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Effects of zinc ion concentration on the surface film structure of mild steel in aqueous solution with chloride ion

塩化物イオンを含む溶液中の炭素鋼の表面皮膜構造に及ぼす亜鉛イオン濃度の影響

Islam, M. S.*; 大谷 恭平  ; 坂入 正敏*

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

これまでの研究で淡水中に含まれる亜鉛イオンは炭素鋼の腐食を抑制する効果があるという報告がされているが、亜鉛イオン濃度の影響は不明だった。そこで、亜鉛イオン濃度を0.1mMから1mMまで変化させた溶液を用いて腐食試験を実施し、亜鉛イオン濃度が炭素鋼の腐食に及ぼす影響を調査した。腐食試験後の鋼の質量減少量は淡水の亜鉛イオン濃度と線形に比例して減少していた。腐食試験後の鋼材表面のSEM観察結果から亜鉛イオン濃度の増大に伴って鋼表面の孔の数は減少していることがわかった。XPSおよびAESによる表面分析より、亜鉛イオンは鋼表面に金属カチオンの層を形成し、亜鉛イオン濃度が高いほど金属カチオン層は鋼の被覆率が高いことがわかった。

In the previous study, it was founded that Zn$$^{2+}$$ significantly inhibited the corrosion of mild steel in Cl$$^{-}$$ aqueous solution at room temperature. It is still not fully elucidated the corrosion inhibition ability of Zn$$^{2+}$$ concentration on the steel in Cl$$^{-}$$ aqueous solutions. In the present study, the effects of Zn$$^{2+}$$ concentration on the corrosion inhibition of mild steel were investigated by immersion tests. From the immersion tests, it was found that mass change of specimen closely related to the Zn$$^{2+}$$ concentration in the solutions. SEM images showed that the numbers of pits are decreasing with increasing the Zn$$^{2+}$$ concentration. XPS and AES results showed that Zn$$^{2+}$$ existed as hydroxides by forming a layer with the surface film and the coverage of the layer is increased with increase in Zn$$^{2+}$$ concentration.

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