チャンネルフロー電極法による鉄基二元系合金の溶解反応の研究

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ステンレス鋼は主要元素であるFeにCr、Ni、Moを含む合金であり、その酸化皮膜により耐食性を得る。本研究では、チャンネルフロー電極法(CFDE)を用いることで鉄基二元系合金から溶解するFeイオンと合金成分イオンをそれぞれin-situに定量し、溶解反応を同定することを第一の目的とした。さらに交流インピーダンス法(EIS)を用いることで、FeNi合金の溶解反応について詳細な解析を行った。様々なイオンを含む溶液中において、4つの組成比のFeNi合金の分極曲線の測定と同時にFe(II)とNi(II)の溶解量を同時定量した。これにより,低電位ではFe(II)が選択溶解し、電位が貴になるに従いNi(II)溶解量の比が大きくなることがわかった。また、Ni組成が大きくなる腐食電位が貴に移行し、Fe(II)の溶解速度が飛躍的に小さくなり、Ni成分が合金の溶解速度を抑制することを明らかにした。次に、EISをCFDEの解析に適用した。FeNi合金電極のインピーダンスは、容量性挙動、誘導性挙動、負性抵抗など特異な軌跡を示した。その測定結果に対するシミュレーション過程で得られる反応パラメーターを用いてNi溶解のNi(I)中間体の電極被覆率を求めた。その結果、Ni(I)中間体の電極被覆率が0.01を越すと誘導性挙動、負性抵抗が現れることを明らかにした。さらに、溶液中に含まれるハロゲン化物イオンの影響を検討し、feNi合金の耐食性に関する系統的な基礎データを得た。また、ひっかき電極によりFeCr合金の再不動体化速度に対するCrの効果を検討した。