(57)【要約】【課題】金属材料と、導電性を有し且つ金属材料よりも導電率が小さい低導電性材料とが接触したときの、金属材料の腐食電流を正確に評価する。【解決手段】金属部材としてのアルミニウム板２と、低導電性部材としてのＣＦＲＰ板３とが接合され、アルミニウム板２及びＣＦＲＰ板３のうち、少なくともＣＦＲＰ板３が露出した接合部材１を用いて電気化学測定を行う。電気化学測定の結果に基づいて、金属材料としてのアルミニウムと低導電性材料としてのＣＦＲＰとが接触したときのアルミウムの腐食電流を評価する。【選択図】図２A
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料と、導電性を有し且つ前記金属材料よりも導電率の小さい低導電性材料とが接触したときの前記金属材料の腐食評価方法であって、
前記金属材料からなる金属部材と、前記低導電性材料からなる低導電性部材とを接合し、前記金属部材及び前記低導電性部材のうち、少なくとも前記低導電性部材を露出させた接合部材を用いて、電気化学測定を行い、
前記電気化学測定の結果に基づいて、前記金属材料と前記低導電性材料とが接触したときの前記金属材料の腐食電流を評価することを特徴とする腐食評価方法。
【請求項２】
前記低導電性材料が炭素繊維強化プラスチック材料であることを特徴とする請求項１に記載の腐食評価方法。
【請求項３】
前記電気化学測定は、分極曲線測定であることを特徴とする請求項１又は２に記載の腐食評価方法。
【請求項４】
前記接合部材を用いて分極曲線測定を行うことによって、前記低導電性材料のカソード分極曲線を測定し、
分極曲線測定を行うことによって、前記金属材料のアノード分極曲線を測定し、
前記低導電性材料のカソード分極曲線と、前記金属材料のアノード分極曲線とに基づいて、前記腐食電流を評価することを特徴とする請求項３に記載の腐食評価方法。
【請求項５】
前記金属部材と前記低導電性部材の両方を露出させた前記接合部材を用いて分極曲線測定を行うことによって、前記金属材料のアノード分極曲線と、前記低導電性材料のカソード分極曲線の両方を測定することを特徴とする請求項４に記載の腐食評価方法。
【請求項６】
前記金属部材と前記低導電性部材のうち前記低導電性部材のみを露出させた前記接合部材を用いて分極曲線測定を行うことによって、前記低導電性材料のカソード分極曲線を測定し、
前記金属部材単独で分極曲線測定を行うことによって、前記金属材料のアノード分極曲線を測定することを特徴とする請求項４に記載の腐食評価方法。
【請求項７】
前記低導電性部材との接合部分に使用時と同じ表面加工を施した前記金属部材と、前記金属部材との接合部分に使用時と同じ表面加工を施した前記低導電性部材とを接合した前記接合部材を用いて、前記電気化学測定を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の腐食評価方法。
【請求項８】
使用時と同じ態様で前記金属部材と前記低導電性部材とを接合した前記接合部材を用いて、前記電気化学測定を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の腐食評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異種材料が接触したときの腐食評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、異種金属の接触状態における腐食量を予測するために、金属材料単体を電解液中に浸漬して分極曲線を測定している。そして、測定された分極曲線に基づいて、２種類の金属材料を接触させたときの金属材料の腐食量の予測を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2010-281687号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
