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【琉球大学理学部紀要】
【Bulletin of the College of Science, University of the Ryukyus】
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鉄の腐食生成物の分析
細谷, 将彦; 嶺井, 政潮; 島袋, 照雄; 比嘉, 敏勝
琉球大学理学部紀要 = Bulletin of the College of Science.
University of the Ryukyus(34): 75-92
1982-09
http://ir.lib.u-ryukyu.ac.jp/handle/123456789/7750
琉球大学理学部紀要
第
3
4号. 1
9
8
2年
7
5
鉄の腐食生成物の分析
細
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将
彦*
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政
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与1 まえかき
沖縄は高温多湿なため金属が腐食しやすくその被書は甚大であると思われる｡このため腐食
の研究が重要であるが ,これまでの研究者が少く基本的なデータも雷だそろっていない｡腐食
の研究には腐食生成物の分析が不可欠であるが ,基本的な分析結果を簡単に参照できるような
文献もあまりないようである｡ト3) そこで吾々は今後の研究者の便宜のために′青々が収集し
自らも行なったいくつかの基本的な分析データを整理して以下に掲げる｡分析法は赤外線吸収 ,
回折 X 線粉末法 ,蛍光 Ⅹ破分析の三種である. ここで分析の対象となる鉄酸化物及び関連物J
I
S
の横瀬は ,F
eO,か Fe2
03
pγFe
2
03
,F
e3
04.αFC
･
00H.pFeOOH,r
FeO･
OH.6-FeOO札お
SOl.F
e2(
Sol
)
3,F
eC)
2,
FeC1
3,
などである｡今回nr
J
定した駄科は①耽難 :慨化約二鉄
よび .Fe
･
(Fe
2
09
),四酸化三鉄 (
Fe3
0一
.
).硫酸第一鉄 (FeSOt
).硫酸約二鉄 (F52(Sol)8). 堀代那
一鉄 (FeC
n2
). 塩化軒二鉄 (
FeC】
9
).⑧ 食塩水と希硫酸にそれぞれひたして作った=稚籾の鉄
さび .③伊江島の海樺に森威してできたさびである.食塩水づげのさびはポリバケツに 3%食
塩水をつくり市販の鉄くぎを入れ約 1ケ月半の間そのま雷の状態にし,
.さびがで昏たころ釘を
ざるにうつしそのざるをゆすりながらバケツの食塩水をそそぎ, しばらくして沈澱してできた
さびの粉をろ紙でろ過して自然乾燥させて得たものである.
o ま■
た希机慨にひたして作 1た銑さ
.
5% 希硫酸をつくり市販の銑くぎをその中に入れ約- ケ月半
びは ,同じようなポリバケツに 0
ほどの後に同様の操作を行なって得られたものである｡
§2で赤外線吸収 . 与3で回折 X耕粉末法 . S4で蛍光 X線による分析結親をそれぞれ示し.
与5のあとがきで総合的な考察を行なう｡
受付 :1
9
8
2年
4月 .
3
0日
事理学部物理学科
+4理学部物理学科 198
0年度卒研生
= ■理学部物理学科1
9
8
1年度卒研生
… ++
沖
縄県工澄試験場続械金属壷
7
6
細谷･康弁･鳥袋
隻2
･
.
比憲二
鉄の腐食生成物の分析
赤外線吸収分光分析法
0
2 (田本分光)
】と沖縄鼎Ⅱ
ここで分析に使用した機械は琉球大学化学科の分光光度計 A-3
発試験場の分光光度計 I
R-4
3
0(島津製作所) である｡試料の調整法は KB.
r錠剤法であるo測
定につかった献酬ま,
.酸化第二鉄 (
F
e
2
03
),四酸化三鉄･
(
Fe3
04
,
), 塩化第一鉄 (FeC1
2
)
,
塩化
第二鉄 (
F
eC蟻),硫酸第一鉄 (
Pe
so.
