錆(腐食)について

TOP > 錆(腐食)について

　自分はクロモリフレームに出る「錆」が嫌、むしろ怖くてアルミフレームの自転車を選びました。しかし錆(腐食)は鉄系の金属だけでなく、アルミ合金でも起こるのが事実です。

　「錆」を気にする方は結構いらっしゃると思います。そこで今回は「錆」について考えることとします。

錆(腐食)の概要※以降「錆」を「腐食」と呼びます

　腐食(錆)とは対象となる金属を取り巻く環境によって、金属が侵されていく現象を言います。鉄鋼(鉄系合金:ステンレス、クロモリ等)の腐食には大きく分け「湿食」と「乾食」があります。
　前者の湿食はその名の通り水分を含む環境で起こる腐食のことで、空気中での腐食も湿食(空気中の水分)にあたります。以降述べる「腐食」は湿食を指します。

　また後者の乾食は高温時に起こる腐食なので今回は割愛します。

湿食について

　判りやすく説明したいと思います。図に惑わされず、理解してください（笑

<図の右半分:陽極部>
まず陽極部(+)から陰極部(-)へ電流が流れます。電気が流れることによって
・Fe→Fe⁺⁺+2e^-
・H₂O→H⁺+OH^-
となり鉄イオン(Fe⁺⁺)が水に溶けます。(↑↑)
　水には水素イオン(H⁺)と水酸化物イオン(OH^-)があり、
そこに溶けた鉄イオン(Fe⁺⁺)は後者の水酸化物イオン(OH^-)と反応して
水酸化鉄(Fe(OH)₂)となり、表面に付着します。
　この水酸化鉄が更に酸化されて「錆」となります。まだ終わりません。

<図の左半分:陰極部>
　ココからが重要です。
・Fe→~~Fe⁺⁺~~+2e^-
・H₂O→H⁺+~~OH^-~~
　上の反応で中途半端に余った2e^-(電子)とH⁺(水素イオン)があります。陰極部では水素イオン(H⁺)が電子(e^-)を得て
・H⁺+e^-→H
水素(H₂)となります。

　・・・最後に出来た水素(H₂)は鉄(Fe)に吸収されて「錆」の生成は終わります。
しかし、図中の水(H₂O)に酸素(O₂)などが溶けている場合。
というか蒸留水(純水)等を除いては、大抵空気中の酸素なり二酸化炭素が溶けています。すると、鉄に吸収された水素(H₂) と水に溶けている酸素(O₂)で反応を起こし、何が出来るか？水が出来ます（笑）

　そしてまた最初に戻り、この反応は半永久的に続きます。更に言うと「錆」は吸湿性がある上、多孔質(穴ボコ)です。・・・錆が錆を呼びます。
　次に鉄鋼の防食法を考えます。

　　NEXT:防食について

TOP > 錆(腐食)について