腐食
（防 錆 から転送 ）
金属 以外 の腐食 一般 的 に、腐食 は金属 のみで考 えられるが、セラミックやプラスチックも腐食 ・劣化 を起 こす[2][3]。生物 学 的 な腐食 - また、
熱傷 （特 に化学 熱傷 ）の原因 として「化学 的 腐食 」という表現 が使 われることがある（詳細 は「熱傷 」を参照 ）ほか、生体 あるいは生体 由来 物質 の侵食 あるいは腐敗 も、腐食 と呼 ばれることがある。
金属 の腐食 の原理
[
金属 表面 の不安定 さ普通 、金属 表面 は薄 い（数 十 Å）酸化 物 で覆 われている。これは生成 したばかりの金属 表面 は隣接 金属 が存在 しない面 （つまり表面 ）を持 ち、自由 電子 の非 局在 化 によるエネルギー安定 化 の寄与 がより少 ないため、金属 表面 はエネルギー的 に不安定 化 している。この不安定 金属 が速 やかに大気 中 の酸素 分子 と反応 するため、酸化 物 のバリアー層 を形成 し、むき出 しの金属 表面 は自然 な状態 では存在 しない。表面 に存在 する酸化 物 バリアー層 は、金属 種類 や環境 、加工 や異物 付着 などによって異 なるので、表面 の防腐 食 性 も変 わってくる。い換 えると、物理 的 あるいは化学 的 作用 により酸化 物 バリアー層 が損 なわれやすいとバリアー層 の剥離 と表面 の酸化 は繰 り返 され、腐食 面 は金属 内部 に陥 入 することになる。特 に水 分 と微量 の酸 の存在 は金属 の腐食 プロセスを加速 させる。金属 のイオン化 傾向 がH+よりも大 きければ、金属 表面 は容易 にイオン化 するし、金属 酸化 物 に水溶 性 があればそれによってもバリアー層 は剥離 される。- ピッティングコロージョン
- このように、バリアー
層 あるいはめっき面 の点 状 の欠損 から腐食 が陥 入 する状態 は孔 食 （点 食 、ピッティングコロージョン）と呼 ばれる。ハロゲン化物 イオン（主 に塩化 物 イオン、Cl-）の存在 はピッティングコロージョンの引 き金 になることが知 られている。腐食 によって生成 された孔 は、金属 表面 に電気 的 な非 局在 を起 こし腐食 を促進 させる[4]。 粒 界 腐食 
粒 界 腐食 が起 きた材料 断面 の顕微鏡 画像 - 600-800℃でステンレスを
製造 した場合 、クロム炭化物 の析出 が起 き、析出 した分 クロムが低 い結晶 粒 界 が生成 される。このクロムが低 い場所 は腐食 に弱 く優先 的 に腐食 が行 われる。この現象 を粒 界 腐食 と呼 ぶ[5]。 異種 金属 接触 腐食 - また、
金属 腐食 の中心 に酸化 還元 反応 があるので、異種 金属 が接触 している部位 はガルバニ電池 を形成 する為 に腐食 を加速 する要因 になる。この原因 （電池 の陽極 反応 ）による腐食 は異種 金属 接触 腐食 （ガルバニック腐食 とも）と呼 ばれる。 電 食 電気 回路 から生 じた迷走 電流 により生 じる腐食 。迷走 電流 腐食 、干渉 電流 腐食 ともいう。なお、コンクリート/土壌 マクロセル腐食 、異種 金属 接触 腐食 などの自然 腐食 を電 食 と呼称 するのは誤用 である。[6]
なお、
分類
[金属 の防食 方法
[- 1．
不 動態 金属 酸化 物 バリアー層 が水 や酸素 の内部 進入 を阻止 する金属 は不 動態 金属 と呼 ばれ、アルミなどが例 にあがる。この性質 を利用 したものにステンレス鋼 がある。ステンレスに含 まれるクロム (Cr) は強固 な酸化 物 バリアー層 (Cr2O3) を形成 するので、鉄 に比 べて錆 びにくい性質 を持 つ。- 2．
防食 被膜 の形成 人為 的 に耐 腐食 被膜 を形成 させることは金属 の表面 処理 して極 く普通 に行 われている。耐 腐食 の方法 で分類 すると次 のようになる。- バリアー
