(57)【要約】【課題】金属材料に生じるマクロセル腐食を容易に確認することができる金属腐食試験装置および金属腐食試験方法を提供することを課題とする。【解決手段】溶解した電解質を含有すると共に溶存酸素濃度が異なる２つの電解質含有層を収容する容器を備え、該容器に収容される各電解質含有層の何れか一方の内部から何れか他方の内部に亘って金属材料を配置可能に構成されることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料の腐食試験を行う金属腐食試験装置であって、
溶解した電解質を含有すると共に溶存酸素濃度が異なる２つの電解質含有層を収容する容器を備え、該容器に収容される各電解質含有層の何れか一方の内部から何れか他方の内部に亘って金属材料を配置可能に構成されることを特徴とする金属腐食試験装置。
【請求項２】
溶存酸素濃度が高い方の電解質含有層に過酸化水素と塩化物イオンとが含有されることを特徴とする請求項１に記載の金属腐食試験装置。
【請求項３】
２つの電解質含有層の何れか一方がゲル状であり、何れか他方が液状またはゲル状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属腐食試験装置。
【請求項４】
２つの電解質含有層の間に、イオン交換膜が配置されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の金属腐食試験装置。
【請求項５】
金属材料よりもイオン化傾向の高い犠牲電極が各電解質含有層の少なくとも一方の内部に配置され、該犠牲電極が金属材料に導電接続されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の金属腐食試験装置。
【請求項６】
２つの電解質含有層の間に、各電解質含有層よりも電気抵抗が高い電気抵抗層が配置されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の金属腐食試験装置。
【請求項７】
各電解質含有層の少なくとも何れか一方の内部に陽極材が配置され、陽極材から金属材料に対して電流を供給可能に構成されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の金属腐食試験装置。
【請求項８】
金属材料の腐食試験を行う金属腐食試験方法であって、
溶解した電解質を含有すると共に溶存酸素濃度が異なる２つの電解質含有層のうち、何れか一方の内部から何れか他方の内部に亘って金属材料を配置することを特徴とする金属腐食試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属材料腐食試験を行う装置およびその試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造物中に埋設された鋼材（鉄製の配管や鉄筋など）は、表面に不動態皮膜が形成されることによって、本来、腐食から保護されている。ところが、塩害や中性化の影響をコンクリートが受けることによって、不動態皮膜が破壊され、鋼材に腐食が生じる場合がある。このような鋼材の腐食は、鋼材自体の強度を低下させると共に、腐食部分の体積膨張によってコンクリート構造物に亀裂を生じさせる要因となる。
【０００３】
このため、鋼材をコンクリートに埋設する前に、鋼材の腐食条件やその程度等について確認することが要求されている。鋼材の腐食条件やその程度等を確認する方法としては、コンクリートに埋設する鋼材を電解質液に浸漬し、電解質液に浸漬した領域に生じる腐食の状態（錆の状態）を観察する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１５１８８号公報
【０００５】
ところで、コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食を防止する方法としては、塩害や中性化の影響を受けたコンクリートをコンクリート構造物から除去し、モルタル等の補修材で補修する方法が知られている。
【０００６】
しかしながら、既設のコンクリートと補修材とは、異なる材料であるため、既設コンクリートの内部と、補修材で補修した部分（補修部）の内部とを連ねるように（界面を跨ぐように）鋼材が配置されていると、既設コンクリートと補修部との界面付近で、マクロセル腐食が生じ、比較的短期間で鋼材が腐食する虞がある。このようなマクロセル腐食は、１つの鋼材が部分的に異なる環境下に配置されることによって生じるものであり、鋼材に腐食側（アノード側）と健全部側（カソード側）とが生じることによるものである。斯かるマクロセル腐食は、１つの鋼材におけるアノード側となる領域が配置される環境と、カソード側となる領域とが配置される環境との差が大きい程、また、コンクリートの電気抵抗率が低い程、また、鋼材が配置される環境の温度が高い程、早期に生じるものである。
【０００７】
ところが、上述したように、鋼材を電解質液に浸漬して鋼材の腐食状態（錆の状態）を観察する方法では、電解質液に浸漬した領域の表面全体に腐食（ミクロセル腐食）が生じるため、金属材料に生じるミクロセル腐食を確認することは可能であるが、マクロセル腐食を確認することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、金属材料に生じるマクロセル腐食を容易に確認することができる金属腐食試験装置および金属腐食試験方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る金属腐食試験装置は、金属材料の腐食試験を行う金属腐食試験装置であって、溶解した電解質を含有すると共に溶存酸素濃度が異なる２つの電解質含有層を収容する容器を備え、該容器に収容される各電解質含有層の何れか一方の内部から何れか他方の内部に亘って金属材料を配置可能に構成されることを特徴とする。
【００１０】
