社会基盤を支える金属材料の長期信頼性向上を目指し、鉄鋼材料や非鉄金属材料の腐食・防食に関する研究を行っています。特に、鉄筋コンクリート構造物中の鋼材腐食について、酸素還元反応、塩化物イオン、pH、酸化皮膜、腐食生成物などが腐食挙動に及ぼす影響を、電気化学的手法を用いて明らかにする研究を進めています。

その中心となる独自技術が「高酸素反応促進技術」です。本技術では、耐圧ガスチャンバー内に金属試料や鋼材を埋め込んだモルタル試料を設置し、高圧酸素を供給することで、金属表面近傍の溶存酸素濃度を増加させます。これにより、腐食反応を支配する酸素還元反応を促進し、通常環境では数か月から数年を要する腐食現象を、数日から数週間の時間スケールで再現することができます。この技術を利用して、コンクリートのかぶりや湿潤状態、塩化物イオン、pH、酸化皮膜などが鉄筋腐食に及ぼす影響を定量的に評価するとともに、鉄筋表面に形成される黒皮の欠陥が腐食発生の起点となることなどを明らかにしてきました。

また、高酸素反応促進技術を耐食材料や表面処理の評価・創製にも展開しています。NIMSで開発した独自の耐食鉄筋について、従来材との耐食性比較や腐食機構の解析を行い、実用化に向けた性能評価を進めています。さらに、酸素還元反応が皮膜形成を律速することを利用し、裸の亜鉛と比較して10倍以上の耐食性を示す耐食表面を短時間で形成する技術の開発にも取り組んでいます。

これらに加えて、高強度鋼、アルミニウム合金、マグネシウム合金を対象とした水素侵入・水素脆化の研究も行っています。腐食や摩耗に伴う水素侵入挙動の解析に加え、腐食しやすい軽金属にも適用可能な有機溶媒を用いた電気化学的水素透過試験法を開発し、酸化皮膜や表面状態が水素侵入や脆化挙動に及ぼす影響の解明を進めています。