分極曲線の測定を行う材料が、金属材料など導電率の高いものである場合には、特許文献１のように、金属材料単体を電解液中に浸漬して分極曲線の測定を行うことができる。しかしながら、金属材料と、導電性を有するが金属材料よりも導電率の小さい低導電性材料とが接触したときの金属材料の腐食を評価しようとする場合、導電率の小さい低導電性材料については、材料単体を電解液中に浸漬して分極曲線を測定することが困難である。また、金属材料と低導電性材料とが接触したときの金属材料と低導電性材料と間での電流の流れやすさは、金属材料及び低導電性材料の接合面の状態や接合の仕方によって大きく変わる。
【０００５】
本発明の目的は、金属材料と低導電性材料が接触したときの金属材料の腐食を正確に評価することが可能な腐食評価方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る腐食評価方法は、金属材料と、導電性を有し且つ前記金属材料よりも導電率の小さい低導電性材料とが接触したときの前記金属材料の腐食評価方法であって、前記金属材料からなる金属部材と、前記低導電性材料からなる低導電性部材とを接合し、前記金属部材及び前記低導電性部材のうち、少なくとも前記低導電性部材を露出させた接合部材を用いて、電気化学測定を行い、前記電気化学測定の結果に基づいて、前記金属材料と前記低導電性材料とが接触したときの前記金属材料の腐食電流を評価する。
【０００７】
本発明によると、接合部材全体での導電率が、低導電性部材単体での導電率よりも高くなる。これにより、少なくとも低導電性部材を露出させた接合部材を用いて電気化学測定を行うことにより、導電率の小さい低導電性材料についての電気化学測定を正確に行うことができる。その結果、電気化学測定の結果に基づいて、腐食電流の評価を正確に行うことができる。また、本発明によると、金属部材と低導電性部材とを接合した接合部材を用いて電気化学測定を行う。したがって、金属部材及び低導電性部材の互いに接合部分に実際の使用時と同じ表面加工を施したり、金属部材と低導電性部材とを実際の使用時と同じ態様で接合したりした接合部材を用いて電気化学測定を行うことにより、低導電性材料に対する電気化学測定を、実際の使用時の状態に応じて正確に行うことができる。
【０００８】
また、本発明に係る腐食評価方法は、前記低導電性材料が炭素繊維強化プラスチック材料である。
【０００９】
本発明によると、導電率の小さい炭素繊維強化プラスチック材料についての電気化学測定を行うことができる。
【００１０】
また、本発明に係る腐食評価方法は、前記電気化学測定は、分極曲線測定である。
【００１１】
本発明によると、導電率が小さい低導電性材料についての分極曲線測定を正確に行うことができる。
【００１２】
また、本発明に係る腐食評価方法は、前記接合部材を用いて分極曲線測定を行うことによって、前記低導電性材料のカソード分極曲線を測定し、分極曲線測定を行うことによって、前記金属材料のアノード分極曲線を測定し、前記低導電性材料のカソード分極曲線と、前記金属材料のアノード分極曲線とに基づいて、前記腐食電流を評価する。
【００１３】
本発明によると、接合部材を用いて分極曲線測定を行うことにより、低導電性材料のカソード分極曲線を測定することができる。また、測定した低導電性材料のカソード分極曲線と金属材料のアノード分極曲線とに基づいて腐食電流を評価することができる。ここで、接合部材を用いて測定されたカソード電流は、厳密には、低導電性材料のカソード電流に金属材料のカソード電流を足し合わせたものである。しかしながら、金属材料のカソード電流は、低導電性材料のカソード電流に比べて十分に小さいため、接合部材を用いて測定されたカソード分極曲線は、実質的に低導電性材料のカソード分極曲線であるとみなすことができる。
【００１４】
また、本発明に係る腐食評価方法は、前記金属部材と前記低導電性部材の両方を露出させた前記接合部材を用いて分極曲線測定を行うことによって、前記金属材料のアノード分極曲線と、前記低導電性材料のカソード分極曲線の両方を測定する。
【００１５】
本発明によると、低導電性材料のカソード分極曲線と、金属材料のアノード分極曲線とを一度に測定することができる。ここで、接合部材を用いて測定されたアノード電流は、厳密には、金属材料のアノード電流に低導電性材料のアノード電流を足し合わせたものである。ただし、低導電性材料のアノード電流は、金属材料のアノード電流に比べて十分に小さいため、接合部材を用いて測定されたアノード分極曲線は、実質的に金属材料のアノード分極曲線であるとみなすことができる。