斯かる構成によれば、２つの電解質含有層の何れか一方の内部から何れか他方の内部に亘って金属材料を配置可能に構成されていることで、金属材料にマクロセル腐食が生じるため、斯かるマクロセル腐食を容易に確認することができる。
【００１１】
具体的には、２つの電解質含有層は、溶存酸素濃度が異なるように形成されているため、２つの電解質含有層の何れか一方の内部から何れか他方の内部に亘って金属材料を配置することで、金属材料には、溶存酸素濃度が高い電解質含有層内に位置する領域（アノード側）と、溶存酸素濃度が低い電解質含有層内に位置する領域（カソード側）とが形成される。これにより、２つの電解質含有層の境界近傍における金属材料のアノード側となる領域では、マクロセル腐食が生じることになる。これにより、金属材料に生じるマクロセル腐食を容易に確認することできる。また、斯かるマクロセル腐食は、ミクロセル腐食よりも迅速に生じるため、ミクロセル腐食を確認する装置よりも、金属材料の腐食を迅速に確認することができる。
【００１２】
溶存酸素濃度が高い方の電解質含有層に過酸化水素と塩化物イオンとが含有されることが好ましい。
【００１３】
斯かる構成によれば、溶存酸素濃度が高い方の電解質含有層に塩化物イオンと過酸化水素とが含有されるため、金属材料として鋼材を用いた場合、鋼材から溶出した鉄イオンが直ちに水酸化第二鉄となり、茶褐色のコロイドを生成する。このため、金属材料のマクロセル腐食を目視にて容易に確認することができる。
【００１４】
２つの電解質含有層の何れか一方がゲル状であり、何れか他方が液状またはゲル状であることが好ましい。
【００１５】
斯かる構成によれば、２つの電解質含有層が容器内に収容された状態で混ざり合わないため、２つの電解質含有層が接する領域に境界が形成される。このため、金属材料におけるアノード側とカソード側とが近接し、マクロセル腐食を効果的に生じさせることができる。
【００１６】
２つの電解質含有層の間に、イオン交換膜が配置されることが好ましい。
【００１７】
斯かる構成によれば、２つの電解質含有層の間にイオン交換膜が配置されることで、各電解質含有層が液状であっても、電解質含有層同士がイオン交換膜で分離されて混ざり合わないため、電解質含有層同士が確実に分離される。また、イオン交換膜を用いることで、イオン交換膜を介して、各電解質含有層間でイオン（金属材料から溶出した金属イオン）の授受が行われるため、イオン交換膜がマクロセル腐食の発生に影響を与えることがない。このため、２つの電解質含有層が液状であっても、金属材料に生じるマクロセル腐食を容易に確認することができる。
【００１８】
金属材料よりもイオン化傾向の高い犠牲電極が各電解質含有層の少なくとも一方の内部に配置され、該犠牲電極が金属材料に導電接続されることが好ましい。
【００１９】
斯かる構成によれば、金属材料よりもイオン化傾向の高い犠牲電極が各電解質含有層の少なくとも一方の内部に配置され、金属材料に導電接続されることで、金属材料よりも先に犠牲電極が腐食する（イオンが溶出する）ことになる。このため、金属材料にマクロセル腐食が生じるのが防止される。これにより、金属材料に対する犠牲電極の防食性能を容易に確認することができる。
【００２０】
２つの電解質含有層の間に、各電解質含有層よりも電気抵抗が高い電気抵抗層が配置されることが好ましい。
【００２１】
斯かる構成によれば、２つの電解質含有層の間に電気抵抗層が形成されることで、２つの電解質含有層の間で行われるイオン（金属材料から溶出した金属イオン）の授受が阻害され、金属材料のマクロセル腐食が防止される。これにより、金属材料に対する電気抵抗層の防食性能を容易に確認することができる。
【００２２】
各電解質含有層の少なくとも何れか一方の内部に陽極材が配置され、陽極材から金属材料に対して電流を供給可能に構成されることが好ましい。
【００２３】
斯かる構成によれば、陽極材から金属材料へ電流を供給可能であることで、陽極材から金属材料へ電流を供給し、金属材料に生じるアノード側の領域とカソード側の領域の電位差を解消することができる。これにより、金属材料のマクロセル腐食が防止されるため、金属材料に対する陽極材の防食性能（電気防食性能）を容易に確認することができる。
【００２４】
本発明に係る金属腐食試験方法は、金属材料の腐食試験を行う金属腐食試験方法であって、溶解した電解質を含有すると共に溶存酸素濃度が異なる２つの電解質含有層のうち、何れか一方の内部から何れか他方の内部に亘って金属材料を配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明によれば、金属材料に生じるマクロセル腐食を容易に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は、第一実施形態に係る金属腐食試験装置に金属材料が設置された状態を示した断面図、（ｂ）は、第二実施形態に係る金属腐食試験装置に金属材料が設置された状態を示した断面図。
【図２】（ａ）は、第三実施形態に係る金属腐食試験装置に金属材料が設置された状態を示した断面図、（ｂ）は、第四実施形態に係る金属腐食試験装置に金属材料が設置された状態を示した断面図。
【図３】（ａ）は、第五実施形態に係る金属腐食試験装置に金属材料が設置された状態を示した断面図、（ｂ）は、他の実施形態に係る金属腐食試験装置に金属材料が設置された状態を示した斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態について図１（ａ）を参照しながら説明する。
【００２８】
本実施形態に係る金属腐食試験装置１は、金属材料Ａの腐食を目視にて確認可能に構成されている。具体的には、金属腐食試験装置１は、溶解した電解質を含有する電解質含有層を収容する容器２を備えている。該容器２は、内部に形成された電解質含有層を外側から視認可能に構成されている。つまり、容器２は、透明（好ましくは、無色透明）な素材を用いて形成される。
【００２９】