型 被膜 腐食 しやすい金属 の表面 を耐 腐食 性 のある別 の金属 層 で覆 い尽 くすことにより耐 腐食 性 を向上 させる。一般 的 には、めっき加工 （電 着 めっきあるいは融 着 めっき）として施 される（めっきの項 に詳 しい）。あるいは被覆 に樹脂 を使用 する場合 があるが、金属 面 との接着 性 がめっきよりは劣 り、多分 に装飾 的 な要素 が大 きい。多孔 質 型 酸化 被膜 - アルマイトとして
知 られているアルミニウムの表面 加工 が有名 である。電解 液 条件 を整 えた液体 の中 で地金 金属 を陽極 酸化 でイオン化 し、表面 近傍 で厚 い酸化 被膜 層 （Al2O3；数 百 Å）を形成 させる方法 である。このアルマイトで生成 される酸化 被膜 の構造 は表面 に向 けて多数 の微細 な孔 (穴 )を有 した多孔 質 層 となっている。この孔 は陽極 酸化 処理 時 に流 れた電流 の通 り道 が結果 として残 ったものである。ただし、ほとんどのアルマイト処理 は陽極 酸化 処理 後 に封 孔 処理 を行 うので、アルマイト製品 の表面 に孔 は残 っていない。[9]ただしアルマイト表面 に塗装 が必要 な製品 は塗装 の密着 性 向上 の為 、あえて封 孔 処理 を抑 えている。これによりアルマイト表面 では非常 に強 い塗装 の密着 性 を示 す。フライパンのフッ素 樹脂 塗装 などに利用 されている。 - なお、
電 着 めっきは陰極 で行 うが、アルマイト化 処理 は陽極 で行 う。金属 めっきの析出 は還元 反応 でありアルマイトは酸化 反応 である為 。 犠牲 アノード型 被膜 - ピッティングコロージョンを
防 ぐひとつの方法 である。めっきによるバリアー型 被膜 で膜 厚 よりも深 い傷 が生成 すると、地金 が大気 にさらされることになり逆 にめっき金属 と地金 との間 で電解 腐食 を生 じる。このとき、地金 よりもイオン化 傾向 の大 きい金属 を採用 すると、めっきが犠牲 電極 (陰極 防食 法 )の働 きをして、優先 的 にめっき層 が腐食 を受 けるので地金 の腐食 を大幅 に遅 らせることができる。この目的 で鉄 の亜鉛 めっき（方法 は、主 に、厚 い被膜 を作 りやすくウィスカの発生 しない溶融 めっき）が使用 され、大幅 に鉄 の寿命 を延 ばすことが可能 となる。[10] 犠牲 アノード型 被膜 はめっき層 が厚 ければ、その分地 金 の寿命 を延 ばすことが出来 る。犠牲 アノード型 被膜 が長 く犠牲 電極 (陰極 防食 法 )として働 くからである。またこの現象 は被膜 だけでなく、ネジや金属 板 などの間 でも起 きる為 、湿度 の高 い場所 での異 なる金属 の接合 では注意 が必要 である。この時 に起 きる金属 間 の腐食 を異種 金属 接触 腐食 と言 う。[11][12]主 にネジ側 のイオン化 傾向 を下 げるか、イオン化 傾向 の近 い金属 の使用 で対策 がされている。
- バリアー
- 3．
電気 防食 法 電気 防食 法 には陰極 防食 法 （カソード防食 法 、英語 ：Cathodic protection、略称 :CP）と陽極 防食 法 （アノード防食 法 ）があるが、一般 的 に使 われるのは陰極 防食 法 である。- 4．
乾燥 した空気 を常時 流 す 吊橋 のメインケーブルは錆 びないようケーブル送 気 乾燥 システムを使用 しているところがある。この方式 は明石海峡大橋 が最初 に取 り入 れ、その後 多 くの橋 に導入 された[14]。- 5．
防 錆 防食 の梱包 材料 防 錆 油 （気化 性 防 錆 油 含 む）、防 錆 剤 （気化 性 防 錆 剤 含 む）、気化 性 防 錆 紙 、防 錆 フィルム、乾燥 剤 、脱 酸素 剤 がある。主 にこれらを防 錆 フィルムやポリエチレンフィルムなどのバリア性 のある包装 材料 に金属 と同 梱 して用 いる。なお、防 錆 油 （気化 性 を有 さない）は直接 金属 と塗布 する必要 がある。
