JPS58618B2 - 金属の腐食速度判定法 - Google Patents
金属の腐食速度判定法Info
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- JPS58618B2 JPS58618B2 JP4262277A JP4262277A JPS58618B2 JP S58618 B2 JPS58618 B2 JP S58618B2 JP 4262277 A JP4262277 A JP 4262277A JP 4262277 A JP4262277 A JP 4262277A JP S58618 B2 JPS58618 B2 JP S58618B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample metal
- potential
- sample
- metal piece
- corrosion rate
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は同じ材質の二つの金属試料片を作用電極とし、
その分極特性を測定することにより所定条件での金属試
料片の腐食速度を判定する方法に関する。
その分極特性を測定することにより所定条件での金属試
料片の腐食速度を判定する方法に関する。
金属の腐食速度を測定乃至判定する方法として試料金属
片の分極抵抗ＲＰから求める電気化学的方法が知られて
いる。
片の分極抵抗ＲＰから求める電気化学的方法が知られて
いる。
この方法は金属の腐食現象が金属表面から金属イオンを
溶出する一種の電極反応であり、この電極反応速度がそ
のとき流れる電流の大きさに依存することに着目したも
のである。
溶出する一種の電極反応であり、この電極反応速度がそ
のとき流れる電流の大きさに依存することに着目したも
のである。
即ち金属試料片を腐食系例えば腐食性溶液中に浸漬した
場合、その金属試料片は一定の腐食電位を示すが、対極
を介して微少の一定電流■を前記試料金属片に与えると
電位変化を起す。
場合、その金属試料片は一定の腐食電位を示すが、対極
を介して微少の一定電流■を前記試料金属片に与えると
電位変化を起す。
しかしてこの電位変化量をηとすれば試料金属片の分極
抵抗ＲＰは ＲＰ＝η／■・・・・・・・・・（１） で与えられる。
抵抗ＲＰは ＲＰ＝η／■・・・・・・・・・（１） で与えられる。
一方、理論的には、分極抵抗Ｒｐは次式の如く腐食電流
Ｉｃｏｒｒと反比例の関係にあると考えられている。
Ｉｃｏｒｒと反比例の関係にあると考えられている。
ＲｐＩｃｏｒｒ＝Ｋ・・・・・・（２）
ここに、Ｋは定数で腐食反応について固有な値であり、
実際には腐食電流Ｉｃｏｒｒの変化に較べ反応の種類に
依存するＫの差異は小さい。
実際には腐食電流Ｉｃｏｒｒの変化に較べ反応の種類に
依存するＫの差異は小さい。
また腐食速度Ｖは次式
％式％（３）
（Ｍは試料金属の原子量、Ｚは溶出金属イオンの原子価
数、Ｆはファラデ一定数） で示される。
数、Ｆはファラデ一定数） で示される。
従って、（１）式から分極抵抗ＲＰを求めこれを（２）
式に代入して腐食電流Ｉｃｏｒｒが解れば腐食速度■を
算出しうることになる。
式に代入して腐食電流Ｉｃｏｒｒが解れば腐食速度■を
算出しうることになる。
しかしながら上記一定電流を与えた場合の電位変化から
Ｒｐを求め、これから試料金属片の腐食速度を求める方
法においては次のような不都合な問題がある。
Ｒｐを求め、これから試料金属片の腐食速度を求める方
法においては次のような不都合な問題がある。
先ず第一に試料金属片の電位変化量ηが一定値に達する
のに比較的長い時間を要することである。
のに比較的長い時間を要することである。
ここで長時間を要することは試料金属片の表面状態の変
化乃至表面へ腐食生成物の堆積を促がし電位変化量η測
定の不正確さを招き易いということになる。