前記容器２内には、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２が収容される。２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２としては、例えば、上水、塩水、過酸化水素水（オキシドール）等や寒天を水に溶いたもの等を液状又はゲル状で用いることができ、これらのうちの一種または複数種であってもよい。電解質の濃度としては、特に限定されるものではないが、例えば、０．００１２ｇ／ｍｌ以上であることが好ましく、０．００２５ｇ／ｍｌ以上であることが好ましい。
【００３０】
また、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２のうち、溶存酸素濃度が高い方（本実施形態では、電解質含有層Ｌ１）には、ハロゲン化物イオンが含有されることが好ましい。つまり、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２のうち、溶存酸素濃度が高い方（本実施形態では、電解質含有層Ｌ１）には、電解質としてハロゲン化物イオンを生成するものが含有されることが好ましい。斯かる電解質としては、塩化物イオンを生成するもの（例えば、アルカリ金属の塩化物、アルカリ土類金属の塩化物等）が好ましい。具体的には、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム等が挙げられる。電解質含有層Ｌ１に塩化物イオンが含有されることで、電解質含有層Ｌ１内における金属材料Ａからの金属イオンの溶出（腐食）が促進される。
【００３１】
また、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２のうち、溶存酸素濃度が高い方（本実施形態では、電解質含有層Ｌ１）には、過酸化水素が含有されることが好ましい。例えば、後述する電解質液に過酸化水素を添加することで、電解質含有層Ｌ１に過酸化水素を含有させることができる。これにより、電解質含有層Ｌ１における塩化物イオンによる金属材料Ａの腐食が促進される。
【００３２】
２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２としては、液状またはゲル状のものを用いることができる。具体的には、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２としては、一方が液状である場合には、他方がゲル状となり、一方がゲル状である場合には、他方が液状またはゲル状となるように形成される。
【００３３】
液状の電解質含有層としては、例えば、電解質液（液状の溶媒（水等）に上記の電解質を溶解して形成したものや水道水のように上記の電解質を含有するもの等）を電解質含有層として用いることができる。ゲル状の電解質含有層を形成する方法としては、例えば、前記電解質液に寒天等のゲル化材を添加してゲル化したものを電解質含有層とする方法を用いることができる。
【００３４】
２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２は、溶存酸素濃度が異なるように形成される。２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２の溶存酸素濃度の差としては、特に限定されるものではないが、マクロセル腐食を効果的に生じさせるべく、その差は、大きい方が好ましい。具体的には、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２の溶存酸素濃度の差としては、０．１ｍｇ／Ｌ以上であることが好ましく、１ｍｇ／Ｌ以上であることがより好ましい。本実施形態では、電解質含有層Ｌ１の方が電解質含有層Ｌ２よりも溶存酸素濃度が高くなるように構成される。
【００３５】
各電解質含有層Ｌ１，Ｌ２の溶存酸素濃度の調整は、過酸化水素を電解質含有層に添加することで行われる。
【００３６】
また、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２は、後述するように内部に金属材料Ａが配置された際に、金属材料Ａを目視で確認できる程度に透明（好ましくは、無色透明）であることが好ましい。具体的には、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２のうち、少なくとも溶存酸素濃度が高い電解質含有層（本実施形態では、電解質含有層Ｌ１）が金属材料Ａを目視で確認できる程度に透明であることが好ましい。
【００３７】
なお、金属腐食試験装置１を用いた腐食試験の対象となる前記金属材料Ａとしては、特に限定されるものではなく、例えば、鋼材、ステンレス製材料等を用いて形成されたものを使用することができる。また、金属材料Ａの形状としては、特に限定されるものではないが、例えば、棒状であることが好ましい。
【００３８】
次に、上記のような構成を有する金属腐食試験装置１を用いた金属材料の腐食試験の方法（金属腐食試験方法）について説明する。本実施形態に係る金属腐食試験方法は、容器２内に収容した２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２の境界近傍で生じる金属材料Ａの腐食（マクロセル腐食）の状態を確認するものである。
【００３９】
本実施形態に係る金属腐食試験方法では、まず始めに、容器２内に電解質含有層Ｌ２を形成する。具体的には、上記の電解質液を容器２内に入れてゲル化材を添加することで、ゲル状の電解質含有層Ｌ２を形成する。又は、上記の電解質液にゲル化材を添加してゲル状にした後、容器２内に入れることで、ゲル状の電解質含有層Ｌ２を形成してもよい。
【００４０】
次に、容器２内に電解質含有層Ｌ１を形成する。本実施形態では、上記のように、電解質含有層Ｌ２がゲル状であるため、電解質含有層Ｌ１としては、液状のものを形成する。具体的には、上記の電解質液を容器２内の電解質含有層Ｌ２上に流し込むことで、液状の電解質含有層Ｌ１を形成する。これにより、電解質含有層Ｌ１と電解質含有層Ｌ２とが接する領域に境界Ｌが形成される。なお、本実施形態では、電解質含有層Ｌ１は、電解質含有層Ｌ２よりも溶存酸素濃度が高くなるように形成される。
