金属材料を安全に使うには、耐食性の測定が不可欠！

腐食のしやすさがわからない新しい金属材料

私たちの身の回りでは建築物や乗り物、日用品など、さまざまなものに金属材料が使われています。これらの金属材料に錆（さび）などの腐食が生じると壊れて事故などを引き起こす場合があるので、実際に使う前には十分な検討が必要です。特に合金や不純物が混じった新しい金属材料の場合は、イオン化傾向がわからず腐食のしやすさが判断できません。また金属の表面には不動態皮膜という薄いバリアのようなものがあり、腐食から金属を守っていますが、それも金属材料によって異なるのです。そのため新しい金属材料を使うときは、耐食性（腐食のしにくさ）を調べる実験が必要となります。

さまざまな機器を使った金属材料の調査

金属材料の耐食性を調べるには、電解質溶液に金属を浸して、金属が溶け出すときの電圧や電流値を「ポテンショスタット」という機械で計測します。さらに安全に金属材料を使うために、さまざまな機器を使って新しい金属材料の細かい性質も調べます。例えば3次元アトムプローブという機械を使って金属中の原子の配置を調べたり、共焦点レーザー顕微鏡を使って金属が溶けていく最中の凹凸を測ったりします。

水素脆化を起こしにくい金属の研究も

さまざまな金属材料で耐食性の実験が行われていますが、腐食のほかにも問題があります。近年増えているのは金属と水素にかかわる研究です。水素は環境にやさしいエネルギー資源として注目を集めていますが、水素原子が金属の中に入ると、もろくなることが多いのです。これを水素脆化（ぜいか）といいます。水素脆化が起こりにくい金属材料の開発が盛んに行われていますが、水素は顕微鏡で見えないため評価が難しいという課題もあります。そこでコンピュータシミュレーションを使ったり、理論的に推測したりして、なんとか評価を出そうと試行錯誤がされています。金属材料の研究は目立ちにくいですが、金属製品などを安全に使うためになくてはならない分野なのです。

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富山大学都市デザイン学部材料デザイン工学科准教授畠山賢彦先生

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金属工学、材料科学、電気化学、物理学

メッセージ

勉強以外にも興味があることをやっておけば、後で研究に生きてくることがあります。金属材料の分野では、共焦点レーザー顕微鏡や3次元アトムプローブといった複雑な機械を使うので、普段から機械いじりが好きなら、楽しく学べると思います。
また、大学の研究室を選ぶ際は、ホームページなどで研究室の活動実績や論文を見て、どのような研究がされているのか調べておくといいでしょう。私たちの研究室では学生をしっかり指導しますので、修士課程でも高いレベルの研究が可能ですし、博士課程をめざすのも歓迎です。

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