【００１６】
また、本発明に係る腐食評価方法は、前記金属部材と前記低導電性部材のうち前記低導電性部材のみを露出させた前記接合部材を用いて分極曲線測定を行うことによって、前記低導電性材料のカソード分極曲線を測定し、前記金属部材単独で分極曲線測定を行うことによって、前記金属材料のアノード分極曲線を測定する。
【００１７】
本発明によると、接合部材を用いて測定した低導電性材料のカソード分極曲線と、金属部材単体を用いて測定した金属材料のアノード分極曲線とに基づいて腐食電流を評価することができる。なお、金属材料のアノード分極曲線については、例えば、金属材料と低導電性材料とが接触したときの金属材料の腐食評価と、当該金属材料と別の金属材料が接触したときの腐食評価とを一度に行うような場合に、当該金属材料と別の金属材料についてそれぞれ分極曲線測定を行ったときの結果を用いることができる。
【００１８】
また、本発明に係る腐食評価方法は、前記低導電性部材との接合部分に使用時と同じ表面加工を施した前記金属部材と、前記金属部材との接合部分に使用時と同じ表面加工を施した前記低導電性部材とを接合した前記接合部材を用いて、前記電気化学測定を行う。
【００１９】
金属部材と低導電性部材の互いの接合部分の表面の状態によって、接合部分での接触面積が変わり、金属材料と低導電性材料との間での電流の流れやすさが変わる。本発明では、低導電性部材との接合部分に使用時と同じ表面加工を施した金属部材と、金属材料との接合部分に使用時と同じ表面加工を施した低導電性部材とを接合した接合部材を用いて電気化学測定を行うため、電気化学測定の結果が、実際の使用時の状態に応じたより正確なものとなる。
【００２０】
また、本発明に係る腐食評価方法は、使用時と同じ態様で前記金属部材と前記低導電性部材とを接合した前記接合部材を用いて、前記電気化学測定を行う。
【００２１】
金属部材と低導電性部材との接合の態様によって、金属材料と低導電性材料との間での電流の流れやすさが変わる。本発明では、金属材料と低導電性材料とを使用時と同じ態様で接合した接合部材を用いて電気化学測定を行うため、電気化学測定の結果が、実際の使用時の状態に応じたより正確なものとなる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、金属材料と低導電性材料とが接触したときの金属材料の腐食電流の評価を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】腐食電流の評価を行う手順を示すフローチャートである。
【図２Ａ】接合部材の平面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】分極曲線測定を行うための測定システムの概略構成図である。
【図４Ａ】ボルトとナットとの締め付けトルクが大きい場合の接合部材の分極曲線の例を示す図である。
【図４Ｂ】ボルトとナットとの締め付けトルクが小さい場合の接合部材の分極曲線の例を示す図である。
【図５Ａ】図４Ａに対応する、電流密度の分極曲線を示す図である。
【図５Ｂ】図４Ｂに対応する、電流密度の分極曲線を示す図である。
【図６】実際の使用時に対応した分極曲線を示す図である。
【図７Ａ】変形例１の図２Ａ相当の図である。
【図７Ｂ】変形例１の図２Ｂ相当の図である。
【図８】変形例２のカップリング試験を行うための測定システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００２５】
＜腐食電流の評価の全体的な流れ＞
本実施形態では、図１のフローに示す手順で、本発明の金属材料としてのアルミニウムと、本発明の低導電性材料としての炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）とが接触したときの、アルミニウムの腐食電流の評価を行う。
【００２６】