化乃至表面へ腐食生成物の堆積を促がし電位変化量η測
定の不正確さを招き易いということになる。
第二には試料金属片と参照電極との間の溶液抵抗により
生ずる電位降下の影響で試料金属片の電位を正確に測定
し難いことである。
生ずる電位降下の影響で試料金属片の電位を正確に測定
し難いことである。
この電位降下は電位変化量ηの変化を追跡する上で大き
な障害となり、また電位降下の影響を補償するには煩雑
な操作を要するという不都合さがある。
な障害となり、また電位降下の影響を補償するには煩雑
な操作を要するという不都合さがある。
従って本発明は比較的短かい測定時間内に、腐食電位Ｅ
ｃｏｒｒが成る程度不安定な系においてもその影響をほ
とんど受けず、また電圧降下の補正乃至補償を要せず容
易に金属の腐食速度を判定（測定）しうる方法を提供し
ようとするものである。
ｃｏｒｒが成る程度不安定な系においてもその影響をほ
とんど受けず、また電圧降下の補正乃至補償を要せず容
易に金属の腐食速度を判定（測定）しうる方法を提供し
ようとするものである。
以下本発明の詳細な説明すると、本発明は腐食系におか
れた同一材質の二つの試料金属片に一定量の電荷を、一
方をアノード、他方をカソードとして瞬間的に与え、前
記電荷付与による試料金属片間の電位差δの変化を電位
差δ一時間ｔの関係として開回路状態で測定し、この電
位差δ一時間ｔの関係を解析して試料金属片の腐食速度
を求めることを特徴とするクーロスタット法を応用した
金属の腐食速度判定法である。
れた同一材質の二つの試料金属片に一定量の電荷を、一
方をアノード、他方をカソードとして瞬間的に与え、前
記電荷付与による試料金属片間の電位差δの変化を電位
差δ一時間ｔの関係として開回路状態で測定し、この電
位差δ一時間ｔの関係を解析して試料金属片の腐食速度
を求めることを特徴とするクーロスタット法を応用した
金属の腐食速度判定法である。
第１図は同一材質の二つの試料金属片を、一方をアノー
ド、他方をカソードとしてクーロスタット法を用いて分
極抵抗Ｒｐを測定する原理を説明する回路図で、１は一
定の電気量パルスを発生するパルス発生器を、２はアノ
ードとしての試料金属片を、３はカソードとしての試料
金属片を、４は電位差記録計をそれぞれ示す。
ド、他方をカソードとしてクーロスタット法を用いて分
極抵抗Ｒｐを測定する原理を説明する回路図で、１は一
定の電気量パルスを発生するパルス発生器を、２はアノ
ードとしての試料金属片を、３はカソードとしての試料
金属片を、４は電位差記録計をそれぞれ示す。
しかして第１図の回路を用いて試料金属片の分極抵抗Ｒ
Ｐを求める場合は、所定の腐食電位Ｅｃｏｒｒ （自然
電位Ｅｃｏｒｒ）にある二つの試料金属片２，３間に例
えば数μＳ〜数μ数枚数枚ｍ程度定電気量パルス（電荷
）を与え、二つの試料金属片２，３の電気二重層を瞬間
的に充電する。
Ｐを求める場合は、所定の腐食電位Ｅｃｏｒｒ （自然
電位Ｅｃｏｒｒ）にある二つの試料金属片２，３間に例
えば数μＳ〜数μ数枚数枚ｍ程度定電気量パルス（電荷
）を与え、二つの試料金属片２，３の電気二重層を瞬間
的に充電する。
この場合与える電荷の大きさは試料金属片の電位が腐食
電位Ｅｃｏｒｒより数ｍＶ程度変化するように選ぶのが
好ましい。
電位Ｅｃｏｒｒより数ｍＶ程度変化するように選ぶのが
好ましい。
また、二重層充電直前までは両試料金属片間の不斉電位
をなくすために両試料金属片は短絡しておくのが望まし
い。
をなくすために両試料金属片は短絡しておくのが望まし
い。
かくして瞬間的に付与された一定量の電荷は腐食反応に
よってアノードおよびカソードとしての両試料金属片２
，３の近傍で消費され、試料金属片の電位は元の状態で
ある腐食電位（自然電位） Ｅｃｏｒｒに戻る傾向を示
すのでその電位差δの時間ｔに対する変化を電位差δ一
時間ｔの関係として電位差記録計４で記録する。
よってアノードおよびカソードとしての両試料金属片２
