(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩化物を含む水膜によって金属材料の腐食が生じる際に、該金属材料がある腐食量となる時点（予測時点）での腐食生成物の種類および量を、化学平衡計算により予測する方法であって、
上記金属材料は、純亜鉛または亜鉛を主成分とした合金であり、
また上記予測方法は、
上記化学平衡計算で使用する初期条件を設定する設定工程と、
上記化学平衡計算を実行して、上記予測時点での腐食生成物の種類および量を求める実行工程、とをそなえ、
上記設定工程では、上記初期条件として、上記予測時点における水膜の組成を考慮し、
この考慮する水膜の組成を、
上記金属材料の腐食開始前における水膜の組成に、
上記予測時点における上記金属材料から溶出した金属イオンの濃度（mol/l）と、
該金属イオンの電荷を補償するために該金属イオンの周囲に濃化している塩化物イオン（濃化Cl-）と水酸化物イオン（濃化OH-）の濃度（mol/l）とを、
加えることにより設定し、その際、上記濃化OH-に対する上記濃化Cl-のmol濃度比ｒを0.5〜1.0の範囲として、下記式(1)および(2)により、それぞれ上記濃化Cl-および上記濃化OH-の濃度を算出し、
上記実行工程では、上記設定工程で設定した予測時点の水膜の組成を含む初期条件を用いて、上記化学平衡計算を行う、
ことを特徴とする腐食生成物の種類および量の予測方法。
記
【数１】
0006354813.tif 000013
【数２】
0006354813.tif 000014
ここで、[Cl-]addおよび[OH-]addはそれぞれ、濃化Cl-および濃化OH-の濃度（mol/l）であり、[Zmetal]は、予測時点において水膜１ｌあたりに存在する金属イオンの正電荷数の和である。
【請求項２】
前記塩化物がNaClである、請求項１に記載の腐食生成物の種類および量の予測方法。
【請求項３】
前記金属材料の腐食開始前の水膜の組成において、前記塩化物の濃度が100質量ppm以上250000質量ppm以下である、請求項１または２に記載の腐食生成物の種類および量の予測方法。
【請求項４】
前記予測時点での前記金属材料の腐食量が15g/m2以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の腐食生成物の種類および量の予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属材料の腐食が問題となる分野、特に自動車、建材等の分野において有用である、化学平衡計算を用いた腐食生成物の種類および量の予測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼板などの鉄鋼材料の腐食を抑制するため、鋼板表面に亜鉛めっき層を形成した亜鉛めっき鋼板が用いられている。
非特許文献１では、亜鉛めっき鋼板の腐食機構が紹介されており、亜鉛の腐食により生成した腐食生成物が下地鋼板の腐食を抑制すると報告されている。
また、非特許文献２では、腐食生成物には様々な種類があり、それぞれの腐食生成物の腐食抑制効果が異なることが述べられている。
【０００３】
ここで、腐食生成物の種類や量は腐食環境によって異なる。例えば、大気環境下における腐食では、鋼板表面の亜鉛めっきに付着している塩分の種類や量、さらにはＣＯ２やＳＯ２等の大気中の成分の種類や量によって、腐食生成物の種類が変わることが知られている。かような腐食生成物による腐食抑制効果を解明することができれば、耐食性に優れた材料の開発に応用できるものと考えられる。
しかし、大気環境下における腐食は、上記した塩分や大気中の成分が溶けた水溶液からなる薄い水膜下で進行するため、実験的な腐食メカニズムの解明が困難であり、腐食生成物による腐食抑制効果については不明な点が多いというのが実状である。
【０００４】
一方、近年のコンピュータ技術の発展に伴い、腐食現象をコンピュータシミュレーションで再現し、腐食機構の解明に応用することが期待されている。