具体的に説明すると、本実施形態では、図１に示すように、まず、後述するように互いに接合されたアルミニウム板２とＣＦＲＰ板３と有する接合部材１を作製し（Ｓ１０１）、この接合部材１を用いて分極曲線測定を行う（Ｓ１０２）。そして、Ｓ１０２で測定した分極曲線から、電流密度の分極曲線を取得し（Ｓ１０３）、電流密度の分極曲線に基づいて、実際の使用時に対応した分極曲線を取得する（Ｓ１０４）。そして、Ｓ１０４で取得した分極曲線から、アルミニウムの腐食電流を取得する（Ｓ１０５）。以下、Ｓ１０１〜Ｓ１０５の各工程について詳細に説明する。ここで、「実際の使用時」とは、「実際の装置や設備などにおいて、アルミニウムからなる部材と、ＣＦＰＲ材料からなる部材とが互いに接触された状態で使用されるとき」のことである。
【００２７】
＜接合部材の作製＞
Ｓ１０１では、図２Ａ、図２Ｂに示すような接合部材１を作製する。接合部材１は、本発明の金属部材としてのアルミニウム板２と、本発明の低導電性部材としてのＣＦＲＰ板３と、アルミニウム板２と電気導通された導線１４と、マスキング部４とを有する。アルミニウム板２は、略長方形の板状の部材である。ＣＦＲＰ板３は、ＣＦＲＰからなる、各辺の長さがアルミニウム板２よりも短い略長方形の板状の部材である。アルミニウム板２及びＣＦＲＰ板３の表面（溶液と接する面、及び、両材料が接する面）には、実際の使用時と同じ表面加工が施されている。表面加工とは、例えば、研磨加工などである。
【００２８】
アルミニウム板２とＣＦＲＰ板３とは互いに重ね合わされ、互いに離れた２か所において、それぞれ、実際の使用時を想定して、ボルト１１とナット１２とによって接合されている。ボルト１１及びナット１２は、チタン材料等からなる。また、ボルト１１とナット１２とは、実際の使用時と同じ締め付けトルクで締め付けられている。すなわち、アルミニウム板２とＣＦＲＰ板３とは、実際の使用時と同じ態様で接合されている。
【００２９】
また、ボルト１１の頭部１１ａとＣＦＲＰ板３との間、及び、ナット１２とアルミニウム板２との間には、それぞれ、ポリテトラフルオロエチレンなどの絶縁性材料からなるワッシャー１３が介在しており、ボルト１１の頭部１１ａとＣＦＲＰ板３、及び、ナット１２とアルミニウム板２とは、直接接触せず、電気的に絶縁されている。
【００３０】
マスキング部４は、シリコンシーラント等の絶縁性材料からなり、ボルト１１とナット１２とによって接合されたアルミニウム板２とＣＦＲＰ板３との接合体を覆っている。ただし、アルミニウム板２のＣＦＰＲ板３側の面のうち、ＣＦＲＰ板３と接合された部分及びその周囲の部分は、マスキング部４に覆われていない。これにより、接合部材１では、ＣＦＲＰ板３のアルミニウム板２と反対側の面、及び、アルミニウム板２のＣＦＲＰ板３側の面のうち、ＣＦＲＰ板３を取り囲む部分が露出している。また、導線１４は、溶液に曝される部分がマスキング部４によって覆われている。また、導線１４の先端部は、分極曲線測定のために露出している。
【００３１】
＜分極曲線測定＞
Ｓ１０２の分極曲線測定は、図３に示すような測定システム２０を用いて行う。測定システム２０では、ＮａＣｌ水溶液などの電解液が入った液槽２１内に、試料としての接合部材１と、対極２２とが浸漬されている。また、参照電極２３により、基準となる電位の測定が行われる。接合部材１、対極２２及び参照電極２３は、ポテンショスタット２４に接続されている。なお、測定システム２０の構成は、従来と同様であるので、ここでは、これ以上の詳細に説明は省略する。
【００３２】
そして、Ｓ１０２では、測定システム２０において、ポテンショスタット２４により接合部材１の電位を強制的に変化させ、図４Ａ、図４Ｂに示すような、接合部材１の電位と、接合部材１と対極２２との間に流れる電流との関係を示す分極曲線の測定を行う。ここで、接合部材１の電位とは、接合部材１と参照電極２３との電位差のことである。
【００３３】
図４Ａ、図４Ｂでは、縦軸を対数（ｌｏｇ）で示している。また、図４Ａ、図４Ｂの「１Ｅ＋０」、「１Ｅ−１」、「１Ｅ−２」、・・・、「１Ｅ−８」は、それぞれ、１×１０-0、１×１０-1、１×１０-2、・・・、１×１０-8のことである。後述の図５Ａ、図５Ｂ、図６においても同様である。
【００３４】
