として、Crイオンを反応させて形成した窒化クロム層や、SiOやAl等からなる層であっても良い。
(Corrosion protection layer forming step)
The anticorrosion layer forming step is a step performed after the aging treatment, and is a step of forming an anticorrosion layer on the surface of the second nitride layer containing α ″ -Fe 16 N 2 formed through the aging treatment. is there.
The anticorrosion layer is preferably made of iron carbide or iron oxide.
When the layer made of iron carbide is formed as the anticorrosion layer, as a method of forming the carbon iron layer, for example, after the above-mentioned aging treatment, a carbon material (liquid hydrocarbon or the like) is applied, and the resultant is applied in an inert atmosphere furnace. A baking method, a method of performing a heat treatment in a CO atmosphere, and the like can be employed.
When a layer made of iron oxide is formed as the anticorrosion layer, for example, the iron nitride material on which the second nitride layer containing α ″ -Fe 16 N 2 is formed may be oxidized under mild conditions. good.
As a condition of the mild oxidation treatment, for example, a method of forming Fe 3 O 4 by heat treatment at about 100 ° C. can be adopted.
As the anticorrosion layer, a chromium nitride layer formed by reacting Cr ions or a layer made of SiO 2 , Al 2 O 3 or the like may be used.

このような本発明の実施形態に係る製造方法では、鉄基材を出発材料として、上記第1の製造方法を包含する上記第2の製造方法を行うことにより、FeNやε-FeNの生成を回避しつつ、α’’−Fe16が均一に生成された第2窒化物層を有する窒化鉄材を製造することができる。
また、本発明の実施形態に係る製造方法は、FeNやε-FeNの生成を回避しつつ、α’’−Fe16を均一に(特に、窒化物層の厚さ方向において均一に分布するように)生成することができる点で、ガス窒化処理を用いた窒化物層の形成方法に比べて顕著に優れる。
In the production method according to the embodiment of the present invention, the second production method including the first production method is performed by using the iron base material as a starting material, so that Fe 2 N or ε-Fe 3 An iron nitride material having the second nitride layer in which α ″ -Fe 16 N 2 is uniformly generated can be manufactured while avoiding generation of N.
In addition, the manufacturing method according to the embodiment of the present invention can uniformly generate α ″ -Fe 16 N 2 (especially in the thickness direction of the nitride layer) while avoiding generation of Fe 2 N and ε-Fe 3 N. This is significantly superior to the method of forming a nitride layer by using a gas nitriding treatment.

次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例のみに限定されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲の範囲によって示され、特許請求の範囲の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。   Next, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to only these examples. The scope of the present invention is defined by the scope of the claims, and includes equivalents and all modifications within the scope of the claims.

[γ’−FeNを含む窒化物層の形成]
下記試験例1〜4の条件で溶融塩電解窒化を行った。生成した窒化物層を分析した。
(試験例1)
−電解工程−
まず、下記の方法で電解液を作製した。
LiBr、KBr及びCsBrを、混合比率がモル比で56.1:18.9:25.0となるように混合して250℃に加熱し、溶融塩を作製した。この溶融塩に濃度が1.0mol%となるようにLiNを添加し、電解液を作製した。
[Formation of nitride layer containing γ'-Fe 4 N]
The molten salt electrolytic nitriding was performed under the conditions of Test Examples 1 to 4 below. The resulting nitride layer was analyzed.
(Test Example 1)
-Electrolysis process-
First, an electrolytic solution was prepared by the following method.
LiBr, KBr and CsBr were mixed at a molar ratio of 56.1: 18.9: 25.0 and heated to 250 ° C. to produce a molten salt. Li 3 N was added to the molten salt so as to have a concentration of 1.0 mol% to prepare an electrolyte.