)
･
, 硫酸第二鉄 (
Fez
(SO4
)
3)
i
.食塩水による鉄さび.希硫
蘭による鉄さび,で Fi
臥1-8に測定鹿巣を示すo
無機化合物の赤外スペクトルが多く集められている単行本には文献 4),5)があり, 前著は
多数の文献を紹介し,後者は約 9
0
0種の化合物の赤外吸収スペクトルのチャートを集横 L/てい
)
6
)
る｡鉄の腐食物分析への利用に関しては常山 2
･
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ミ神森ら ,佐藤ト
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, 菅原ら 1
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.
, 兼高 16)などの報告がある｡これらより今関係の
未配 3
)
.束京都公嘗研 ")
9のようになるo順･
にF
eO,αFe
2
03
.
,
Fe3
04
,
ある物質の赤外線吸収スペクトルを抜き出せば F晦.
aF
e
OOHvp-F
eOO帆 r-F
e
･
00恥 6F
eOOH,
でそれぞれの特性吸収帯は Ta
b
l
･
elのよう
になる･. 今回軌定したデータをTa
bl
el及び Fi
g.
9と比軟すれば試薬 Fe
2
03
は .aF
e2
03
と同定
で替る .また就薬 F
e
3
04もおおよそ従来のデータに一致する｡
食威水による･
鉄書びは F
e3
04のデータに近い･希硫酸による鉄さびには αF
eOOH の特性吸
｡
｡
収鞘がはっきりと現われている｡
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8
6
細谷･故井･島袋･比嘉 :鉄の腐食生成物の分析
･
S4 蛍光 X.
線分析
康分析装置 (
理学電気 3
0･
63 ) である.0
分析に使用した機械は琉球大学共同利用の蛍光 X,
Fi
g.
1
2は市販の鉄くぎの測定結果を示す｡試薬の酸化第二鉄 (FeP･
3
)と四酸化三鉄 (Fe
3
04
)
についての測定結果も Fi
g.
1
2とほとんど同様である｡従ってここに出ているピークは全て鉄
040 付近と 1
280付近のものはメーカー提供の波長表にはのっていない｡両方
のはずであるが . 1
とも ADP結晶で分光したときには現われないので .原因は EDDT 結晶にあると思われるo
Fi
g.
1
3,1
4は硫酸第一鉄 (
Peso.
4
,
)と硫酸第二鉄･
(
Fez(SO.
4
)
･
3)の測定結果である o Feの他
2
S04
のときを 1とすれば Fe
2
(
SO4
)
3で
に Sのピークが見られ ,Feに対する Sの相対強度はFe
g.1
5- 1
9は ,塩化第一鉄 (FeCl
2
)
,
塩化ナトI
)ウム (Na
Cl,読
はほぼ y2となっている｡ Fi
薬).家庭用食塩 (
沖絶産)
･, 食塩水による鉄さび, 及び希硫酸による鉄さび,の測定結果を
示す｡食塩水による鉄さび軒にはCL 希硫酸による鉄さび中には Sの存在が期待される｡両方
ともわずかではあるが明瞭にピークが見られる｡最後に鉄くぎを伊江島の海淳に約 5ケ月間暴
g.
20に示す 0 6･
50 付近にC1
によると思われるピークが見
落して梱られたさびの分析結果を『i
による･
と思われるピークが今のCl
のピークの約 2倍の強度で出て
られる｡なお 450付近に C ･
a
おり.淘塩粒子の付潜を調べるにはこちらの方が有効かも知れない｡
1
2
3.
3
5
2.
a
Fe(
Kα,
∩
-2
)
82.
6
Fe(
Kq
.
n
-4
)
Fe0
(
α,
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)
Fe(
KPl
,
n-2
)
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(
K
β
1.
n-4
)
1
05.