分極曲線測定で測定される電流は、（アルミニウムのアノード電流の絶対値）＋（ＣＦＲＰのアノード電流の絶対値）−（アルミニウムのカソード電流の絶対値）−（ＣＦＲＰのカソード電流の絶対値）に対応する。上記電流が０となるときの接合部材１の電位が、自然電位である。図４Ａ、図４Ｂの分極曲線のうち、上記電流が正の値となる範囲がアノード分極曲線であり、上記電流が負の値となる範囲がカソード分極曲線である。なお、自然電位よりもカソード側（卑な電位側）では、上記電流は負の値となるが、図４Ａ、図４Ｂでは、電流を絶対値で示している。後述の図５Ａ、図５Ｂ、図６においても同様である。
【００３５】
自然電位からある程度離れたカソード側（卑な電位側）では、アルミニウムのアノード電流の絶対値、及び、ＣＦＲＰのアノード電流の絶対値が、十分に小さく無視できる。さらに、アルミニウムのカソード電流の絶対値は、ＣＦＲＰのカソード電流の絶対値よりも十分に小さく無視できる。したがって、図４Ａ、図４Ｂのカソード分極曲線が示す電流は、実質的にＣＦＲＰのカソード電流である。
【００３６】
同様に、自然電位からある程度はなれたアノード側（貴な電位側）では、アルミニウムのカソード電流の絶対値、及び、ＣＦＲＰのカソード電流の絶対値が、十分に小さく無視できる。さらに、ＣＦＲＰのアノード電流の絶対値は、アルミニウムのアノード電流の絶対値よりも十分に小さく無視できる。したがって、図４Ａ、図４Ｂのアノード分極曲線が示す電流は、実質的にアルミニウムのアノード電流である。
【００３７】
ここで、図４Ａ、図４Ｂは、それぞれ、ボルト１１及びナット１２による締め付けトルクを９Ｎ・ｍ及び３Ｎ・ｍとしたときの分極曲線の例を示している。また、図４Ａ、図４Ｂでは、アルミニウム板２及びＣＦＲＰ板３の表面に研磨加工を施さなかった場合の分極曲線の一例を実線で示している。また、アルミニウム板２及びＣＦＲＰ板３の表面に、ＪＩＳ  Ｒ  ６０１０に定められた粒度が８０μｍの研磨布紙を用いて研磨加工を施した場合の分極曲線の一例を破線で示している。また、アルミニウム板２及びＣＦＲＰ板３の表面に、ＪＩＳ  Ｒ  ６０１０に定められた粒度が２４０μｍの研磨布紙を用いて研磨加工を施した場合の分極曲線の一例を一点鎖線で示している。後述の図５Ａ、図５Ｂ、図６においても同様である。
【００３８】
＜電流密度の分極曲線の取得＞
Ｓ１０３では、図４Ａ、図４Ｂのカソード分極曲線及びアノード分極曲線から、それぞれ、図５Ａ、図５Ｂに示すような、接合部材１における、電位とカソード電極の電流密度との関係を示すカソード分極曲線、及び、電位とアノード電極の電流密度との関係を示すアノード分極曲線を取得する。具体的には、Ｓ１０２の分極曲線測定によって得られたカソード電流を、接合部材１におけるＣＦＲＰ板３の露出面積で割ったものを、カソード電流の電流密度とし、Ｓ１０２の分極曲線測定によって得られたアノード電流を、接合部材１におけるアルミニウム板２の露出面積で割ったものを、アノード電流の電流密度として、電流密度の分極曲線を取得する。図５Ａ、図５Ｂの分極曲線は、ＣＦＲＰ板３の露出面積が２７ｃｍ2であり、アルミニウム板２の露出面積が５ｃｍ2である場合に、図４Ａ、図４Ｂの分極曲線から取得される分極曲線である。
【００３９】
＜実際の使用時に対応した分極曲線の取得＞
Ｓ１０４では、電流密度のカソード分極曲線及びアノード分極曲線から、実際の使用時のアルミニウムとＣＦＲＰの露出面積の比に応じた、アノード分極曲線及びカソード分極曲線を取得する。より詳細に説明すると、例えば、実際の使用時のアルミニウムの露出面積とＣＦＲＰの露出面積との比がＭａ：Ｍｃである場合、電流密度のアノード分極曲線におけるアノード電流をＭａ倍することによって、実際の使用時に対応したアノード分極曲線を取得する。また、電流密度のカソード分極曲線におけるカソード電流をＭｃ倍することによって、実際の使用時に対応したカソード分極曲線を得る。図６は、図５Ａのボルト１１及びナット１２による締め付けトルクが９Ｎ・ｍで、アルミニウム板２及びＣＦＲＰ板３の表面に研磨加工を施さなかった場合で、且つ、面積Ｍａが１．０ｃｍ2、面積Ｍｃが０．３ｃｍ2である場合の、実際の使用時に対応したアノード分極曲線及びカソード分極曲線を示している。