，３の近傍で消費され、試料金属片の電位は元の状態で
ある腐食電位（自然電位） Ｅｃｏｒｒに戻る傾向を示
すのでその電位差δの時間ｔに対する変化を電位差δ一
時間ｔの関係として電位差記録計４で記録する。
尚電位差記録計４として入力インピーダンスの大きいも
のを用いる限り両試料金属片２と３との間の電流は無視
でき開回路状態での測定が可能となる。
のを用いる限り両試料金属片２と３との間の電流は無視
でき開回路状態での測定が可能となる。
しかして数ｍＶ程程度電位範囲内における試料金属片の
電気二重層の微分容量ＣＤの変化を無視すれば、電位差
δが十分に小さいときは分極値ηも十分に小さくアノー
ド反応またはカソード反応によるファラデー電流■との
間には ＲＰ＝η／■ の関係が近似的に成り立つため、アノードとしての試料
金属片またはカソードとしての試料金属片における分極
値η一時間を曲線は一般的には理論的に次のように導か
れる。
電気二重層の微分容量ＣＤの変化を無視すれば、電位差
δが十分に小さいときは分極値ηも十分に小さくアノー
ド反応またはカソード反応によるファラデー電流■との
間には ＲＰ＝η／■ の関係が近似的に成り立つため、アノードとしての試料
金属片またはカソードとしての試料金属片における分極
値η一時間を曲線は一般的には理論的に次のように導か
れる。
η＝η０ｅｘｐ（ｔ／ＣＤＲＰ）
（式中η０は試料金属片に電荷を与えた直後の分極値で
ある。
ある。
）ところで、初期の二重層充電の際にアノードとして用
いた試料金属片にΔＱの電荷を与えたとすれば、カソー
ドとして用いた試料金属片には必然的に一ΔＱの電荷を
与えたこととなるが、両者の表面積をそれぞれ、Ｓａ、
Ｓｃとすれば、アノードとして用いた試料金属片、カソ
ードとして用いた試料金属片の二重層充電直後の分極値
η０ａ、η０Ｃはそれぞれ次の如くなる。
いた試料金属片にΔＱの電荷を与えたとすれば、カソー
ドとして用いた試料金属片には必然的に一ΔＱの電荷を
与えたこととなるが、両者の表面積をそれぞれ、Ｓａ、
Ｓｃとすれば、アノードとして用いた試料金属片、カソ
ードとして用いた試料金属片の二重層充電直後の分極値
η０ａ、η０Ｃはそれぞれ次の如くなる。
η０ａ＝ΔＱ／Ｓａ・ＣＤ・η０ｃ＝−ΔＱ／ＳＣ・Ｃ
Ｄなお、電位差δが十分に小さい場合はＣＤを一定とみ
なすことができ、ＣＤは自然電位でとる値と同一の値を
とるものとする。
Ｄなお、電位差δが十分に小さい場合はＣＤを一定とみ
なすことができ、ＣＤは自然電位でとる値と同一の値を
とるものとする。
したがって、アノードとして用いた試料金属片、カソー
ドとして用いた試料金属片の時間ｔにおける分極値ηａ
、ηｃはそれぞれ η３−η０ａｅｘｐ（−ｔ／ＣＤＲＰ） ＝（ΔＱ／Ｓａ・ＣＤ）ｅｘｐ（−１／ＣＤＲＰ）ηｃ
＝η０ｃｅｘｐ（−ｔ／ＣＤＲｐ） ＝−（ΔＱ／ＳＣ・ＣＤ）ｅｘｐ（−ｔ／ＣＤＲｐ）の
如く導かれる。
ドとして用いた試料金属片の時間ｔにおける分極値ηａ
、ηｃはそれぞれ η３−η０ａｅｘｐ（−ｔ／ＣＤＲＰ） ＝（ΔＱ／Ｓａ・ＣＤ）ｅｘｐ（−１／ＣＤＲＰ）ηｃ
＝η０ｃｅｘｐ（−ｔ／ＣＤＲｐ） ＝−（ΔＱ／ＳＣ・ＣＤ）ｅｘｐ（−ｔ／ＣＤＲｐ）の
如く導かれる。
故に時間ｔにおける試料金属片間の電位差δは時間の関
数として の如く、さらに として導かれる。
数として の如く、さらに として導かれる。
従って電位差δを求めｌｎδを時間ｔに対してプロット
したときに直線が得られれば、その直線を時間ｔ＝０に
外そうすることによりΔＱ／ＣＤ（１／Ｓａ＋１／Ｓｃ
）を求め得る。
したときに直線が得られれば、その直線を時間ｔ＝０に
外そうすることによりΔＱ／ＣＤ（１／Ｓａ＋１／Ｓｃ
）を求め得る。
ここに、ΔＱ／ＣＤ（１／Ｓａ＋１／ＳＣ）は二重層充
電直後、時間ｔ＝０におけるアノード、カソード間の電
位差δ０に相当する。
電直後、時間ｔ＝０におけるアノード、カソード間の電
位差δ０に相当する。
しかして、試料金属片に電荷を与えた直後の分極値δ０