その他 の「腐食 」
[人体 への化学 的 腐食
[「熱傷 」を参照
生物 学 的 腐食
[脚注
[- ^
松島 巖 『腐食 防食 の実務 知識 』オ ーム社 ,2002年 ,p1 - ^ [
酸性 及 びアルカリ性 水溶液 中 における窒化ケイ素 セラミックスの腐食 劣化 挙動 ]（株式会社 日立製作所 機械 研究所 ） - ^
合成 樹脂 （ゴム・プラスチック）の劣化 評価 ・分析 手法 - ^ ASM Handbook, Volume 13, "Corrosion", ISBN 0-87170-007-7, ASM International, 1987
- ^
図解 入門 よくわかるステンレスの基本 と仕組 み:性質 、製造 、材料 、加工 の基礎 知識 64p - ^ Denshoku bōshi denki bōshoku handobukku.. Denki Gakkai.,
電気 学会 . Ōmusha. (2011). ISBN 9784274209734. OCLC 744264862 - ^ "
水分 を伴 わない腐食 （乾 食 ）で、高温 の空気 あるいは反応 性 ガスによる酸化 の腐食 をいい"農林水産省 .第 ２章 腐食 の種類 とその特徴 .農業 水利 施設 の補修 ・補強 工事 に関 するマニュアル【鋼管 等 腐食 対策 編 】（案 ）. 2023-02-17閲覧 . - ^ "
土 や水 のような電解 質 を介在 する腐食 （湿 食 ）"農林水産省 .第 ２章 腐食 の種類 とその特徴 .農業 水利 施設 の補修 ・補強 工事 に関 するマニュアル【鋼管 等 腐食 対策 編 】（案 ）. 2023-02-17閲覧 . - ^ “アルマイト
加工 処理 （陽極 酸化 皮膜 処理 ）のポーラスとバリア層 | めっき技術 レポート |三和 メッキ工業 株式会社 ”. www.sanwa-p.co.jp. 2021年 9月 30日 閲覧 。 - ^ “
一般 社団 法人 日本 溶融 亜鉛 鍍金 協会 ::亜鉛 めっきとは”. aen-mekki.or.jp. 2021年 9月 30日 閲覧 。 - ^ “
第 13話 錆 の原因 「異種 金属 接触 腐食 」を解説 | NBK【鍋屋 バイテック会社 】”.鍋屋 バイテック会社 . 2021年 9月 30日 閲覧 。 - ^ “
電 食 とは？1分 でわかる意味 、アルミ、銅 、ステンレスの関係 、組 み合 わせ”. kentiku-kouzou.jp. 2021年 9月 30日 閲覧 。 - ^
小林 浩之 「港湾 施設 に適用 した電気 防食 システムの維持 管理 に関 する研究 」九州大学 博士 論文 甲 第 11940号 、2014年 、NAID 500000585287。 - ^
北川 信 ,古家 和彦 ,中村 俊一 ほか、「吊橋 ケーブル送 気 乾燥 システムの防食 性能 に関 する研究 」『土木 学会 論 文集 』 2001年 2001巻 672号 p.145-154, doi:10.2208/jscej.2001.672_145
参考 文献
[松島 巖 『腐食 防食 の実務 知識 』オ ーム社 ,2002年 ,ISBN 4-274-08721-2米山 宏 『電気 化学 』大 日本 図書 ,1986年 ,ISBN 4-477-14617-5
関連 項目
[
外部 リンク
[微生物 腐食 〜石油 関連 施設 を対象 として〜（独立 行政 法人 製品 評価 技術 基盤 機構 バイオテクノロジーセンター）- ねじ
込 み式 管 端 防食 継手 の耐食性 に関 する研究 （福岡県工業技術 センター）
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