例えば、非特許文献３では、亜鉛めっきと下地鋼板との異種金属接触腐食において、腐食が生じている水膜内の物質移動と化学反応とを数値シミュレーションすることで、腐食生成物の生成位置や生成量を数値解析する技術が報告されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】藤田栄、梶山浩志、「自動車車両における防錆鋼板の穴あき腐食と防食機構」、材料と環境、社団法人腐食防食協会、2001年、Vol.50、No.3、p115−123
【非特許文献２】Xiaoge  Gregory  Zhang、「Corrosion  and  Electrochemistry  of  Zinc」、Plenum  Press、1996年、p157−159
【非特許文献３】岡田信宏、松本雅充、西原克浩、木本雅也、工藤赳夫、藤本慎司、「イオン移動と反応を考慮したガルバニック腐食の数値解析モデル」、鉄と鋼、一般社団法人日本鉄鋼協会、2009年、Vol.95、No.2、p144−153
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、非特許文献３で提案されている技術は、亜鉛めっきと下地鋼板といった２種類の異なる金属材料が水膜中で腐食する異種金属接触腐食を対象とするものであり、このため、この技術は、亜鉛めっき鋼板の切断端面といった特殊な腐食箇所にしか適用できないという問題があった。すなわち、非特許文献３で提案されている技術では、めっき鋼板の一般的な腐食状況である、めっきのみの腐食によって生成する腐食生成物の種類や量を、予測することができず、このため、めっきのみの腐食によって生成する腐食生成物の種類や量を精度よく予測する方法の開発が望まれていた。
【０００７】
本発明は上記の現状に鑑み開発されたものであって、金属材料の腐食、特にめっき鋼板の一般的な腐食状況である、めっきのみの腐食によって生成する腐食生成物の種類および量を精度良く予測することができる、腐食生成物の種類および量の予測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
さて、発明者らは、上記の目的を達成すべく、鋭意検討を重ねた。
ここで、腐食生成物の種類および量を化学平衡計算により精度よく求めるには、化学平衡計算で使用する初期条件、特に、予測時点、すなわち金属材料がある腐食量となる時点での水膜の組成を適切に設定することが重要である。
そこで、まず発明者らは、金属材料の腐食開始前における水膜の組成に、予測時点における金属材料から溶出した金属イオンの濃度を加えることによって、予測時点での水膜の組成を設定することを試みた。
しかし、上記のようにして予測時点での水膜の組成を設定しても、腐食生成物の種類および量を化学平衡計算により精度よく求めることはできなかった。
【０００９】
そこで、発明者らは、腐食生成物の種類および量を計算する化学平衡計算の精度を高めるべく、塩化物を含む水膜内での金属材料の腐食機構について、さらに研究を進めた。
その結果、
・塩化物を含む水膜によって金属材料が腐食すると、当該金属材料から溶出した金属イオンの周囲に、当該金属イオンの電荷を補償するための陰イオン、特には、塩化物イオンおよび水酸化物イオンが濃化することとなり（以下、濃化Cl-および濃化OH-ともいう）、
・そして、かような濃化Cl-および濃化OH-の濃度を、上記した予測時点における金属材料から溶出した金属イオンの濃度とともに、金属材料の腐食開始前における水膜の組成に加える（具体的には、濃化OH-に対する濃化Cl-のmol濃度比ｒを所定の範囲として、当該金属材料から溶出した金属イオンの正電荷数から、濃化Cl-および濃化OH-の濃度を計算し、これらを金属材料の腐食開始前における水膜の組成に加える）ことによって、予測時点での水膜の組成を設定して化学平衡計算を行えば、腐食生成物の種類および量を精度よく求めることが可能になる、
との知見を得た。
本発明は、上記の知見に基づき、さらに検討を加えた末に完成されたものである。
【００１０】
すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．塩化物を含む水膜によって金属材料の腐食が生じる際に、該金属材料がある腐食量となる時点（予測時点）での腐食生成物の種類および量を、化学平衡計算により予測する方法であって、
上記金属材料は、純亜鉛または亜鉛を主成分とした合金であり、
また上記予測方法は、
上記化学平衡計算で使用する初期条件を設定する設定工程と、