【００４０】
＜腐食電流の取得＞
Ｓ１０５では、Ｓ１０４で取得したアノード分極曲線及びカソード分極曲線に基づいて、アルミニウムとＣＦＲＰとが接触したときのアルミニウムの腐食電流を取得する。
【００４１】
より詳細に説明すると、実際の使用時におけるアルミニウムとＣＦＲＰの露出面積の面積比Ｍａ：Ｍｃが考慮された図６の分極曲線における、自然電位Ｅｎでのアルミウムのアノード電流の電流密度が、実際の使用時におけるアルミニウムの腐食電流密度となる。実際の使用時において、自然電位Ｅｎでは、（アルミニウムのアノード電流の絶対値）＋（ＣＦＲＰのアノード電流の絶対値）＝（アルミニウムのカソード電流の絶対値）＋（ＣＦＲＰのカソード電流の絶対値）の関係が成り立つ。また、上述したように、ＣＦＲＰのアノード電流の絶対値は、アルミニウムのアノード電流の絶対値に対して十分に小さく、アルミニウムのカソード電流の絶対値が、ＣＦＲＰのカソード電流の絶対値に対して十分に小さい。これらのことから、自然電位Ｅｎでは、実質的に、（アルミニウムのアノード電流の絶対値）＝（ＣＦＲＰのカソード電流の絶対値）の関係が成り立つ。
【００４２】
アルミニウムの電流密度は、（アルミニウムのアノード電流の絶対値）／（アルミニウムの露出面積）によって算出されるところ、上記のように、実質的に、（アルミニウムのアノード電流の絶対値）＝（ＣＦＲＰのカソード電流の絶対値）の関係が成り立つことから、アルミニウムの電流密度を、（ＣＦＲＰのカソード電流の絶対値）／（アルミニウムの露出面積）によって算出することができる。
【００４３】
ここで、理論上、電位の対数とアノード電流の絶対値とは比例する。また、理論上、電位の対数とカソード電流の絶対値とは比例する。ただし、カソード電流は、酸素が関与するカソード電流（Ｏ2＋２Ｈ2Ｏ＋４ｅ-→４ＯＨ-の反応によって生じるカソード電流）と、水素が関与するカソード電流（２Ｈ+＋２ｅ-→Ｈ2の反応によって生じるカソード電流）とを足し合わせたものである。そして、溶液中での酸素の拡散速度は小さいため、理論的には大きなカソード電流が流れる電位であっても、酸素の拡散速度が理論上の反応速度に追いつけず、酸素が関与するカソード電流は、電位に依存しない一定のＩｅとなる。一方、水素が関与するカソード電流の絶対値は、電位の対数と比例する。
【００４４】
自然電位Ｅｎに近い電位では、水素が関与するカソード電流の絶対値が、酸素が関与するカソード電流の絶対値に対して十分に小さく無視でき、カソード電流の絶対値は、電位に依存しない一定のＩｅとなる。一方、電位が自然電位に対して卑になるほど、水素が関与するカソード電流の影響が大きくなる。そして、電位が自然電位に対して十分に卑になると（図６で−１０００ｍＶより卑な電位になると）、水素が関与するカソード電流が、酸素が関与するカソード電流に対して十分に大きく無視でき、電位の対数とカソード電流の絶対値とが比例する。
【００４５】
これらのことから、Ｓ１０５では、自然電位ＥｎでのＣＦＲＰのカソード電流Ｉｅを、アルミニウムとＣＦＲＰとが接触したときのアルミニウムの腐食電流として取得する。そして、Ｉｅをアルミニウム板３の露出面積で割った電流密度を、アルミニウムの腐食電流密度として取得する。
【００４６】
＜効果＞
ここで、特許文献１にも記載されているように、分極曲線測定の結果に基づいて、互いの異なる金属材料同士が接触したときの腐食電流を取得する場合には、各金属材料について単独で、それぞれ、分極曲線測定を行うことができる。しかしながら、ＣＦＲＰは導電性を有するものの、金属材料と比較して導電率が極めて小さい。そのため、ＣＦＲＰに直接導線１４を取り付けてＣＦＲＰ単体で分極曲線測定を行っても電流が流れにくく、測定されるカソード電流が実際の値よりも小さくなってしまい、分極曲線を正確に取得することができない。
【００４７】
そこで、本実施形態では、アルミニウム板２とＣＦＲＰ板３とが接合され、これらの両方が露出した接合部材１を用いて分極曲線測定を行っている。接合部材１全体としての導電率は、ＣＦＲＰ板３単体の導電率よりも大きいので、ＣＦＲＰ板３単体で分極曲線測定を行う場合よりも電流が流れやすくなり、ＣＦＲＰのカソード分極曲線を正確に測定することができる。そして、測定されたＣＦＲＰのカソード分極曲線とアルミニウムのアノード分極曲線とを用いて、アルミニウムの腐食電流を正確に取得することができる。