次に、溶融塩電解窒化を行った。
溶融塩電解窒化は、Arフロー雰囲気のグローブボックス内で行なった。
アノードとしては5mm×5mm×1mmtのFe板を、カソードとしてはグラッシーカーボン棒を用いた。また、参照極としてはAl−Li合金を用いた。これらは電解液中に配置した。
電解液の温度は450℃とした。
本工程では、アノード及びカソードを、電位を制御できる電源としてのポテンショ・ガルバノスタットに接続してLi/Li基準で0.7Vの電位をアノードに印加し、定電位で溶融塩電解を3時間行うことで窒化物層を有する窒化鉄材を製造した。
ここでは、アノードであるFe板の表面に窒化物層が生成した。
Next, molten salt electrolytic nitriding was performed.
The molten salt electrolytic nitriding was performed in a glove box in an Ar flow atmosphere.
A 5 mm × 5 mm × 1 mmt Fe plate was used as the anode, and a glassy carbon rod was used as the cathode. An Al-Li alloy was used as a reference electrode. These were placed in the electrolyte.
The temperature of the electrolyte was 450 ° C.
In this step, the anode and the cathode are connected to a potential galvanostat as a power supply capable of controlling the potential, a potential of 0.7 V is applied to the anode based on Li + / Li, and the molten salt electrolysis is performed at a constant potential for 3 hours. As a result, an iron nitride material having a nitride layer was manufactured.
Here, a nitride layer was formed on the surface of the Fe plate as the anode.

(試験例2)
試験例1において電解液の温度を350℃とした以外は実施例1と同様にして窒化物層を有する窒化鉄材を製造した。
(Test Example 2)
An iron nitride material having a nitride layer was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the electrolytic solution was changed to 350 ° C. in Test Example 1.

(試験例3)
試験例1において電解液の温度を350℃とし、アノードに印加する電位をLi/Li基準で0.8Vとした以外は実施例1と同様にして窒化物層を有する窒化鉄材を製造した。
(Test Example 3)
An iron nitride material having a nitride layer was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the electrolytic solution was set to 350 ° C. and the potential applied to the anode was set to 0.8 V based on Li + / Li in Test Example 1.

(試験例4)
試験例1において電解液の温度を350℃とし、アノードに印加する電位をLi/Li基準で1.0Vとした以外は実施例1と同様にして窒化物層を有する窒化鉄材を製造した。
(Test Example 4)
An iron nitride material having a nitride layer was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the electrolytic solution was set to 350 ° C. and the potential applied to the anode was set to 1.0 V based on Li + / Li in Test Example 1.

−評価−
(生成相の分析)
試験例1〜4のすべての条件において、アノードとしてのFe板の表面に窒化物層の生成が認められた。
そこで、得られた窒化物層の生成相をX線回折装置により分析した。結果を表1に示した。なお、表1には電解条件を併記した。
ここで、X線回折装置としては、XRD;リガク社製、Ultima IV、Cu−Kα line、λ=1.5418Å、40kV、40mAを用いた。
-Evaluation-
(Analysis of generated phase)
Under all the conditions of Test Examples 1 to 4, formation of a nitride layer was observed on the surface of the Fe plate as the anode.
Thus, the generated phase of the obtained nitride layer was analyzed by an X-ray diffractometer. The results are shown in Table 1. Table 1 also shows the electrolysis conditions.
Here, as an X-ray diffractometer, XRD; Ultima IV, Cu-Kα line, λ = 1.5418 °, 40 kV, 40 mA, manufactured by Rigaku Corporation was used.

表1に示した通り、溶融塩浴の浴温及び溶融塩電解時にアノードに印加する電位を制御することで、FeNのみを生成させることができた。 As shown in Table 1, only Fe 4 N was generated by controlling the bath temperature of the molten salt bath and the potential applied to the anode during the electrolysis of the molten salt.

また、図7A及び図7Bには、試験例1で製造した窒化物層のX線回折装置による測定結果を示した。図中、(i)のスペクトルが試験例1の測定結果である。また、図7Bは、図7Aの要部拡大図である。   7A and 7B show the measurement results of the nitride layer manufactured in Test Example 1 using an X-ray diffractometer. In the figure, the spectrum of (i) is the measurement result of Test Example 1. FIG. 7B is an enlarged view of a main part of FIG. 7A.

