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Role of metal cations on corrosion of coated steel substrate in model aqueous layer

模擬溶液中におけるめっき鋼板の腐食に及ぼす金属カチオンの役割

Islam, M. S.*; 大谷 恭平; 坂入 正敏*

Islam, M. S.*; Otani, Kyohei; Sakairi, Masatoshi*

亜鉛めっき鋼板の腐食挙動には溶出した亜鉛イオンが寄与していると考えられるため、炭素鋼の腐食に及ぼす亜鉛イオンの影響および他の金属カチオンの影響を浸漬腐食試験および電気化学的手法を用いて調査した。浸漬腐食試験で得られた外観写真や質量変化から実験に用いたNa$$^{+}$$, Mg$$^{2+}$$, Zn$$^{2+}$$, Al$$^{3+}$$のなかで亜鉛は最も炭素鋼の防食に寄与することがわかった。XPS測定より亜鉛イオンは鋼の表面に結合していることが分かり、更に電気化学インピーダンス測定から亜鉛イオンが溶液に存在していると炭素鋼の腐食抵抗が大きくなるため耐食性の高い表面状態になっていることがわかった。実験結果より、亜鉛イオンは炭素鋼表面に亜鉛の金属カチオン層を形成して塩化物イオンによる攻撃を防いでいたと推察できる。すなわち、亜鉛めっき鋼板の防食作用は犠牲防食だけでなく溶出した亜鉛イオンによる防食作用も大きく寄与していると考えられる。

To elucidate the role of Zn$$^{2+}$$ on corrosion of coated steel, the effects of metal cations on the corrosion of carbon steel in the concentrated Cl$$^{-}$$ aqueous solutions were studied by immersion tests, surface analysis and electrochemical tests. Among the examined metal cations, Zn$$^{2+}$$ showed the significant effect on corrosion inhibition of carbon steel in the Cl$$^{-}$$ aqueous solution at high concentration. XPS analysis results elucidated that Zn$$^{2+}$$ can remain on the steel surface after immersed in the solutions with Zn$$^{2+}$$. EIS measurements showed higher impedance in the solution with Zn$$^{2+}$$ than other solutions, and the results suggested that Zn$$^{2+}$$ reduced the defect points in the thin oxide film by forming a metal cation layer. Based on the experimental results, Zn$$^{2+}$$ may form a layer on the oxide film that protects the Cl$$^{-}$$ attack in the solution. The findings demonstrated that the formation of Zn layer on the oxide film is one of the main reason for showing high and longtime corrosion resistance of Zn coated steel substrate.

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パーセンタイル:71.19

分野:Metallurgy & Metallurgical Engineering

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