と試料金属片に与えた電荷の量ΔＱとから次式 ％式％） によって微分容量ＣＤを求め、さらに、これらのδ０お
よびＣＤの値を用いれば上記ｌｎδ−を曲線の傾きから
分極抵抗ＲＰを求めうる。
と試料金属片に与えた電荷の量ΔＱとから次式 ％式％） によって微分容量ＣＤを求め、さらに、これらのδ０お
よびＣＤの値を用いれば上記ｌｎδ−を曲線の傾きから
分極抵抗ＲＰを求めうる。
次に本発明の実施例を記載する。
第２図は二つの試料金属片の電位差変化測定装置である
。
。
これは、腐食測定用セル１１中に設置された二つの同一
の材質の試料金属片１２，１３間に既知量の電荷を与え
る系Ａと、前記の両試料金属片１２，１３間の電位差変
化を追跡する系Ｂさからなる。
の材質の試料金属片１２，１３間に既知量の電荷を与え
る系Ａと、前記の両試料金属片１２，１３間の電位差変
化を追跡する系Ｂさからなる。
既知量の電荷を与える系Ａは電荷を供給するための電源
１４、上記電荷を予め蓄えておくコンデンサー１５１〜
１５４、このコンデンサー１５１〜１５４に蓄える電気
量を規制する可変抵抗ＶＲ１６および上記コンデンサー
１５１〜１５４に蓄えられた電荷をセル１１の両試料金
属片１２゜１３の間に瞬間的に与えるリレー１７で構成
されている。
１４、上記電荷を予め蓄えておくコンデンサー１５１〜
１５４、このコンデンサー１５１〜１５４に蓄える電気
量を規制する可変抵抗ＶＲ１６および上記コンデンサー
１５１〜１５４に蓄えられた電荷をセル１１の両試料金
属片１２゜１３の間に瞬間的に与えるリレー１７で構成
されている。
なお、リレー１７は２回路２接点のものではじめは不斉
電位を無視できるようにするため、試料金属片どうしを
短絡しておき、この試料金属片の短絡解消後、すみやか
に既知量の電荷を与えるような用い方をしている。
電位を無視できるようにするため、試料金属片どうしを
短絡しておき、この試料金属片の短絡解消後、すみやか
に既知量の電荷を与えるような用い方をしている。
他方、両試料金属片１２，１３間の電位差変化を追跡す
る系Ｂは腐食速度測定用セル１１内の両試料金属片１２
，１３からの信号のインピーダンスを変換する演算増幅
器１８および電位差記録計１９などから構成されている
。
る系Ｂは腐食速度測定用セル１１内の両試料金属片１２
，１３からの信号のインピーダンスを変換する演算増幅
器１８および電位差記録計１９などから構成されている
。
尚上記電位変化を追跡する系Ｂにおいて電源２０と可変
抵抗２１とはポテンシオメータ−を構成しており、この
ポテンシオメータ−は出力信号に一定のバイアスを加え
るためのものである。
抵抗２１とはポテンシオメータ−を構成しており、この
ポテンシオメータ−は出力信号に一定のバイアスを加え
るためのものである。
また前記既知量の電荷を与える系Ａのコンデンサー１５
１〜１５４の両端にはそのコンデンサー１５１〜１５４
の電圧をチェックしうるようスイッチ２２を介して電圧
計２３を接続するとともにコンデンサー１５１〜１５４
については適当な容量のものを選べるようにロークリ−
スイッチ２４が設けである。
１〜１５４の両端にはそのコンデンサー１５１〜１５４
の電圧をチェックしうるようスイッチ２２を介して電圧
計２３を接続するとともにコンデンサー１５１〜１５４
については適当な容量のものを選べるようにロークリ−
スイッチ２４が設けである。
上記の如く構成された電位差変化測定装置において試料
金属片１２および１３として、それぞれ１ｃｍ２．１．
５ｃｍ２の表面積を有する純銅板を用いセル１１中に市
水を収容した状態で、先ずその銅板の腐食電位（自然電
位）を参照電極として５ＣＥ（飽和せコウ電極）を用い
て求めたところ−０，２３０Ｖｖｓ、ＳＣＥであった。
金属片１２および１３として、それぞれ１ｃｍ２．１．
５ｃｍ２の表面積を有する純銅板を用いセル１１中に市
水を収容した状態で、先ずその銅板の腐食電位（自然電