[α’’−Fe16を含む窒化物層の形成]
次に、上記試験例1で製造したFeNからなる窒化物層を有する窒化鉄材を用いて下記の実施例1を行った。
(実施例1)
−溶体化処理(第1加熱処理及び急冷)−
電解処理を施した上記試験例1のFe板に下記の条件で熱処理を行った。
不活性雰囲気中で740℃に昇温し、60秒保持した。その後、加熱された上記Fe板を−5℃に保った油に投入し、油冷した。
上記の熱処理後のFe板に対して、X線回折によってFe板の表面に存在している結晶相を分析した。その結果、Fe(α相)とFe(γ相)が認められた。
また、Fe(α相)の(110)ピークの高角側には肩が認められた。この肩のピーク位置には該当する窒化鉄結晶相は見られないので、この肩のピークは、格子が歪んで格子定数にずれが生じたFe(α相)によるものと考えられた。また、Feの格子のずれは、過飽和にNを取り込んで歪んだことが要因と推定され、過飽和α相(α’)の存在を示している。
図7A及び図7Bには、実施例1において、急冷後に測定したX線回折装置による測定結果を示した。図中、(ii)のスペクトルが急冷後の測定結果である。
[Formation of nitride layer containing α ″ -Fe 16 N 2 ]
Next, the following Example 1 was performed using the iron nitride material having a nitride layer made of Fe 4 N manufactured in Test Example 1 above.
(Example 1)
-Solution treatment (first heat treatment and rapid cooling)-
The Fe plate of Test Example 1 subjected to the electrolytic treatment was heat-treated under the following conditions.
The temperature was raised to 740 ° C. in an inert atmosphere and maintained for 60 seconds. Thereafter, the heated Fe plate was put into oil kept at -5 ° C, and cooled with oil.
The crystal phase existing on the surface of the Fe plate after the heat treatment was analyzed by X-ray diffraction. As a result, Fe (α phase) and Fe (γ phase) were observed.
Also, a shoulder was observed on the high angle side of the (110) peak of Fe (α phase). Since no corresponding iron nitride crystal phase was found at the peak position of this shoulder, it was considered that this shoulder peak was due to Fe (α phase) in which the lattice was distorted and the lattice constant was shifted. The lattice shift of Fe is presumed to be caused by distortion caused by incorporating N into supersaturation, and indicates the existence of a supersaturated α phase (α ′).
FIGS. 7A and 7B show the measurement results by the X-ray diffractometer measured after quenching in Example 1. FIG. In the figure, the spectrum (ii) is the measurement result after quenching.

−時効処理(第2加熱処理)−
上記熱処理によって、α’相(α’−FeN)が生成された実施例1のFe板を、不活性雰囲気中で150℃、84時間保持した。
上記の時効処理後のFe板に対して、X線回折によってFe板の表面に存在している結晶相の分析を行った。その結果、Fe(α相)及びFe(γ相)と併せて、Fe16のピークの兆候が認められた。具体的には、42.7°に位置するα”-Fe16の202回折線付近に、新たにブロードなショルダーが観測された。
図7A及び図7Bには、実施例1における時効処理中及び時効処理後に測定したX線回折装置による測定結果を示した。図中、(iii)のスペクトルが時効処理中(24時間保持後)の測定結果であり、(iv)のスペクトルが時効処理後(84時間保持後)の測定結果である。
-Aging treatment (second heat treatment)-
The Fe plate of Example 1 in which the α ′ phase (α′-Fe 8 N) was generated by the heat treatment was kept at 150 ° C. for 84 hours in an inert atmosphere.
The crystal phase present on the surface of the Fe plate was analyzed by X-ray diffraction on the Fe plate after the aging treatment. As a result, in addition to Fe (α phase) and Fe (γ phase), signs of a peak of Fe 16 N 2 were observed. Specifically, a new broad shoulder was observed near 202 diffraction line of α ″ -Fe 16 N 2 located at 42.7 °.
FIGS. 7A and 7B show the measurement results of the X-ray diffractometer measured during and after the aging treatment in Example 1. FIG. In the figure, the spectrum (iii) is the measurement result during the aging treatment (after holding for 24 hours), and the spectrum (iv) is the measurement result after the aging treatment (after holding for 84 hours).

