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大谷 恭平; 加藤 千明
材料と環境, 70(12), p.480 - 486, 2021/12
気液交番環境で液膜に覆われる炭素鋼の表面に形成した鉄さび層の断面観察および分析より、気液交番環境で炭素鋼には外側から赤さび層(
-FeOOH),クラスト層(Fe
O
),内部結晶(FeO),内部鉄さび層から成る多層の鉄さび層が形成することを見出した。この多層構造の鉄さび層および液膜に起因して酸素還元反応は常時水中に浸漬された場合よりも加速された状態を維持していたため、炭素鋼の腐食速度は増大したと考えられる。気液交番環境における炭素鋼の腐食速度に及ぼす海水成分の影響の調査より、純水から200倍希釈人工海水までの薄い濃度領域では濃度の増大に伴って腐食速度は加速し、20倍希釈から無希釈人工海水までの濃い濃度領域では濃度の増大に伴って腐食速度は減少することを見出した。人工海水に含まれるMgやCaイオンが反応界面に析出して表面を覆うことで酸素還元反応が抑制されたため、濃度の高い人工海水中で炭素鋼の腐食が抑制されたと考えられる。
大谷 恭平; 塚田 隆; 上野 文義; 加藤 千明
材料と環境, 69(9), p.246 - 252, 2020/09
本研究では、気液交番環境における炭素鋼の腐食速度に及ぼす人工海水濃度の影響を調査し、更に人工海水濃度により異なる炭素鋼の腐食機構を明らかにすることを目的とした。その結果より、純水から200倍希釈人工海水までの薄い濃度領域では濃度の増大に伴って腐食速度は加速し、20倍希釈から無希釈人工海水までの濃い濃度領域では濃度の増大に伴って腐食速度は減少することを見出した。濃度の高い人工海水中で炭素鋼の腐食が抑制された理由は、腐食による表面近傍のpH増大に伴い人工海水中のMgやCaイオンが反応界面に析出して表面を覆うことで、酸素還元反応が抑制されたためであると考えられる。
大谷 恭平; 塚田 隆; 上野 文義
材料と環境, 68(8), p.205 - 211, 2019/08
本研究では、気相と液相を繰り返す環境で低合金鋼の表面に形成する鉄さび層を断面観察および分析により解析し、気相と液相を繰り返す環境における低合金鋼の腐食加速機構を解明することを目的とした。結果より、気液交番環境で低合金鋼には外側から赤さび層(-FeOOH), クラスト層(FeO), 内部結晶(FeO), 内部鉄さび層から成る多層の鉄さび層が形成することを見出した。鉄さび層は低合金鋼が水膜環境下に暴露されることで形成し、その構造に起因してカソード反応は常時水中に浸漬された場合よりも加速された状態を維持していたため、低合金鋼の腐食速度は増大したと考えられる。
中井 泉*; 永野 哲志; 田口 勇*
アナトリア考古学研究,Vol.2(カマン・カレホユック2), p.15 - 24, 1993/00
当研究室では地下水・岩石相互作用に関する基礎研究の一部として、岩石中の水、鉄及び希土類元素等の化学形の分析を主に分光法により行なっている。このうち顕微赤外分光法は試料中のOH基やH
Oに敏感なため、金属表面の鉄さびの非破壊分析にも適している。本報は、トルコのカマン・カレホユック遺跡出土古代鉄器の自然科学的研究の一部として、顕微赤外分光法及び放射光蛍光X線分析法の適用例を示し、古代の鉄遺物へのこれらの方法の有効性を検討したものである。
大谷 恭平; 塚田 隆; 上野 文義
no journal, ,
既報では福島第一原子力発電所の格納容器内部を模擬した気液交番環境で炭素鋼の腐食速度は常時水中の場合より3倍以上速いことを明らかにした。本発表では、気液交番環境中で鋼材表面に形成させた鉄さび層の構造を断面観察および分析により解析し、気液交番環境における鋼の腐食加速機構について報告する。浸漬試験後の試験片断面写真より、鉄さびの厚さは約500um以上で、最外層に光顕では橙色のさび層が、その下部には密なさび層が確認できる。顕微ラマン分光分析より、外側の橙色の層は-FeOOHで、密な層はFeOであることがわかった。すなわち、鉄さび層の最外部では最初に-FeOOHが形成し、その後FeOへのカソード還元が生じたと考えられる。素地Fe/鉄さび界面では局部的な腐食が生じており、その界面付近にはClの濃縮が確認された。すなわち、さび層下部では塩化物イオンの濃縮により、再不動態化が阻害されて鉄のアノード溶解反応が促進されたと考えられる。以上より、気液交番環境では鉄さび層上部でカソード反応が下部ではアノード反応が促進されることで電気化学反応が相乗的に加速され、腐食速度は全浸漬回転の条件より速くなったと推察する。