【００４８】
また、ＣＦＲＰは、絶縁性材料である樹脂材料を、導電性材料である炭素繊維で強化した材料であり、主に炭素繊維部分において電流が流れる。そのため、アルミニウムとＣＦＲＰとを接触させたときにこれらの間に流れる電流は、ＣＦＲＰの表面における炭素繊維の露出の程度や、アルミニウムとＣＦＲＰとの接触面積によって変わっている。そして、これらは、アルミニウム及びＣＦＲＰの表面の凹凸の程度、アルミニウム及びＣＦＲＰとの接合の態様によって変わってくる。このことは、図４Ａ、図４Ｂの分極曲線測定の結果からもわかる。
【００４９】
そこで、本実施形態では、アルミニウム板２及びＣＦＲＰ板３の表面に、実際の使用時と同様の表面加工を施している。これにより、分極曲線をより正確に測定することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、実際の使用時を想定して、アルミニウム板２とＣＦＲＰ板３とをボルト１１とナット１２とで接合している。また、ボルト１１及びナット１２による締め付けトルクを実際の使用時と同じ締め付けトルクとしている。すなわち、アルミニウム板２とＣＦＲＰ板３とを実際の使用時と同じ態様で接合している。これにより、分極曲線をより正確に測定することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、アルミニウム板２とＣＦＲＰ板３の両方を露出させた接合部材１を用いて分極曲線測定を行うので、試料の入れ替えを行うことなく、ＣＦＲＰのカソード分極曲線の測定と、アルミニウムのアノード分極曲線の測定とを行うことができる。
【００５２】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の限りにおいて、様々な変更が可能である。
【００５３】
上述の実施形態では、ボルト１１及びナット１２による締め付けトルクを、実際の使用時と同じ締め付けトルクとしたが、これには限られない。ボルト１１及びナット１２による締め付けトルクを、実際の使用時とは異なる締め付けトルクとしてもよい。また、アルミニウム板２とＣＦＲＰ板３とは、ボルトとナットによる接合以外の方法で接合されていてもよい。このとき、アルミニウム板２とＣＦＲＰ板３とを、実際の使用時と同じ態様で接合することが好ましい。ただし、アルミニウム板２とＣＦＲＰ板３とを、実際の使用時とは異なる態様で接合してもよい。
【００５４】
また、上述の実施形態では、アルミニウム板２及びＣＦＲＰ板３の表面全体に、実際の使用時と同じ表面加工を施したが、これには限られない。例えば、アルミニウム板２及びＣＦＲＰ板３のうち、互いの接合部分にのみ、実際の使用時と同じ表面加工を施してもよい。さらには、アルミニウム板２及びＣＦＲＰ板３の表面の状態は、実際の使用時と異なっていてもよい。
【００５５】
また、上述の実施形態では、接合部材１において、アルミニウム板２及びＣＦＲＰ板３の両方を露出させておき、接合部材１を用いて分極曲線測定を行うことにより、ＣＦＲＰのカソード分極曲線と、アルミニウムのアノード分極曲線とを測定したが、これには限られない。
【００５６】
変形例１では、図７Ａ、図７Ｂに示すように、接合部材１０１において、アルミニウム板２のＣＦＲＰ板３側の表面うち、ＣＦＲＰ板３が配置されている部分のみがマスキング部１０２に覆われていない。すなわち、接合部材１０１において、ＣＦＲＰ板３のアルミニウム板２と反対側の面は露出しているが、アルミニウム板２は、いずれの部分においても、ＣＦＲＰ板３及びマスキング部１０２のいずれかによって覆われており、露出していない。
【００５７】
そして、変形例１では、接合部材１０１を用いて分極曲線測定を行うことにより、ＣＦＲＰのカソード分極曲線を測定する。一方、アルミニウム板２単体を用いて分極曲線測定を行うことにより、アルミニウムのアノード分極曲線を測定する。そして、測定されたこれらの分極曲線に基づいて、以下、上述の実施形態と同様の手順で腐食電流を取得する。