さらに、上記時効処理を行った後のFe板をメスバウアー分光分析によって詳細に分析を行ったところ、Fe16の存在が明確になった。
図8は、実施例1でFe板の表面に生成した結晶相(窒化物層)のメスバウアー分光分析の測定結果(メスバウアー分光スペクトル)を示す図である。図9は、図8に示したメスバウアー分光スペクトルの解析結果を示す表である。
上記メスバウアー分光分析の詳細は以下の通りである。
上記メスバウアー分光分析は、Rhマトリックス中に拡散させたCo−57とHe−1%(CHCHガスフロー比例カウンタを用いて行った。なお、測定温度は室温とし、速度較正はα−Feを用いて行った。
図8の分光スペクトルは、フィッティング結果であり、α−Feとγ−Feのそれぞれ1つのFeサイトに加え、I、II、IIIと示したα”−Fe16及びγ’−FeNのそれぞれ3つのFeサイトのスペクトルに分離された。また、0mms−1付近にそれらでは説明出来ないスペクトルが見られているが、これは、γ−Feにおいて、窒素原子が近接格子間を占有した超微細構造(γ−Fe’と表記する)中の57Fe核から得られるスペクトルとしてフィッティングしたものである。
Further, when the Fe plate after the aging treatment was analyzed in detail by Mossbauer spectroscopy, the presence of Fe 16 N 2 was clarified.
FIG. 8 is a diagram showing a measurement result (Moessbauer spectral spectrum) of the crystal phase (nitride layer) formed on the surface of the Fe plate in Example 1 by Moessbauer spectroscopic analysis. FIG. 9 is a table showing the analysis results of the Mossbauer spectroscopy spectrum shown in FIG.
The details of the above Mossbauer spectroscopy are as follows.
The Mossbauer spectroscopy was performed using Co-57 and the He-1% was diffused in Rh matrix (CH 3) 3 CH gas flow proportional counter. The measurement temperature was room temperature, and the speed calibration was performed using α-Fe.
The spectrum shown in FIG. 8 is the result of fitting. In addition to one Fe site for each of α-Fe and γ-Fe, α ″ -Fe 16 N 2 and γ′-Fe 4 N shown as I, II, and III, respectively. Are separated into spectra of three Fe sites, respectively, and a spectrum that cannot be explained by them is observed at around 0 mms −1 , which indicates that in γ-Fe, nitrogen atoms occupy adjacent lattices. This is a fit obtained as a spectrum obtained from a 57Fe nucleus in an ultrafine structure (denoted as γ-Fe ′).

上記メスバウアー分光分析の結果から明らかな通り、本実施例で得られた窒化物層には、Fe16が含まれていることが明らかとなった。
図9に示すように、上記窒化物層の各相に対応するサブスペクトルの積分強度比は、α-Fe:(γ−Fe+γ−Fe’):α”−Fe16:γ’−FeN=39.0:36.1:12.9:12.0となり、メスバウアー分光の分析範囲である表面100nm程度の領域において、上記窒化物層に含まれるFe16の含有率は約13%であった。
また、上記窒化物層からは、FeNや、FeNは検出されなかった。
As is clear from the results of the above-mentioned Mossbauer spectroscopic analysis, it was clarified that the nitride layer obtained in this example contained Fe 16 N 2 .
As shown in FIG. 9, the integrated intensity ratio of the sub-spectrum corresponding to each phase of the nitride layer is α-Fe: (γ-Fe + γ-Fe ′): α ″ -Fe 16 N 2 : γ′-Fe 4 N = 39.0: 36.1: 12.9: 12.0, and the content of Fe 16 N 2 contained in the nitride layer in the region of about 100 nm on the surface which is the analysis range of Mossbauer spectroscopy is It was about 13%.
Further, Fe 2 N and Fe 3 N were not detected from the nitride layer.

