腐食

I

プロローグ

いろいろな物質が周囲の環境から、化学的あるいは電気化学的な反応による溶解や変質などで、部分的あるいは完全に消耗していく現象。とくに、空気や海水などの自然な要因により金属が徐々に反応する場合に腐食という言葉がつかわれる。

もっとも身近な例は鉄などに発生するさびである。複雑な反応により水と酸素をふくんだ鉄の水酸化物が生成する。鉄の酸化物は固体であり、鉄と同様金属の一般的性質をもっているが、多孔性でもろく、かさばってきて、強度や硬度が大きく低下する。

II

鉄のさび止め

鉄のさびをふせぐ方法としては、合金化、金属被膜、非金属の被膜の3種類がある。

1

合金化

合金化では鉄そのものに化学的な耐食性がそなわり、他の方法にくらべてもっとも防さび効果が高いが、高価な方法である。ステンレス鋼はその好例で、鉄とクロムの合金を主体に、ニッケルなどの成分をくわえて製造される。ステンレス鋼はひじょうにさびにくく、さらに熱濃硝酸など腐食性の化学薬品に対しても耐性がある。

2

金属被膜

金属被膜による方法は、合金にくらべて効果はおとるが、より安価である。鉄板表面を亜鉛の被膜でメッキした亜鉛メッキ鉄(→ ガルバナイジング)がその代表例であり、傷や磨耗で内部の鉄が露出した場合にも、防さび効果をもつ。これは亜鉛が鉄より高い化学反応性をもつためで、イオンをふくむ天然水が付着すると、亜鉛と鉄の間に微少な電位差が生じ、化学電池と同じ作用で亜鉛の溶出がおこる。その結果、亜鉛が先に腐食され、亜鉛のすべてが消費されるまで、鉄は保護されることになる。クロムやスズなど、鉄よりも反応性の小さい金属で被覆した場合には、被覆が完全なうちは鉄が保護される。しかし亜鉛メッキ鉄とは逆の電位差が生じるので、傷などで内部の鉄が露出すると、被覆金属よりも先に鉄が溶出し、鉄の腐食が急速に進行する。