【００４１】
上記のようにして２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２が形成された状態で、容器２内に金属材料Ａを配置する。具体的には、金属材料Ａは、容器２内に形成された２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２に挿入されることで、容器２内に配置される。この際、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２のうち、一方の内部から他方の内部に亘って金属材料Ａが配置される。具体的には、棒状の金属材料Ａの一部が電解質含有層Ｌ１を貫通し、境界Ｌを越えて電解質含有層Ｌ２の内部に達するように、金属材料Ａが２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２に挿入される。これにより、金属材料Ａには、電解質含有層Ｌ１の内部（溶存酸素濃度が高い環境下）に位置する領域と電解質含有層Ｌ２の内部（溶存酸素濃度が低い環境下）に位置する領域とが形成される。
【００４２】
そして、所定時間経過後、電解質含有層Ｌ１内における金属材料Ａおよび境界Ｌの近傍を容器２の外側から目視にて観察し、金属材料Ａの腐食の状態を確認する。具体的には、金属材料Ａが鋼材である場合、電解質含有層Ｌ１には塩化物イオンと過酸化水素とが含有されているため、鋼材の腐食によって生成した鉄イオンが直ちに茶褐色の水酸化第二鉄のコロイドとなり、容易に腐食を確認することができる。
【００４３】
以上のように、本発明に係る金属腐食試験装置および金属腐食試験方法によれば、金属材料に生じるマクロセル腐食を容易に確認することができる。
【００４４】
即ち、前記金属腐食試験装置１は、溶存酸素濃度が異なるように２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２が形成されているため、一方の電解質含有層Ｌ１（電解質含有層Ｌ２）の内部から他方の電解質含有層Ｌ２（電解質含有層Ｌ１）の内部に亘って金属材料Ａを配置することで、金属材料Ａには、溶存酸素濃度が高い電解質含有層内に位置する領域（アノード側）と、溶存酸素濃度が低い電解質含有層内に位置する領域（カソード側）とが形成される。これにより、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２の境界近傍における金属材料Ａのアノード側となる領域では、マクロセル腐食が生じることになる。これにより、金属材料Ａに生じるマクロセル腐食を容易に確認することできる。また、斯かるマクロセル腐食は、ミクロセル腐食よりも迅速に生じるため、ミクロセル腐食を確認する装置よりも、金属材料Ａの腐食を迅速に確認することができる。
【００４５】
また、溶存酸素濃度が高い電解質含有層Ｌ１が塩化物イオンと過酸化水素とを含有するため、金属材料Ａとして用いる鋼材から溶出した鉄イオンが直ちに水酸化第二鉄となり、茶褐色のコロイドを生成する。このため、金属材料Ａのマクロセル腐食を容易に確認することができる。
【００４６】
また、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２が容器２内に収容された状態で混ざり合わないため、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２が接する領域に境界が形成される。このため、金属材料Ａにおけるアノード側とカソード側とが近接し、マクロセル腐食を効果的に生じさせることができる。
【００４７】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について、図１（ｂ）を参照しながら説明する。
【００４８】
第二実施形態に係る金属腐食試験装置１０は、第一実施形態に係る金属腐食試験装置１と比較すると、主に、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２の間にイオン交換膜Ｆ１が配置される点で異なるものである。それに伴って、容器２０の構成も一部異なる点を有する。従って、以下では、第一実施形態と異なる点を中心に説明し、同一の構成に対しては同一の符号を付すこととして、その説明は繰り返さない。
【００４９】
容器２０は、電解質含有層Ｌ１と電解質含有層Ｌ２との間に、イオン交換膜Ｆ１を保持するように構成されている。具体的には、容器２０は、内側に配置されたイオン交換膜Ｆ１の外周端部を挟み込むように構成されている。より詳しくは、容器２０は、開口部側となる部材２０ａと底部側となる部材２０ｂとが連結されることで形成され、開口部側と底部側とに分離可能に構成されている。そして、容器２０は、開口部側となる部材２０ａと底部側となる部材２０ｂとの間に、イオン交換膜Ｆ１の外周端部を挟み込むことで、イオン交換膜Ｆ１を内部に保持するように構成されている。これにより、容器２０の内部空間は、イオン交換膜Ｆ１によって、容器２０の底部側の領域と開口部側の領域とが連通すること無く分離される。
【００５０】
イオン交換膜Ｆ１としては、特に限定されるものではないが、導電性を有し、液体を通さないものであればよく、陽イオン交換膜（カチオン膜）または陰イオン交換膜（アニオン膜）の何れであってもよい。
【００５１】
本実施形態では、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２は、それぞれ液状のものを用いることができる。具体的には、上述したように容器２０の内部空間がイオン交換膜Ｆ１によって、連通すること無く分離された状態となるため、イオン交換膜Ｆ１を挟んで液状の電解質含有層Ｌ１，Ｌ２を形成することができる。
【００５２】
次に、上記のような構成を有する金属腐食試験装置１０を用いた金属腐食試験方法について説明する。本実施形態に係る金属腐食試験方法は、イオン交換膜Ｆ１の近傍で生じる金属材料Ａの腐食（マクロセル腐食）の状態を確認するものである。