11 鉄基材
12、13、14、15 窒化物層
21 アノード
22 カソード
23 電解液
24 電源
31、41、51、61 リード線
32、42 筒状電極部材
43 多孔質部材
52、62 筒状部材
53 電極部材
63 多孔体
S1 溶融塩電解窒化
S2 第1加熱処理
S3 急冷
S4 第2加熱処理
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Iron base material 12, 13, 14, 15 Nitride layer 21 Anode 22 Cathode 23 Electrolyte solution 24 Power supply 31, 41, 51, 61 Lead wire 32, 42 Cylindrical electrode member 43 Porous member 52, 62 Cylindrical member 53 Electrode member 63 Porous body S1 Molten salt electrolytic nitriding S2 First heat treatment S3 Rapid cooling S4 Second heat treatment

Claims (20)

鉄基材の表面に、γ’−FeNを含む第1窒化物層を有する窒化鉄材を製造する方法であって、
溶融塩中に窒化物イオン(N3−)を溶解させた電解液中に設けた、カソード及び鉄基材からなるアノードを用いて溶融塩電解を行なうことにより前記アノードの表面にγ’−FeNを電析させる電解工程、を有し、
前記電解工程において、前記電解液の温度は240℃以上であり、かつ前記アノードに印加する電位はLi/Li基準で0.6Vを超え、1.5V以下である、窒化鉄材の製造方法。
A method for producing an iron nitride material having a first nitride layer containing γ′-Fe 4 N on a surface of an iron base material,
The molten salt electrolysis is performed using an anode composed of a cathode and an iron base provided in an electrolytic solution in which nitride ions (N 3− ) are dissolved in a molten salt, whereby γ′-Fe is formed on the surface of the anode. 4 N has electrolytic step of electrodeposition, the a,
The method for producing an iron nitride material, wherein in the electrolysis step, the temperature of the electrolytic solution is equal to or higher than 240 ° C, and the potential applied to the anode is higher than 0.6 V and equal to or lower than 1.5 V based on Li + / Li.
前記鉄基材は、純度が99質量%以上である、請求項1に記載の窒化鉄材の製造方法。   The method for producing an iron nitride material according to claim 1, wherein the iron base material has a purity of 99% by mass or more. 前記鉄基材は、炭素量が0.02質量%以上、2.14質量%以下である、請求項1に記載の窒化鉄材の製造方法。   The method for producing an iron nitride material according to claim 1, wherein the iron base material has a carbon content of 0.02% by mass or more and 2.14% by mass or less. 前記電解工程において、前記電解液の温度は350℃以上、450℃以下である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の窒化鉄材の製造方法。   4. The method for producing an iron nitride material according to claim 1, wherein in the electrolysis step, the temperature of the electrolyte is 350 ° C. or more and 450 ° C. or less. 5. 前記電解工程において、前記アノードに印加する電位はLi/Li基準で0.6Vを超え、0.9V以下である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の窒化鉄材の製造方法。 5. The production of the iron nitride material according to claim 1, wherein in the electrolysis step, a potential applied to the anode is greater than 0.6 V and less than or equal to 0.9 V based on Li + / Li. 6. Method. 前記電解工程の前に、前記アノードに用いる前記鉄基材の表面に形成されている酸化物層を除去する前処理工程を有する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の窒化鉄材の製造方法。   The nitriding method according to any one of claims 1 to 5, further comprising a pretreatment step of removing an oxide layer formed on a surface of the iron base material used for the anode before the electrolysis step. Manufacturing method of iron material. 前記溶融塩は、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物又はこれらの混合物である、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の窒化鉄材の製造方法。   The method for producing an iron nitride material according to any one of claims 1 to 6, wherein the molten salt is a halide of an alkali metal, a halide of an alkaline earth metal, or a mixture thereof. 前記アルカリ金属のハロゲン化物は、アルカリ金属の臭化物、アルカリ金属のヨウ化物、又は、アルカリ金属の臭化物とアルカリ金属のヨウ化物との混合物である、請求項7に記載の窒化鉄材の製造方法。   