位）を参照電極として５ＣＥ（飽和せコウ電極）を用い
て求めたところ−０，２３０Ｖｖｓ、ＳＣＥであった。
次いで両試料金属片１２，１３にそれぞれ、＋０．１４
３μＣ２−０，１４３μＣの電荷を瞬時与えたところ電
位差δと時間ｔとの関係は第３図に示す如くであった。
３μＣ２−０，１４３μＣの電荷を瞬時与えたところ電
位差δと時間ｔとの関係は第３図に示す如くであった。
第３図示のδ−を曲線において電位差δの対数ｌｏｇδ
として表示したところ時間ｔとの関係は第４図の如く直
線関係があり、ｌｏｇδをｔ＝０に外挿すると試料金属
片に電荷を与えた直後の電位差δ０＝６．８ｍＶが得ら
れ、また の式からＣＤ＝３５μＦ／ｃｍ２が、さらに第４図示の
直線の傾きから分極抵抗ＲＰ＝２１３にΩが得られた。
として表示したところ時間ｔとの関係は第４図の如く直
線関係があり、ｌｏｇδをｔ＝０に外挿すると試料金属
片に電荷を与えた直後の電位差δ０＝６．８ｍＶが得ら
れ、また の式からＣＤ＝３５μＦ／ｃｍ２が、さらに第４図示の
直線の傾きから分極抵抗ＲＰ＝２１３にΩが得られた。
この分極抵抗ＲＰ＝２１３にΩの値は定電流法で求めた
値２１５にΩとほぼ一致していた。
値２１５にΩとほぼ一致していた。
上記各個を（２）、（３）式によって腐食速度■に換算
すると０．２７ｍｄｄ、０．２６ｍｄｄとなり浸漬法に
よる測定値０．２６６ｍｄｄとほぼ一致していた。
すると０．２７ｍｄｄ、０．２６ｍｄｄとなり浸漬法に
よる測定値０．２６６ｍｄｄとほぼ一致していた。
尚上記において腐食系に抵抗の大きい市水を用いても、
浸漬法による場合とほぼ一致した値が得られるのは電位
降下を考慮しての補正を無視し得ることを意味する。
浸漬法による場合とほぼ一致した値が得られるのは電位
降下を考慮しての補正を無視し得ることを意味する。
上記の如く本発明方法によれば電位降下を考慮した補正
が不要となり、測定上の煩雑さを省けるばかりでなく測
定精度も向上し得る。
が不要となり、測定上の煩雑さを省けるばかりでなく測
定精度も向上し得る。
さらに定電流法による腐食速度の判定乃至測定に較べ短
時間内に行ないうる。
時間内に行ないうる。
例えばステンレス鋼の腐食速度判定を定電流法で行なっ
た場合は、二重層の充電に長時間要し、結局一定の分極
値に達するのに相当時間がかかり測定時間として数１０
分〜数時間も要するのに対して本発明方法による場合は
数秒程度で著しく短時間内に行ないうる。
た場合は、二重層の充電に長時間要し、結局一定の分極
値に達するのに相当時間がかかり測定時間として数１０
分〜数時間も要するのに対して本発明方法による場合は
数秒程度で著しく短時間内に行ないうる。
従って本発明方法によれば、試料金属片（作用電極）の
表面状態や腐食系の変化に伴ない試料金属片の自然電位
が不安定性を示し易い場合でも判定できることになる。
表面状態や腐食系の変化に伴ない試料金属片の自然電位
が不安定性を示し易い場合でも判定できることになる。
しかも、本発明は同じ材質の試料金属片をアノードおよ
びカソードとして用いる２電極法によるクーロスタット
法を利用しているので、操作が簡単で、それだけ浸食速
度の判定も迅速に行なうことができる。
びカソードとして用いる２電極法によるクーロスタット
法を利用しているので、操作が簡単で、それだけ浸食速
度の判定も迅速に行なうことができる。
第１図はクーロスタット法により試料金属片の分極抵抗
を求める原理の説明図、第２図は本発明の一実施例に用
いた電位差変化測定装置の回路図、第３図および第４図
は上記実施例において求めた電位差と時間との関係をそ
れぞれ示す関係図である。 １１・・・・・・腐食速度測定用セル、１２，１３・・
・・・・試料金属片、１４・・・・・・電源、１５１〜
１５４・・・・・・コンデンサ、１６・・・・・・可変
抵抗、１７・・・・・・リレー、１８・・・・・・演算
増幅器、１９・・・・・・電位差記録計、２０・・・・
・・電源、２１・・・・・・可変抵抗。
