検索対象:     
報告書番号:
※ 半角英数字
 年 ~ 
 年

Difference between Cr and Ni K-edge XANES spectra of rust layers formed on Fe-based binary alloys exposed to Cl-rich environment

塩分環境下で大気暴露した鉄基二元合金さび層のCr及びNi K吸収端XANESスペクトルの相違

小西 啓之; 山下 正人*; 内田 仁*; 水木 純一郎

Konishi, Hiroyuki; Yamashita, Masato*; Uchida, Hitoshi*; Mizuki, Junichiro

耐候性鋼の表面に生成するさび層の保護性は、さび層の構造に関係して現れる特性である。塩分環境下でCr添加型耐候性鋼のさび層よりもNi添加型耐候性鋼のさび層が高い保護性を持つことは、それぞれのさび層中におけるCr及びNiの化学状態や局所構造などの特徴が異なることを示唆する。塩分環境下での鋼材さび層の保護性に対するCrとNiの効果の相違を説明するために、塩分環境下で大気暴露したFe-Cr及びFe-Ni合金のさび層中のCr及びNiの周辺構造を放射光を用いたXANES測定によって調べた。Cr K-edge XANES測定の結果よりFe-Cr合金のさび層中のCrの局所構造はCr添加量によって変化し、したがってその構造は不安定であり、CrまたはCrが作る分子はその周辺の原子から比較的強く相互作用を受けると考えられる。一方、Fe-Ni合金のさび層のNi K-edge XANES測定から、Niがさび層構成物質の結晶構造の中の特定の位置を占有しており、このためCl$$^{-}$$イオンなどの影響をNiはほとんど受けず、保護性さび層形成にかかわる役割を阻害されないと考えられる。

The rust layer formed on weathering steel possesses a strong protective ability against corrosives in an atmosphere. This ability is related to the structure of the rust layer. The difference in the protective ability of a rust layer in a Cl-rich environment between conventional weathering steel containing Cr and advanced weathering steel containing Ni is believed to be caused by the differences in local structural and chemical properties between alloying elements, Cr and Ni, in the rust layer. In order to examine the effect of these alloying elements on the structure of the rust layer formed on steel in a Cl-rich environment, we have performed Cr and Ni K-edge X-ray absorption near-edge structure (XANES) measurements for the rust layer of Fe-Cr and Fe-Ni binary alloys exposed to a Cl-rich atmosphere using synchrotron radiation. The results of the Cr K-edge XANES measurements for the rust layer of Fe-Cr binary alloys show that the atomic geometry around Cr depends on the concentration of Cr. Therefore, it is expected that the local structure around Cr in the rust layer is unstable. On the other hand, from the results of the Ni K-edge XANES measurements for the rust layer of Fe-Ni binary alloys, Ni is considered to be positioned at a specific site in the crystal structure of a constituent of the rust layer, such as akagan$'e$ite or magnetite. As a consequence, Ni negligibly interacts with Cl$$^{-}$$ ions in the rust layer.

Access

:

- Accesses

InCites™

:

パーセンタイル:25.85

分野:Materials Science, Multidisciplinary

Altmetrics

:

[CLARIVATE ANALYTICS], [WEB OF SCIENCE], [HIGHLY CITED PAPER & CUP LOGO] and [HOT PAPER & FIRE LOGO] are trademarks of Clarivate Analytics, and/or its affiliated company or companies, and used herein by permission and/or license.