The method for producing an iron nitride material according to claim 7, wherein the alkali metal halide is an alkali metal bromide, an alkali metal iodide, or a mixture of an alkali metal bromide and an alkali metal iodide. 前記アルカリ土類金属のハロゲン化物は、アルカリ土類金属の臭化物、アルカリ土類金属のヨウ化物、又は、アルカリ土類金属の臭化物とアルカリ土類金属のヨウ化物との混合物である、請求項7に記載の窒化鉄材の製造方法。   8. The alkaline earth metal halide is an alkaline earth metal bromide, an alkaline earth metal iodide, or a mixture of an alkaline earth metal bromide and an alkaline earth metal iodide. 3. The method for producing an iron nitride material according to item 1. 前記アルカリ金属は、Li、K及びCsからなる群より選択される1種以上である、請求項7又は請求項8に記載の窒化鉄材の製造方法。   The method for producing an iron nitride material according to claim 7 or 8, wherein the alkali metal is at least one selected from the group consisting of Li, K, and Cs. 前記アルカリ土類金属は、Mg、Ca、Sr及びBaからなる群より選択される1種以上である、請求項7又は請求項9に記載の窒化鉄材の製造方法。   The method for producing an iron nitride material according to claim 7 or 9, wherein the alkaline earth metal is at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, and Ba. 前記溶融塩は、LiBr−KBr−CsBr又はLiI−KI−CsIである、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の窒化鉄材の製造方法。   The method for producing an iron nitride material according to any one of claims 1 to 7, wherein the molten salt is LiBr-KBr-CsBr or LiI-KI-CsI. 前記溶融塩はLi、K及びCsを含有し、Liの含有率が40mol%以上、80mol%以下、Kの含有率が5mol%以上、30mol%以下、Csの含有率が10mol%以上、40mol%以下である、請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の窒化鉄材の製造方法。 The molten salt contains Li + , K +, and Cs + , and has a Li + content of 40 mol% or more and 80 mol% or less, a K + content of 5 mol% or more, 30 mol% or less, and a Cs + content of The method for producing an iron nitride material according to any one of claims 1 to 12, wherein the content is 10 mol% or more and 40 mol% or less. 電解工程は、前記溶融塩にLiNを添加して窒化物イオン(N3−)が溶解した電解液を形成する、請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の窒化鉄材の製造方法。 14. The iron nitride material according to claim 1, wherein the electrolysis step includes adding Li 3 N to the molten salt to form an electrolyte in which nitride ions (N 3− ) are dissolved. Production method. 電解工程は、前記溶融塩に窒素ガス還元電極を設け、前記窒化ガス還元電極に窒素ガスを供給して電気化学的に還元することにより窒化物イオン(N3−)が溶解した電解液を形成する、請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の窒化鉄材の製造方法。 In the electrolysis step, a nitrogen gas reducing electrode is provided on the molten salt, and a nitrogen gas is supplied to the nitriding gas reducing electrode to perform electrochemical reduction to form an electrolytic solution in which nitride ions (N 3− ) are dissolved. The method for producing an iron nitride material according to any one of claims 1 to 14, wherein the method comprises: 前記第1窒化物層は、γ’−FeNの単相である請求項1から請求項15のいずれか1項に記載の窒化鉄材の製造方法。 It said first nitride layer, γ'-Fe 4 N producing method of nitrided iron as claimed in any one of claims 15 is a single phase. 鉄基材の表面に、α’’−Fe16を含む第2窒化物層を有する窒化鉄材を製造する方法であって、
請求項1から請求項16のいずれか1項に記載の窒化鉄材の製造方法によって、表面にγ’−FeNを含む第1窒化物層を有する第1窒化鉄材を製造する工程と、
前記第1窒化鉄材を600℃以上の温度で加熱し、前記鉄基材の表面にγ相を生成する第1加熱工程と、
表面に前記γ相が生成された鉄基材を急冷し、前記鉄基材の表面にα’相を生成する急冷工程と、
表面に前記α’相が生成された鉄基材を200℃以下の温度で加熱し、前記鉄基材の表面にα’’−Fe16を析出させる第2加熱工程と、
を有する、窒化鉄材の製造方法。
A method for producing an iron nitride material having a second nitride layer containing α ″ -Fe 16 N 2 on a surface of an iron base material,
By the method of manufacturing nitride iron according to any one of claims 1 to claim 16, comprising the steps of producing a first iron nitride having a first nitride layer comprising γ'-Fe 4 N to the surface,
