金属材料に対する代替フロン液環境の腐食性

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脱イオン水を含む代替フロン(ハイドロフルオロカーボン;HFC-134a)環境の鉄に対する腐食性について調べた。用いた水晶振動子は共振周波数5MHzのATカット水晶板で、片面にAu膜を、他面には厚さ3000AのFe膜を蒸着したものであり、このFe膜が試料極である。SUS316Lを用いて作製したオートクレーブに振動子を装着し、HFC-134aを液体のまま注入した。H_2O濃度はHFC-134aの注入を中断し、ボンベとオートクレーブの間にバルブを介して設置したステンレス管に所定量の脱イオン水を注入、その後HFC-134a注入を再開することにより調整した。試験温度はオートクレーブを温浴に浸すことにより制御した。このようにして、HFC-134a中に浸漬した振動子の共振周波数を1min毎に測定した。1000〜3000ppmのH_2Oを含む60℃のHFC-134a中に振動子を自然浸漬し、共振周波数の経時変化を測定した。1Hzの共振周波数の減少は、18ng/cm^2のFe電極質量の増加に相当することを用いて、共振周波数の経時変化をFe電極質量の経時変化に換算した。ここで、これらの傾きから質量増加速度を求め、さらにファラデーの法則を用いて各H_2O濃度における腐食速度に換算した。その結果、1500ppmまででは、腐食速度は1μm/yとごく小さいが、3000ppmでは7〜20μm/yにまで達することがわかった。また、3000ppmではFe電極表面に腐食生成物が目視観察された。