Structure analysis of cation selective Cr-goethite as protective rust of weathering steel

耐候性保護性さび層構成物であるカチオン選択性Cr-ゲーサイトの構造解析

小西 啓之; 山下 正人*; 内田 仁*; 水木 純一郎

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

Cr-ゲーサイト中のCrの配位数を決定するために、人工育成Cr-ゲーサイトに対するEXAFS解析を行った。スペクトルはフォトンファクトリー(PF)の放射光を用いて測定した。フーリエ・フィルタリングを用いて最近接原子によるEXAFS振動を抽出し、カーブフィッティングで構造パラメータを求めた。その結果、(71)個のOがCrに配位していることがわかった。このことから、耐候性鋼のCr-ゲーサイト保護性さび層の最も特徴的な保護効果は、Crに配位するOによってCr-ゲーサイト粒子に負の固定電荷がもたらされることで生じるものと説明できる。

We have performed extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) analysis for artificial Cr-goethite to elucidate the local structure around Cr in Cr-goethite. The spectra were obtained using synchrotron radiation X-rays at the Photon Factory in Tsukuba. The first shell contributions were isolated by Fourier filtering the EXAFS data, and the inverse Fourier transformed single-shell data were analyzed using curve fitting method. The results show that Cr is coordinated with (71) O ions. The protective character of Cr-goethite protective rust layer on weathering steel can be interpreted in terms of the O coordination around Cr resulting in creation of negative fixed-charge in the Cr-goethite particles.