酸化皮膜の形成メカニズム

 

自然酸化プロセス: 合金鋼板が空気にさらされると、その表面の金属原子が空気中の酸素と化学反応を起こします。鉄と合金を例に挙げます。鉄原子（Fe）は酸素（O₂）と反応して、酸化第二鉄（Fe₂O₃）と酸化第二鉄（Fe₃O₄）を主成分とする酸化膜を形成します。これは自然な酸化プロセスです。化学式は ₂₂₃ および ₂₃₄ です。このプロセス中に、金属原子は電子を失って酸化され、酸素は電子を獲得します。

 

合金元素の参加：合金鋼板中にクロム（Cr）やアルミニウム（Al）などの安定した酸化物を形成しやすい合金元素が含まれている場合、これらの元素は酸素と優先的に反応します。たとえば、クロムは空気中の酸素とすぐに反応して酸化クロム (Cr₂O₃) を形成し、化学式は ₂₂₃ となります。クロム酸化膜は非常に緻密で、酸素やその他の腐食媒体が鋼板内部の金属にさらに接触するのを防ぎ、保護の役割を果たします。

 

 

 

学年	機械的性質
	引張強さ(MPa)	降伏強さ(MPa)	2 インチ (50mm) 分での伸び率 (%)	衝撃試験温度(度)
CCSA	400-520	235	22	20

 

 

 

 

 

電気化学プロセス - 支援: 電気化学的な観点から見ると、不動態化は複雑なプロセスです。適切な媒体では、合金鋼板の表面にアノード分極が発生します。分極電位がある値に達すると、金属表面に保護不動態皮膜が形成されるため、金属表面の陽極反応（金属の溶解など）の速度が急激に低下します。このパッシベーション膜は、金属酸化物、水酸化物、または塩にすることができます。例えば、クロムとニッケルを含む一部の合金鋼板の表面では、酸化クロム、酸化ニッケル、およびそれらの水酸化物からなる複合混合物が不動態皮膜となる場合があります。このフィルムは、さらなる金属の溶解や腐食を効果的に防止します。

 

自己修復メカニズム：一部の合金鋼板の表面の不動態皮膜には自己修復機能もあります。不動態化膜が局所的に損傷した場合（傷や腐食性媒体による局所的な浸食など）、適切な環境条件下では、合金内の元素が周囲の媒体と再び反応して不動態化膜を再形成します。例えば、クロムを含む合金鋼板の場合、表面の不動態皮膜が損傷すると、クロム元素が空気中の酸素や周囲の電解液中の酸化剤と反応して酸化クロムを再生し、鋼板の健全性を修復します。パッシベーション膜です。

 

 

 

 

 

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