上記化学平衡計算を実行して、上記予測時点での腐食生成物の種類および量を求める実行工程、とをそなえ、
上記設定工程では、上記初期条件として、上記予測時点における水膜の組成を考慮し、
この考慮する水膜の組成を、
上記金属材料の腐食開始前における水膜の組成に、
上記予測時点における上記金属材料から溶出した金属イオンの濃度（mol/l）と、
該金属イオンの電荷を補償するために該金属イオンの周囲に濃化している塩化物イオン（濃化Cl-）と水酸化物イオン（濃化OH-）の濃度（mol/l）とを、
加えることにより設定し、その際、上記濃化OH-に対する上記濃化Cl-のmol濃度比ｒを0.5〜1.0の範囲として、下記式(1)および(2)により、それぞれ上記濃化Cl-および上記濃化OH-の濃度を算出し、
上記実行工程では、上記設定工程で設定した予測時点の水膜の組成を含む初期条件を用いて、上記化学平衡計算を行う、
ことを特徴とする腐食生成物の種類および量の予測方法。
記
【数１】
0006354813.tif 000002
【数２】
0006354813.tif 000003
ここで、[Cl-]addおよび[OH-]addはそれぞれ、濃化Cl-および濃化OH-の濃度（mol/l）であり、[Zmetal]は、予測時点において水膜１ｌあたりに存在する金属イオンの正電荷数の和である。
【００１１】
２．前記塩化物がNaClである、前記１に記載の腐食生成物の種類および量の予測方法。
【００１２】
３．前記金属材料の腐食開始前の水膜の組成において、前記塩化物の濃度が100質量ppm以上250000質量ppm以下である、前記１または２に記載の腐食生成物の種類および量の予測方法。
【００１３】
４．前記予測時点での前記金属材料の腐食量が15g/m2以下である、前記１〜３のいずれかに記載の腐食生成物の種類および量の予測方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、めっき鋼板の一般的な腐食状況である、めっきのみの腐食によって生成する腐食生成物の種類および量を、化学平衡計算により精度良く予測することが可能となる。
また、本発明の予測方法は、腐食生成物による腐食抑制効果の解明、ひいては耐食性に優れた材料の開発に貢献することができ、産業上格段の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】水膜によって亜鉛が腐食する場合の模式図である。
【図２】化学平衡計算にあたって考慮する化学反応式および当該化学反応における平衡定数Ｋ（または溶解度積Ｋsp）の一例を示すものである。
【図３】腐食する金属材料が亜鉛めっき鋼板の表面に形成された亜鉛めっきである場合の化学平衡計算の解析モデルの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明は、塩化物を含む水膜によって金属材料の腐食が生じる際に、金属材料がある腐食量となる時点（以下、予測時点ともいう）での腐食生成物の種類および量を、化学平衡計算により予測する方法であって、化学平衡計算で使用する初期条件を設定する設定工程と、化学平衡計算を実行して、予測時点での腐食生成物の種類および量を求める実行工程、とをそなえるものである。
ここで、金属材料としては、鋼板表面にめっき層として形成されるような純亜鉛または亜鉛を主成分とした合金が挙げられる。なお、亜鉛を主成分とした合金とは、亜鉛を50質量％以上含む合金を意味する。また、亜鉛以外に含まれる金属元素としては、アルミニウムやマグネシウム、ニッケル、鉄などが挙げられる。
また、塩化物を含む水膜とは、NaCl水溶液などの塩化物（イオン）を含む水溶液からなる膜であり、その膜厚は、通常0.01〜10mm程度である。
以下、上記の設定工程と実行工程について、塩化物としてNaClを含む水溶液からなる膜（水膜）によって亜鉛が腐食する場合を例に、本発明の予測方法を説明する。
なお、本発明は、以下のような特定の実施形態に限定されるものではなく、また、以下の実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれるものとする。
【００１７】
＜設定工程＞
本設定工程は、化学平衡計算で使用する初期条件を設定する工程である。初期条件としては、予測時点における水膜の組成を考慮するものとし、本発明の予測方法では、この予測時点での水膜の組成を適切に設定することが極めて重要である。