【００５３】
本実施形態に係る金属腐食試験方法は、まず始めに、容器２０内に電解質含有層Ｌ２を形成する。具体的には、上記の電解質液を容器２０（具体的には、底部側となる部材２０ｂ）内に入れることで、液状の電解質含有層Ｌ２を形成する。次に、電解質含有層Ｌ２を覆うように（底部側となる部材２０ｂの開口部を覆うように）イオン交換膜Ｆ１を配置する。そして、容器２０の開口部側となる部材２０ａと底部側となる部材２０ｂとを連結する。この際、イオン交換膜Ｆ１は、容器２０の開口部側となる部材２０ａと底部側となる部材２０ｂとの間に外周端部が挟み込まれて、容器２０内に保持される。
【００５４】
次に、容器２０内に電解質含有層Ｌ１を形成する。本実施形態では、上記の電解質液を容器２０内のイオン交換膜Ｆ１上に流し込むことで、液状の電解質含有層Ｌ１を形成する。これにより、電解質含有層Ｌ１と電解質含有層Ｌ２とがイオン交換膜Ｆ１によって分離された状態となる。なお、本実施形態では、電解質含有層Ｌ１は、電解質含有層Ｌ２よりも溶存酸素濃度が高くなるように形成される。
【００５５】
上記のようにして２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２が形成された状態で、容器２０内に金属材料Ａを配置する。具体的には、金属材料Ａは、容器２０内に形成された２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２に挿入されることで、容器２０内に配置される。この際、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２のうち、一方の内部から他方の内部に亘って金属材料Ａが配置される。具体的には、棒状の金属材料Ａの一部が電解質含有層Ｌ１およびイオン交換膜Ｆ１を貫通し、電解質含有層Ｌ２の内部に達するように、金属材料Ａが２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２に挿入される。これにより、金属材料Ａには、電解質含有層Ｌ１の内部（溶存酸素濃度が高い環境下）に位置する領域と電解質含有層Ｌ２の内部（溶存酸素濃度が低い環境下）に位置する領域とが形成される。
【００５６】
そして、所定時間経過後、電解質含有層Ｌ１内における金属材料Ａおよびイオン交換膜Ｆ１の近傍を容器２０の外側から目視にて観察し、金属材料Ａの腐食の状態を確認する。具体的には、金属材料Ａが鋼材である場合、電解質含有層Ｌ１には塩化物イオンと過酸化水素とが含有されているため、鋼材の腐食によって生成した鉄イオンが直ちに茶褐色の水酸化第二鉄のコロイドとなり、容易に腐食を確認することができる。
【００５７】
前記金属腐食試験装置１０および金属腐食試験方法によれば、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２の間にイオン交換膜Ｆ１が配置されることで、各電解質含有層Ｌ１，Ｌ２が液状であっても、電解質含有層Ｌ１，Ｌ２同士がイオン交換膜Ｆ１で分離され、混ざり合わない。このため、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２同士が確実に分離される。また、イオン交換膜Ｆ１を用いることで、イオン交換膜Ｆ１を介して、各電解質含有層Ｌ１，Ｌ２間でイオン（金属材料から溶出した金属イオン）の授受が行われるため、イオン交換膜Ｆ１がマクロセル腐食の発生に影響を与えることがない。このため、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２が液状であっても、金属材料Ａに生じるマクロセル腐食を容易に確認することができる。
【００５８】
＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態について、図２（ａ）を参照しながら説明する。
【００５９】
第三実施形態に係る金属腐食試験装置１１は、第一実施形態に係る金属腐食試験装置１と比較すると、主に、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２が形成された容器２内に、犠牲電極Ｅ１が配置される点で異なるものである。従って、以下では、第一実施形態と異なる点を中心に説明し、同一の構成に対しては同一の符号を付すこととして、その説明は繰り返さない。
【００６０】
犠牲電極Ｅ１としては、金属材料Ａよりもイオン化傾向の高い金属、合金、擬合金が用いられる。例えば、金属材料Ａが鋼材を用いて形成されている場合には、犠牲電極Ｅ１としては、鉛、アルミ、マグネシウム、リチウム等を用いて形成されたものを使用することができる。また、犠牲電極Ｅ１としては、腐食した際に膨張し難いものを用いることが好ましい。また、犠牲電極Ｅ１の形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、線状のものを用いることができる。
【００６１】
犠牲電極Ｅ１は、容器２内に配置される。具体的には、犠牲電極Ｅ１は、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２の少なくとも一方の内部（本実施形態では、電解質含有層Ｌ１の内部）に配置される。犠牲電極Ｅ１を電解質含有層Ｌ１の内部に配置する際には、犠牲電極Ｅ１が金属材料Ａに導電接続される。本実施形態では、犠牲電極Ｅ１は、電解質含有層Ｌ１の内部で金属材料Ａと接触することで、金属材料Ａに導電接続される。なお、犠牲電極Ｅ１は、電解質含有層Ｌ２の内部に配置されてもよく、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２の各内部に（境界Ｌを跨いで）配置されてもよい。
【００６２】
次に、上記のような構成を有する金属腐食試験装置１１を用いた金属腐食試験方法について説明する。本実施形態に係る金属腐食試験方法は、容器２内に収容した２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２の境界近傍で生じる金属材料Ａの腐食（マクロセル腐食）の状態を確認するものである。
