長期間大気暴露した耐候性鋼安定さび層の傾斜性状評価

26年間の長期間にわたり工業地帯に大気暴露した耐候性鋼表面に形成された安定さび層の外層から内層への傾斜性状を、普通鋼さび層との比較を加え、偏光顕微鏡観察、走査型電子顕微鏡観察、赤外分光測定、X線回折測定、本補助金を活用した顕微レーザーラマン分光測定およびX線マイクロアナリシスにより解析した結果、以下の新たな知見が得られた。1.長期暴露後の耐候性鋼表面は偏光顕微鏡観察により消光する内層として特徴づけられるα-FeOOHオキシ水酸化鉄を主体とする安定さび層におおわれている。2.安定さび層中にはP,Cuはほとんど存在していないが、Crが濃縮しており、さび粒子が密に凝集しその充填度が高く空隙の少ない構造である。示差熱分析測定から、耐候性鋼さびは普通鋼さびに比べて、付着水が取れにくい。大気腐食さびは、人工さびより付着水が取れにくい。3.耐候性鋼表面に密着するさび層は、初期に生成するγ-FeOOHから無定形オキシ水酸化鉄さびを経て、長期暴露後にはα-FeOOHを主体とする安定さび層に熟成変化すると推察され、工業地帯における新しい耐候性鋼安定さび層形成過程図を提唱した。すなわち、初期さび(γ-FeOOH) →(溶解、沈殿生成)→ 無定形オキシ水酸化鉄[数年後] →(固相熟成変態)→ 最終安定さび層(α=FeOOH)[10〜30年後]である。本研究成果から提唱した耐候性鋼安定さびの相変化をさらに実証すべく、γ-FeOOH-無定形オキシ水酸化鉄-α-FeOOHの3成分系解析を行い、エコマテリアルとしての鉄鋼大気腐食生成物と環境因子の相関研究に発展させたい。

26年間の長期間にわたり工業地帯に大気暴露した耐候性鋼表面に形成された安定さび層の外層から内層への傾斜性状を、普通鋼さび層との比較を加え、偏光顕微鏡観察、走査型電子顕微鏡観察、赤外分光測定、X線回折測定、本補助金を活用した顕微レーザーラマン分光測定およびX線マイクロアナリシスにより解析した結果、以下の新たな知見が得られた。1.長期暴露後の耐候性鋼表面は偏光顕微鏡観察により消光する内層として特徴づけられるα-FeOOHオキシ水酸化鉄を主体とする安定さび層におおわれている。2.安定さび層中にはP,Cuはほとんど存在していないが、Crが濃縮しており、さび粒子が密に凝集しその充填度が高く空隙の少ない構造である。示差熱分析測定から、耐候性鋼さびは普通鋼さびに比べて、付着水が取れにくい。大気腐食さびは、人工さびより付着水が取れにくい。3.耐候性鋼表面に密着するさび層は、初期に生成するγ-FeOOHから無定形オキシ水酸化鉄さびを経て、長期暴露後にはα-FeOOHを主体とする安定さび層に熟成変化すると推察され、工業地帯における新しい耐候性鋼安定さび層形成過程図を提唱した。すなわち、初期さび(γ-FeOOH) →(溶解、沈殿生成)→ 無定形オキシ水酸化鉄[数年後] →(固相熟成変態)→ 最終安定さび層(α=FeOOH)[10〜30年後]である。本研究成果から提唱した耐候性鋼安定さびの相変化をさらに実証すべく、γ-FeOOH-無定形オキシ水酸化鉄-α-FeOOHの3成分系解析を行い、エコマテリアルとしての鉄鋼大気腐食生成物と環境因子の相関研究に発展させたい。