を求める原理の説明図、第２図は本発明の一実施例に用
いた電位差変化測定装置の回路図、第３図および第４図
は上記実施例において求めた電位差と時間との関係をそ
れぞれ示す関係図である。 １１・・・・・・腐食速度測定用セル、１２，１３・・
・・・・試料金属片、１４・・・・・・電源、１５１〜
１５４・・・・・・コンデンサ、１６・・・・・・可変
抵抗、１７・・・・・・リレー、１８・・・・・・演算
増幅器、１９・・・・・・電位差記録計、２０・・・・
・・電源、２１・・・・・・可変抵抗。
Claims (1)
- １ 腐食系におかれた同じ材質の二つの試料金属片に、
一方をアノード、他方をカソードとして所定量の電荷を
瞬間的に与え、前記両試料金属片間の電位差δの変化を
電位差δ一時間ｔの関係として開回路状態で測定し、こ
の測定結果から前記試料金属片の腐食速度を求めること
を特徴とする金属の腐食速度判定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4262277A JPS58618B2 (ja) | 1977-04-15 | 1977-04-15 | 金属の腐食速度判定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4262277A JPS58618B2 (ja) | 1977-04-15 | 1977-04-15 | 金属の腐食速度判定法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53128384A JPS53128384A (en) | 1978-11-09 |
| JPS58618B2 true JPS58618B2 (ja) | 1983-01-07 |
Family
ID=12641109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4262277A Expired JPS58618B2 (ja) | 1977-04-15 | 1977-04-15 | 金属の腐食速度判定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58618B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018074231A1 (ja) | 2016-10-20 | 2018-04-26 | 東ソー・ファインケム株式会社 | アルミニウム合金を含む組成物及びその製造方法、並びにトリアルキルアルミニウムの製造方法 |
-
1977
- 1977-04-15 JP JP4262277A patent/JPS58618B2/ja not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018074231A1 (ja) | 2016-10-20 | 2018-04-26 | 東ソー・ファインケム株式会社 | アルミニウム合金を含む組成物及びその製造方法、並びにトリアルキルアルミニウムの製造方法 |
| KR20190072575A (ko) | 2016-10-20 | 2019-06-25 | 토소 화인켐 가부시키가이샤 | 알루미늄 합금을 함유하는 조성물 및 이의 제조 방법, 그리고 트라이알킬알루미늄의 제조 방법 |
| EP3822279A1 (en) | 2016-10-20 | 2021-05-19 | Tosoh Finechem Corporation | Method for producing trialkylaluminum |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53128384A (en) | 1978-11-09 |
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