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5
Fe(
Kβ1
,
n
=3
)
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1
琉球大学理学部紀要第 3
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奄5 あとかき
赤外線吸収スペクトル法は鉄硬化物の同定に最も適している｡特性吸収帯によってどの酸化
F
eOOH
物であるかが容易にわかる.食塩水と希硫酸によってできた鉄さびはそれぞれFe30.とαと対応がつく｡
回折X線も一応の酸化物の同定に使える.
. ただしピークが低く赤外線ほど明瞭ではない｡食
塩水と希硫酸によってできた鉄さびはそれぞれ F嘩
3
q とαFcOOHと対応がつく｡
艶光 Ⅹ線は酸化物の同定には使えないが ,微量不純物の検出に有効である｡食塩水と希硫酸
によってできた鉄さび中からそれぞれ Cl
と Sが検出できた｡海岸で暴露した鉄くぎのさびから
と Caが検出できた｡
は Cl
今後の課題を以下に述べる｡排気ガスによる影響を調べるために交通の激しい場所でできた
鉄さびを分析すべきである｡鉄さびは鉄表面に層をなして生成するので屑内での生成物のちが
いを調べるためには偏光顕微鏡や X線マイクロアナライザーなどによる観察 18-20) を行なう必
要がある｡環境と酸化物の関連を調べるために種々の水溶液中でさびを作り,分析をする必要
がある｡.
謝
辞
赤外吸収スペクトルの測定の一部は琉大化学科の機械を使わせていただき .その際比嘉松武
金
先生に親切な御指導を賜った . 深く感謝の意を表する｡文献の収集に関しては,福島敏郎 (
属材料技術研究所 ) .青山芳夫 (
鼠銑鉄道技術研究所) ,佐藤公隆 (
新日本朝鉄経営企画部),
末高給･
(東北大学 =学部) .
, 古明地哲人 (東京都公害研究所) ,岡E
E
l
秀弥 (
新日本斜鉄遊礎研
究所 ) .大兄謝辰男 (沖縄県公害衛生研究所 ) ,伊東一幸 (広島大学理学部) .長嶺正妃 (
北
海道大学工学部 ) の各氏の多大の御指導御援助を賜った｡心から感謝申し上げる｡
文
献
1) ｢静座･現代の金属学 - 突験技術典 5 :金属の化学的測定法 Ⅱ｣ (日本金属学会)
960)
･25･
6｢鉄の腐食生成物に関する研兜｣
2) 菅山芳夫 :理化学研究所報告 36(1
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10)
ll)
神森大彦 .山口直治 ,佐藤公隆 :分析化学川
(1
96
7) 1
050
佐藤公隆 :化学の領域 2
5(1
971) 1
2｢赤外分光法による無検化合物の分析 (1)J
佐藤公隆 :化学の領域 2
1
5(1
971)30｢赤外分光法による無機化合物の分析 (2)J
佐藤公隆 :化学の領域 2
5(1
971) 41｢赤外分光法による無機化合物の分析 (3)｣
佐藤公隆 :製鉄研究 2
95(1
978) 70 ｢赤外分光分析法の鉄鋼分析への利用｣
菅原英夫 .高野道典 .姥子弟略 ,橋本功二 .末高給 .下平三郎 :材料 1
7 (1
968)
｢軟
鋼および耐候性鋼のさびについて｣
12) T.
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1
3) 兼高拾 :分光研究 2
昏(1
9
7
7)2
51 ｢金属表面の研究における赤外線分光法｣
1
4) 東京都公害研究所大気部 :公害研究所資料 1-7-2 (1
9
7
8) ｢大気汚染による金属
6
腐食の研究 (
第二報) ｣P_9
1
5
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･兼高拾 :第 3
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/ンポジウム資料 (1
9
81) 21 (腐食防食協会) ｢赤外およ
びラマン分光の｢腐食のその場測定｣への応用 :偏光変調赤外吸収･発光分光 ,電位変
調ラマン分光 , SERSについて｣
1
7) A.
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M.カード
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8) Hi
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