A first heating step of heating the first iron nitride material at a temperature of 600 ° C. or higher to generate a γ phase on the surface of the iron base material;
Quenching the iron base material in which the γ phase is generated on the surface, and a quenching step of generating an α ′ phase on the surface of the iron base material,
A second heating step of heating the iron substrate on which the α ′ phase is generated at a temperature of 200 ° C. or less to precipitate α ″ -Fe 16 N 2 on the surface of the iron substrate,
A method for producing an iron nitride material, comprising:
前記第2加熱工程は、表面に前記α’相が生成された鉄基材を100℃以上、200℃以下に加熱し、この加熱状態で、1時間以上、240時間以下保持する請求項17に記載の窒化鉄材の製造方法。   The said 2nd heating process heats the iron base material in which the said alpha 'phase was generated in the surface at 100 degrees C or more and 200 degrees C or less, and maintains this heating state for 1 hour or more and 240 hours or less. A method for producing the iron nitride material according to the above. 前記第2加熱工程の後に、前記第2窒化物層の表面に防食層を形成する防食層形成工程を有する、請求項17又は請求項18に記載の窒化鉄材の製造方法。   The method for producing an iron nitride material according to claim 17 or 18, further comprising, after the second heating step, a step of forming an anticorrosion layer on the surface of the second nitride layer. 前記防食層は、炭化鉄又は酸化鉄からなる、請求項19に記載の窒化鉄材の製造方法。   The method according to claim 19, wherein the anticorrosion layer is made of iron carbide or iron oxide.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0762522A (en) * 1993-08-06 1995-03-07 Centre Stephanois Rech Mec Hydromec Frottement Nitridation of ferrous metal part having improved corrosion resistance
JP2004232005A (en) * 2003-01-29 2004-08-19 Japan Science & Technology Agency Electrochemical surface nitriding method for steel
JP2006233300A (en) * 2005-02-25 2006-09-07 Sumitomo Metal Ind Ltd Non-heattreated steel soft-nitrided parts
JP2009052104A (en) * 2007-08-28 2009-03-12 Doshisha Surface nitriding treatment method using molten salt electrochemical process
JP2015025161A (en) * 2013-07-25 2015-02-05 株式会社日本テクノ Surface hardening method of iron or iron alloy and apparatus of the same, and surface hardening structure of iron or iron alloy
JP2018083964A (en) * 2016-11-22 2018-05-31 住友電気工業株式会社 Iron nitride material and method of manufacturing iron nitride material

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0762522A (en) * 1993-08-06 1995-03-07 Centre Stephanois Rech Mec Hydromec Frottement Nitridation of ferrous metal part having improved corrosion resistance
JP2004232005A (en) * 2003-01-29 2004-08-19 Japan Science & Technology Agency Electrochemical surface nitriding method for steel
JP2006233300A (en) * 2005-02-25 2006-09-07 Sumitomo Metal Ind Ltd Non-heattreated steel soft-nitrided parts
JP2009052104A (en) * 2007-08-28 2009-03-12 Doshisha Surface nitriding treatment method using molten salt electrochemical process
JP2015025161A (en) * 2013-07-25 2015-02-05 株式会社日本テクノ Surface hardening method of iron or iron alloy and apparatus of the same, and surface hardening structure of iron or iron alloy
JP2018083964A (en) * 2016-11-22 2018-05-31 住友電気工業株式会社 Iron nitride material and method of manufacturing iron nitride material

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Electrochemical formation of iron nitride film in a molten LiCl-KCl-Li3N system", ELECTROCHIMICA ACTA, vol. 45, JPN6021049950, 3 November 1999 (1999-11-03), pages 3367 - 3373, ISSN: 0004661523 *

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