【００１８】
すなわち、本設定工程では、予測時点における水膜の組成を、金属材料の腐食開始前における水膜の組成に、
・予測時点における金属材料から溶出した金属イオンの濃度（mol/l）と、
・該金属イオンの電荷を補償するために該金属イオンの周囲に濃化している塩化物イオン（濃化Cl-）と水酸化物イオン（濃化OH-）の濃度（mol/l）とを、
加えることにより設定する。
【００１９】
図１に、塩化物を含む水膜によって亜鉛が腐食する場合の模式図を示す。図中、符号１が水膜、２が亜鉛（めっき）、３がアノード部、４がカソード部である。亜鉛が腐食する場合、亜鉛表面上の一部（アノード部）において、次式（ａ）で表される反応が起こり、水膜中にZn2+が生成する。
Zn→Zn2++2e-         ・・・（ａ）
一方、亜鉛表面の、アノード部ではない箇所の一部（カソード部）では、次式（ｂ）で表される反応が起こる。
O2+2H2O+4e-→4OH-    ・・・（ｂ）
ここで、上掲式（ａ）により水膜中に生成したZn2+の電荷は、水膜内の陰イオンによって補償される。塩化物を含む水膜の場合、陰イオンとしては、電解質として存在する塩化物イオン（Cl-）と、上掲式（ｂ）で生成した水酸化物イオン（OH-）の量が多く、Zn2+の電荷の補償は、金属イオンの周囲に濃化している塩化物イオン（濃化Cl-）および水酸化物イオン（濃化OH-）によって担われていると考えられる。このため、Zn2+の近傍では、これら陰イオンの濃度が局所的に高くなることが予想される。
【００２０】
そこで、本発明の予測方法では、予測時点における水膜の組成を設定するにあたり、金属材料の腐食開始前における水膜の組成に、金属イオンの電荷を補償するために金属イオンの周囲に濃化している濃化Cl-と濃化OH-の濃度（mol/l）とを、加えるものとしたのである。
【００２１】
また、本発明の予測方法では、濃化Cl-および濃化OH-の濃度を計算するにあたり、濃化OH-に対する濃化Cl-のmol濃度比をｒとし、このｒを0.5〜1.0の範囲として、次式(1)および(2)により、濃化Cl-イオンおよび濃化OH-イオンの水膜内の濃度を計算することが重要である。
【数３】
0006354813.tif 000004
【数４】
0006354813.tif 000005
ここで、[Cl-]addおよび[OH-]addはそれぞれ、濃化Cl-および濃化OH-の濃度（mol/l）であり、[Zmetal]は、予測時点において水膜１ｌあたりに存在する金属イオンの正電荷数の和である。
【００２２】
このように、濃化OH-に対する濃化Cl-のmol濃度比ｒを0.5〜1.0の範囲とすることにより、塩化物を含む水膜内において金属材料の腐食が生じる際の腐食生成物の種類および量を、化学平衡計算により精度よく求めることが可能となる。
【００２３】
また、予測時点における金属材料から溶出した金属イオンの水膜内の濃度は、例えば、ラボ実験などにより予測する条件と同じ条件で腐食試験を行い、腐食試験前後での金属材料の質量変化量から金属材料の腐食量を導出して、この導出した金属材料の腐食量と水膜の体積から算出することができる。なお、この場合の金属イオンの水膜内の濃度は、化学平衡計算の初期条件として使用するものであるため、金属材料から溶出した金属イオンが全て水膜内に存在しているとして算出すればよい。
【００２４】
さらに、金属材料がZn-Al合金などである場合には、上記のようにして求めた金属材料の金属腐食量から、各金属イオンの溶出比率を乗じることにより、各金属元素の腐食量を求めることができる。そして、この各金属元素の腐食量と水膜の体積から、金属元素ごとの金属イオンの水膜内の濃度を求めることができる。
【００２５】
なお、実際の腐食現象では、溶出した金属イオンは、水膜中に存在するか腐食生成物中に含まれるものとなる。このため、各金属イオンの溶出比率は、例えば、上記と同様のラボ実験を行い、水膜中および腐食生成物中に含まれる各金属イオンの量をICP-OES（Inductively Coupled Plasma - Optical Emission Spectroscopy）により定量し、これら足し合わせて各金属イオンの比率を求めることで、導出することができる。
【００２６】