【００６３】
本実施形態に係る金属腐食試験方法では、まず始めに、容器２内に電解質含有層Ｌ２を形成する。具体的には、上記の電解質液を容器２内に入れてゲル化材を添加することで、ゲル状の電解質含有層Ｌ２を形成する。又は、上記の電解質液にゲル化材を添加してゲル状にした後、容器２内に入れることで、ゲル状の電解質含有層Ｌ２を形成してもよい。
【００６４】
次に、容器２内に電解質含有層Ｌ１を形成する。本実施形態では、上記のように、電解質含有層Ｌ２がゲル状であるため、電解質含有層Ｌ１としては、液状のものを形成する。具体的には、上記の電解質液を容器２内の電解質含有層Ｌ２上に流し込むことで、液状の電解質含有層Ｌ１を形成する。これにより、電解質含有層Ｌ１と電解質含有層Ｌ２とが接する領域に境界Ｌが形成される。なお、本実施形態では、電解質含有層Ｌ１は、電解質含有層Ｌ２よりも溶存酸素濃度が高くなるように形成される。
【００６５】
上記のようにして２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２が形成された状態で、容器２内に金属材料Ａを配置する。具体的には、金属材料Ａは、容器２内に形成された２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２に挿入されることで、容器２内に配置される。この際、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２のうち、一方の内部から他方の内部に亘って金属材料Ａが配置される。具体的には、棒状の金属材料Ａの一部が電解質含有層Ｌ１を貫通し、境界Ｌを越えて電解質含有層Ｌ２の内部に達するように、金属材料Ａが２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２に挿入される。これにより、金属材料Ａには、電解質含有層Ｌ１の内部（溶存酸素濃度が高い環境下）に位置する領域と電解質含有層Ｌ２の内部（溶存酸素濃度が低い環境下）に位置する領域とが形成される。
【００６６】
また、上記のように金属材料Ａが容器２内に配置された状態で、電解質含有層Ｌ１の内部に、犠牲電極Ｅ１を配置する。この際、犠牲電極Ｅ１は、金属材料Ａと接触するように配置されることで、金属材料Ａに導電接続される。なお、本実施形態では、犠牲電極Ｅ１は、上下方向に沿って配置された金属材料Ａに対して略直交するように（略水平に）配置される。
【００６７】
そして、所定時間経過後、電解質含有層Ｌ１内における金属材料Ａおよび境界Ｌの近傍を容器２の外側から目視にて観察し、金属材料Ａの腐食の状態を確認する。具体的には、金属材料Ａが鋼材である場合、電解質含有層Ｌ１には塩化物イオンと過酸化水素とが含有されているため、鋼材の腐食によって生成した鉄イオンが直ちに茶褐色の水酸化第二鉄のコロイドとなり、容易に腐食を確認することができる。
【００６８】
前記金属腐食試験装置１１および金属腐食試験方法によれば、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２のうち、少なくとも一方の電解質含有層Ｌ１の内部に金属材料Ａよりもイオン化傾向の高い犠牲電極Ｅ１が配置され、金属材料Ａに導電接続されることで、金属材料Ａよりも先に犠牲電極Ｅ１が腐食する（イオンが溶出する）ことになる。このため、金属材料Ａにマクロセル腐食が生じるのが防止される。これにより、金属材料Ａに対する犠牲電極Ｅ１の防食性能を容易に確認することができる。
【００６９】
＜第四実施形態＞
次に、本発明の第四実施形態について、図２（ｂ）を参照しながら説明する。
【００７０】
第四実施形態に係る金属腐食試験装置１２は、第一実施形態に係る金属腐食試験装置１と比較すると、主に、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２よりも電気抵抗が高い電気抵抗層Ｆ２が２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２の間に形成される点で異なるものである。従って、以下では、第一実施形態と異なる点を中心に説明し、同一の構成に対しては同一の符号を付すこととして、その説明は繰り返さない。
【００７１】
電気抵抗層Ｆ２は、容器２の内部空間を容器２の底部側の領域と開口部側の領域とに隙間無く分割するように形成される。電気抵抗層Ｆ２としては、特に限定されるものではなく、例えば、シラン系、ゴム系、エポキシ系、アクリル系の素材（電気抵抗層形成材）を用いて形成される。電気抵抗層Ｆ２を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、電解質含有層Ｌ２がゲル状である場合には、液状の電気抵抗層形成材を電解質含有層Ｌ２上に塗工することで、電気抵抗層Ｆ２を形成することができる。なお、第二実施形態のように、イオン交換膜Ｆ１が用いられる場合には、イオン交換膜Ｆ１に液状の電気抵抗層形成材を塗工することで、電気抵抗層Ｆ２を形成してもよい。
【００７２】
次に、上記のような構成を有する金属腐食試験装置１２を用いた金属腐食試験方法について説明する。本実施形態に係る金属腐食試験方法は、電気抵抗層Ｆ２の近傍で生じる金属材料Ａの腐食（マクロセル腐食）の状態を確認するものである。
【００７３】
本実施形態に係る金属腐食試験方法では、まず始めに、容器２内に電解質含有層Ｌ２を形成する。具体的には、上記の電解質液を容器２内に入れてゲル化材を添加することで、ゲル状の電解質含有層Ｌ２を形成する。又は、上記の電解質液にゲル化材を添加してゲル状にした後、容器２内に入れることで、ゲル状の電解質含有層Ｌ２を形成してもよい。
【００７４】
次に、ゲル状の電解質含有層Ｌ２上（具体的には、電解質含有層Ｌ２の上面の全域）に前記電気抵抗層形成材を塗工し、電気抵抗層Ｆ２を形成する。これにより、容器２の内部空間は、電気抵抗層Ｆ２によって隙間無く分離された状態となる。