【００５８】
ここで、腐食電流の評価を行うときには、例えば、アルミニウムとＣＦＲＰとが接触したときのアルミニウムの腐食電流の評価を行うとともに、アルミニウムと別の金属材料とが接触したときの腐食電流の評価を行うことがある。この場合、アルミニウムと上記別の金属材料とが接触したときに腐食電流を取得するために、アルミニウム及び上記別の金属材料について、それぞれ、分極曲線測定を行う。変形例１の場合には、このときに測定されたアルミニウムのアノード分極曲線を、アルミニウムとＣＦＲＰとが接触したときの腐食電流の取得に用いることもできる。
【００５９】
また、上述の実施形態では、アルミニウムとＣＦＲＰとが接触したときのアルミニウムの腐食電流を評価したが、これには限られない。例えば、ステンレス等のアルミニウム以外の金属材料と、ＣＦＲＰとが接触したときの金属材料の腐食電流の評価において、本発明を適用することも可能である。また、金属材料と、ＣＦＲＰ以外の低導電性材料とが接触したときの金属材料の腐食電流の評価に本発明を適用することも可能である。低導電性材料は、導電性を有し、且つ、金属材料よりも導電率の小さい材料である。ＣＦＲＰ以外の低導電性材料の例としては、例えば、異方性材料、合成樹脂に金属粒子が混ざった材料等が挙げられる。
【００６０】
また、上述の実施形態では、接合部材を用いて分極曲線測定を行い、その結果に基づいて腐食電流を取得したが、これには限られない。変形例２では、接合部材を用いてカップリング試験を行うことにより、腐食電流を取得する。カップリング試験は、図８に示すような測定システム１１０を用いて行う。測定システム１１０では、Ｈ2ＳＯ4水溶液などの電解液が入った液槽１１１内に、試料として、接合部材１１２とアルミニウム部材１１３とが浸漬されている。接合部材１１２は、変形例１の接合部材１０１と同様のものであり、アルミニウム板とＣＦＲＰ板のうち、ＣＦＲＰ板のみが露出しており、アルミニウム板は露出していない。
【００６１】
また、測定システム１１０では、参照電極１１４により、基準となる電位の測定が行われる。接合部材１及び参照電極１１４は、ポテンショスタット１１５に接続されている。また、接合部材１１２とアルミニウム部材１１３との間には無抵抗電流計１１６が接続されている。なお、カップリング試験を行うための測定システム１１０の構成は、従来と同様であるので、ここでは、これ以上の詳細に説明は省略する。
【００６２】
そして、カップリング試験では、無抵抗電流計１１６により、液槽１１１内で接合部材１１２とアルミニウム部材１１３との間に流れる電流であるカップリング電流を測定する。そして、このカップリング電流が、アルミニウムとＣＦＲＰとが接触したときのアルミニウムの腐食電流とほぼ同じとなる。
【００６３】
ここで、ＣＦＲＰは導電率が小さいため、接合部材を用いずにＣＦＲＰ板に直接導線１４を取り付けたＣＦＲＰ部材を用いてカップリング試験を行うと、ＣＦＲＰ部材と無抵抗電流計１１６との間に電流が流れにくく、カップリング電流を正確に測定することができない。そこで、変形例２では、ＣＦＲＰ部材の代わりに、アルミニウム板とＣＦＲＰ板とが接合された接合部材１１２を用いてカップリング試験を行う。これにより、接合部材１１２全体での導電率がＣＦＲＰ部材単体での導電率度よりも高く、接合部材１１２と無抵抗電流計１１６との間に電流が流れやすくなる。その結果、カップリング電流を正確に測定することができる。
【００６４】
また、この場合にも、アルミニウム板とＣＦＲＰ板の表面に実際の使用時と同様の表面加工を施し、アルミニウム板とＣＦＲＰ板とを実際の使用時と同じ態様で接合すれば、測定されるカップリング電流が、実際の使用時に対応したものとなる。
【符号の説明】
【００６５】
１  接合部材
２  アルミニウム板
３  ＣＦＲＰ板
１０１  接合部材
１１２  接合部材
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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