また、実際の腐食現象では、腐食速度などが経時的に変化しているものと考えられるが、金属材料の腐食開始前の水膜における塩化物の濃度が100質量ppm以上250000質量ppm以下の範囲で、かつ金属材料の腐食量が15g/m2以下の範囲内であれば、腐食現象に大きな変化はなく、このため、特に精度よく、腐食生成物の種類および量を化学平衡計算により求めることができる。加えて、各金属イオンの溶出比率についても、金属材料の腐食開始前の水膜における塩化物の濃度が100質量ppm以上250000質量ppm以下の範囲で、かつ金属材料の腐食量が15g/m2以下の範囲内であれば、当該溶出比率が大きく変化することはないので、この範囲内で溶出比率を求めることが好ましい。
より好適には、金属材料の腐食開始前の水膜における塩化物の濃度は50000質量ppm以下であり、また予測時点での金属材料の腐食量は10g/m2以下である。
【００２７】
以上、初期条件となる、予測時点における水膜の組成の設定方法について、説明した。なお、予測時点における水膜の組成以外の初期条件としては、水膜が接する大気中におけるN2やO2、CO2の量などが挙げられるが、これらの条件は、実際に予測する環境条件に応じて、適宜設定すればよい。
【００２８】
＜実行工程＞
本実行工程は、上記設定工程で設定した初期条件に基づき、化学平衡計算を実行して、予測時点での腐食生成物の種類および量を求める工程である。
ここに、化学平衡計算は、コンピュータシュミレーション、例えば、化学平衡計算ソフトウェア HSC Chemistry ver. 9.0（Outotec社製）を用いて、ギブズエネルギー最小化法により実行すればよい。
また、化学平衡計算にあたって考慮する化学反応式および、当該化学反応における平衡定数Ｋまたは溶解度積Ｋspは、腐食する金属材料の種類や水膜の組成、水膜の周囲環境に応じて、設定すればよい。
例えば、金属材料が、めっき鋼板の表面に形成したZnめっき、Zn-5質量％Alめっき、およびZn-4.5質量％Al-0.5質量％Mgめっきで、水膜がNaClを含む水溶液からなり、周囲環境が一般的な大気環境である場合、図２に示すような化学反応式および、当該化学反応における平衡定数Ｋまたは（溶解度積Ｋsp）を設定すればよい。
【００２９】
また、本実行工程は、予測時点における水膜の組成を初期条件として、当該予測時点での腐食生成物の種類および量を化学平衡計算により求めるものであるが、例えば、ラボ実験などにより予め金属材料の腐食量と時間との関係を求めておけば、この関係に基づき、任意の時間における腐食生成物の種類および量を化学平衡計算により求めることが可能となる。
【実施例】
【００３０】
＜初期条件を設定するための予備試験＞
溶融Znめっき鋼板（めっき付着量：片面117g/m2）、溶融Zn-5質量％Alめっき鋼板（めっき付着量：片面117g/m2）、および溶融Zn-4.5質量％Al-0.5質量％Mgめっき鋼板（めっき付着量：片面158g/m2）をそれぞれ150mm×70mmに切断し、洗浄して、試験片を得た。
これらの試験片の上面にそれぞれ130mm×50mmの囲いを設け、その中に100質量ppm（0.01質量％）、5000質量ppm（0.5質量％）、50000質量ppm（5質量％）、150000質量ppm（15質量％）または250000質量ppm（25質量％）の濃度となるNaCl水溶液を入れ、24時間の腐食試験を行った。なお、NaCl水溶液の水膜の厚さは3mmとした。
腐食試験後、80℃に加熱したCrO3水溶液に試験片を浸漬し、これにより、試験片上に堆積している腐食生成物を除去し、腐食試験前後の質量変化量から、各種Znめっきにおける腐食量を算出した。表１に腐食量の算出結果を示す。
なお、表１の初期NaCl濃度とは、金属材料の腐食開始前におけるNaCl水溶液からなる水膜のNaCl濃度であり、これ以降も同様である。
【００３１】
【表１】
0006354813.tif 000006
【００３２】
次に、合金めっきの場合の各金属元素の溶出比率、すなわち、Zn-5質量％Al合金めっきではZnおよびAlの溶出比率を、Zn-4.5質量％Al-0.5質量％Mg合金めっきではZn、AlおよびMgの溶出比率を求めた。