【００７５】
次に、容器２内に電解質含有層Ｌ１を形成する。本実施形態では、上記のように、電解質含有層Ｌ２がゲル状であるため、電解質含有層Ｌ１としては、液状のものを形成する。具体的には、上記の電解質液を容器２内の電気抵抗層Ｆ２上に流し込むことで、液状の電解質含有層Ｌ１を形成する。これにより、電解質含有層Ｌ１と電解質含有層Ｌ２とが電気抵抗層Ｆ２によって分離された状態となる。なお、本実施形態では、電解質含有層Ｌ１は、電解質含有層Ｌ２よりも溶存酸素濃度が高くなるように形成される。
【００７６】
上記のようにして２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２が形成された状態で、容器２内に金属材料Ａを配置する。具体的には、金属材料Ａは、容器２内に形成された２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２に挿入されることで、容器２内に配置される。この際、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２のうち、一方の内部から他方の内部に亘って金属材料Ａが配置される。具体的には、棒状の金属材料Ａの一部が電解質含有層Ｌ１および電気抵抗層Ｆ２を貫通し、電解質含有層Ｌ２の内部に達するように、金属材料Ａが２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２に挿入される。これにより、金属材料Ａには、電解質含有層Ｌ１の内部（溶存酸素濃度が高い環境下）に位置する領域と電解質含有層Ｌ２の内部（溶存酸素濃度が低い環境下）に位置する領域とが形成される。
【００７７】
そして、所定時間経過後、電解質含有層Ｌ１内における金属材料Ａおよび境界Ｌの近傍を目視にて観察し、金属材料Ａの腐食の状態を確認する。具体的には、金属材料Ａが鋼材である場合、電解質含有層Ｌ１には塩化物イオンと過酸化水素とが含有されているため、鋼材の腐食によって生成した鉄イオンが直ちに茶褐色の水酸化第二鉄のコロイドとなり、容易に腐食を確認することができる。
【００７８】
前記金属腐食試験装置１２および金属腐食試験方法によれば、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２の間に電気抵抗層Ｆ２が形成されることで、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２の間で行われるイオン（金属材料から溶出した金属イオン）の授受が阻害され、金属材料Ａのマクロセル腐食が防止される。これにより、金属材料Ａに対する電気抵抗層Ｆ２の防食性能を容易に確認することができる。
【００７９】
＜第五実施形態＞
次に、本発明の第五実施形態について、図３（ａ）を参照しながら説明する。
【００８０】
第五実施形態に係る金属腐食試験装置１３は、第一実施形態に係る金属腐食試験装置１と比較すると、主に、金属材料Ａに電流を供給する陽極材Ｅ２を備える点で異なるものである。従って、以下では、第一実施形態と異なる点を中心に説明し、同一の構成に対しては同一の符号を付すこととして、その説明は繰り返さない。
【００８１】
陽極材Ｅ２は、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２のうち、少なくとも一方の内部に配置される。本実施形態では、陽極材Ｅ２は、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２のうち、一方の内部から他方の内部に亘って配置される。また、本実施形態では、棒状の陽極材Ｅ２が用いられ、該陽極材Ｅ２が金属材料Ａに沿って配置される。そして、陽極材Ｅ２と金属材料Ａとは、電流供給手段Ｅ３を介して導電接続される。
【００８２】
陽極材Ｅ２としては、チタン等の耐食性金属からなるエキスパンデッドメタルの基材に、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、およびルテニウム等の白金族の金属酸化物と酸化チタン、酸化タンタル等のバルブ金属酸化物との複合酸化物から被覆を形成したものを用いることができる。電流供給手段Ｅ３としては、電池、あるいは整流器付きの直流電源を用いることができる。電流供給手段Ｅ３には、電流の調整装置を設けて所望の防食電流に調整することが好ましい。
【００８３】
次に、上記のような構成を有する金属腐食試験装置１３を用いた金属腐食試験方法について説明する。本実施形態に係る金属腐食試験方法は、容器２内に収容した２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２の境界近傍で生じる金属材料Ａの腐食（マクロセル腐食）の状態を確認するものである。
【００８４】
本実施形態に係る金属腐食試験方法では、まず始めに、容器２内に電解質含有層Ｌ２を形成する。具体的には、上記の電解質液を容器２内に入れてゲル化材を添加することで、ゲル状の電解質含有層Ｌ２を形成する。又は、電解質液にゲル化材を添加してゲル状にした後、容器２内に入れることで、ゲル状の電解質含有層Ｌ２を形成してもよい。
【００８５】
次に、容器２内に電解質含有層Ｌ１を形成する。本実施形態では、上記のように、電解質含有層Ｌ２がゲル状であるため、電解質含有層Ｌ１としては、液状のものを形成する。具体的には、上記の電解質液を容器２内の電解質含有層Ｌ２上に流し込むことで、液状の電解質含有層Ｌ１を形成する。これにより、電解質含有層Ｌ１と電解質含有層Ｌ２とが接する領域に境界Ｌが形成される。なお、本実施形態では、電解質含有層Ｌ１は、電解質含有層Ｌ２よりも溶存酸素濃度が高くなるように形成される。
【００８６】
上記のようにして２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２が形成された状態で、容器２内に金属材料Ａを配置する。具体的には、金属材料Ａは、容器２内に形成された２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２に挿入されることで、容器２内に配置される。この際、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２のうち、一方の内部から他方の内部に亘って金属材料Ａが配置される。具体的には、棒状の金属材料Ａの一部が電解質含有層Ｌ１を貫通し、境界Ｌを越えて電解質含有層Ｌ２の内部に達するように、金属材料Ａが２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２に挿入される。これにより、金属材料Ａには、電解質含有層Ｌ１の内部（溶存酸素濃度が高い環境下）に位置する領域と電解質含有層Ｌ２の内部（溶存酸素濃度が低い環境下）に位置する領域とが形成される。
【００８７】
また、上記のように金属材料Ａが容器２内に配置された状態で、容器２内に陽極材Ｅ２を配置する。本実施形態では、陽極材Ｅ２は、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２のうち、一方の内部から他方の内部に亘って（境界Ｌを跨ぐように）配置される。容器２内に配置された陽極材Ｅ２と金属材料Ａとは、電流供給手段Ｅ３を介して導電接続される。
【００８８】
そして、電流供給手段Ｅ３を機動させ、陽極材Ｅ２から金属材料Ａへ電流を供給する。所定時間経過後、電解質含有層Ｌ１内における金属材料Ａおよび境界Ｌの近傍を容器２の外側から目視にて観察し、金属材料Ａの腐食の状態を確認する。具体的には、金属材料Ａが鋼材である場合、電解質含有層Ｌ１には塩化物イオンと過酸化水素とが含有されているため、鋼材の腐食によって生成した鉄イオンが直ちに茶褐色の水酸化第二鉄のコロイドとなり、容易に腐食を確認することができる。
【００８９】
前記金属腐食試験装置１３および金属腐食試験方法によれば、陽極材Ｅ２から金属材料Ａへ電流を供給可能であることで、陽極材Ｅ２から金属材料Ａへ電流を供給し、金属材料Ａに生じるアノード側の領域とカソード側の領域の電位差が解消される。これにより、金属材料Ａのマクロセル腐食が防止される。このため、金属材料Ａに対する陽極材Ｅ２の防食性能（電気防食性能）を容易に確認することうことができる。
【００９０】
なお、本発明に係る金属腐食試験装置および金属腐食試験方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。また、上記した複数の実施形態の構成や方法等を任意に採用して組み合わせてもよく（１つの実施形態に係る構成や方法等を他の実施形態に係る構成や方法等に適用してもよく）、さらに、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
【００９１】
例えば、上記実施形態では、透明な容器２，２０が用いられているが、これに限定されるものではなく、電解質含有層Ｌ１が金属材料Ａの腐食の状態を確認できる程度に透明である場合には、不透明な容器を用いることができる。このような場合、斯かる容器の開口部側から容器内を見ることで、電解質含有層Ｌ１を介して金属材料Ａの腐食の状態を確認することができる。
【００９２】
また、上記実施形態では、透明な電解質含有層Ｌ１，Ｌ２が用いられているが、これに限定されるものではなく、２つの電解質含有層が不透明であってもよい。例えば、図３（ｂ）に示す金属腐食試験装置１４のように、容器２１の透明な壁部２１ａに金属材料Ａを密着させた状態で、不透明な電解質含有層Ｌ３，Ｌ４に内に金属材料Ａを挿入することで、金属材料Ａを容器２の外側から視認することができ、金属材料Ａに生じるマクロセル腐食の状態を容易に確認することができる。また、上記のような金属材料Ａの腐食によって茶褐色の水酸化第二鉄のコロイドが生じる場合には、不透明な電解質含有層Ｌ３，Ｌ４が部分的に変色するため、金属材料Ａに生じるマクロセル腐食を容易に確認することができる。
【００９３】
また、上記実施形態では、容器２，２０の外側からマクロセル腐食の状態を確認しているが、これに限定されるものではなく、例えば、金属材料Ａを容器２，２０内から取り出し、金属材料Ａの表面を観察することで、金属材料Ａのマクロセル腐食の状態を確認してもよい。又は、金属材料Ａにおけるマクロセル腐食が生じている領域の近傍には、茶褐色の水酸化第二鉄のコロイドが存在するため、金属材料Ａにおけるマクロセル腐食が生じている領域の近傍に位置する電解質含有層を容器２，２０内から取り出し、電解質含有層の変色の程度を確認することで、金属材料Ａに生じるマクロセル腐食を容易に確認することができる。
【００９４】
また、上記実施形態では、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２が液状である場合には、イオン交換膜Ｆ１によって２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２が分離されているが、これに限定されるものではなく、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２の比重差によって２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２が分離されてもよい。または、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２が共にゲル状であることで、２つの電解質含有層Ｌ１，Ｌ２が分離されてもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１，１０，１１，１２，１３…金属腐食試験装置、２，２０…容器、Ａ…金属材料、Ｅ１…犠牲電極、Ｅ２…陽極材、Ｅ３…電流供給手段、Ｆ１…イオン交換膜、Ｆ２…電気抵抗層、Ｌ…境界、Ｌ１，Ｌ２…電解質含有層
【図１】
2014013173.tif 000003
【図２】
2014013173.tif 000004
【図３】
2014013173.tif 000005