まず、上記と同じ溶融Zn-5質量％Alめっき鋼板、および溶融Zn-4.5質量％Al-0.5質量％Mgめっき鋼板から、上記と同様にして試験片を作成し、これらの試験片を用いて、上記と同様の24時間の腐食試験を実施した。ただし、NaCl水溶液の濃度は5000質量ppmとした。
24時間経過後、NaCl水溶液を採取し、NaCl水溶液の量を測定した。ついで、ICP-OESによりNaCl水溶液におけるZn, Al, Mg（MgはZn-4.5質量％Al-0.5質量％Mg合金めっきの場合のみ）の濃度を測定し、NaCl水溶液中の各元素の濃度とNaCl水溶液の量から、当該NaCl水溶液に含まれるZn, Al, Mgの量（mol）をそれぞれ算出した。
また、試験片を80℃に加熱したCrO3水溶液に浸漬し、試験片上に堆積した腐食生成物をCrO3水溶液中に溶解させた。ついで、CrO3水溶液の量を測定した後、CrO3水溶液におけるZn, Al, Mg（MgはZn-4.5質量％Al-0.5質量％Mg合金めっきの場合のみ）の濃度を測定し、CrO3水溶液中の各元素の濃度とCrO3水溶液の量から、腐食生成物に含まれるZn, Al, Mgの量（mol）をそれぞれ算出した。
次に、NaCl水溶液および腐食生成物に含まれるZn, Al, Mgの量を足し合わせることで、腐食により溶解した各元素の量を求め、これらの比率を各元素の溶出比率とした。
表２に、Zn-5質量％Al合金めっきにおけるZnおよびAlの溶出比率（mol％）、Zn-4.5質量％Al-0.5質量％Mg合金めっきにおけるZn、AlおよびMgの溶出比率（mol％）をそれぞれ示す。
【００３３】
【表２】
0006354813.tif 000007
【００３４】
＜化学平衡計算に用いる初期条件の設定＞
上記予備試験結果に基づき、化学平衡計算に用いる初期条件を設定した。図３に、腐食する金属材料が亜鉛めっき鋼板表面の亜鉛めっきである場合における化学平衡計算の解析モデルの模式図を示す。図中、符号５は気相、６は腐食生成物である。水膜となる水溶液は、大気中のCO2が飽和したNaCl水溶液とし、水膜の厚さは3 mmとした。また、NaCl水溶液の濃度は、100質量ppm（0.01質量％）、5000質量ppm（0.5質量％）、50000質量ppm（5質量％）、150000質量ppm（15質量％）または250000質量ppm（25質量％）とした。
表３に、表１に示した金属材料の腐食量の算出結果および表２に示した金属材料における各元素の溶出比率から、膜厚3 mmの水膜内における金属イオンの濃度を算出した結果を示す。なお、この場合の金属イオンの水膜内の濃度は、後述する化学平衡計算の初期条件として使用するものであるため、金属材料から溶出した金属イオンが全て水膜内に存在しているものとして算出した。
【００３５】
【表３】
0006354813.tif 000008
【００３６】
次に、表３に示した各金属イオンの濃度から、水膜１ｌあたりに存在する金属イオンの正電荷数の和[Zmetal]を求め、上掲式(1)および(2)により、金属イオンの近傍で局所的に濃化している塩化物イオン（濃化Cl-）および水酸化物イオン（濃化OH-）の濃度を求めた。この際、濃化OH-に対する濃化Cl-のmol濃度比ｒを0.2〜2.0の範囲で種々変化させた。計算結果を表４に示す。
【００３７】
【表４】
0006354813.tif 000009
【００３８】
そして、上記の表３および表４に示した各金属イオン、濃化Cl-および濃化OH-の濃度を、腐食試験に用いた水溶液の初期組成、つまり金属材料の腐食開始前における水膜の組成に加え、かくして得られた予測時点での水膜の組成を、化学平衡計算の初期条件（初期値）として設定した。
表５にここで初期条件として設定した化学平衡計算の初期値の一覧を示す。
なお、腐食試験溶液の初期濃度は、各濃度のNaCl水溶液に、大気中のCO2が飽和しているとしたときの組成である。また、腐食進行中の大気中のCO2との平衡を考慮するために、1000 molの大気中におけるN2, O2, CO2の量を初期値として考慮した。
【００３９】
【表５】
0006354813.tif 000010
【００４０】
＜化学平衡計算の実行工程＞
表５に示した初期条件に基づき、化学平衡計算ソフトウェア HSC Chemistry ver. 9.0 (Outotec社製)を用いて、ギブズエネルギー最小化法により、化学平衡計算を実行し、腐食生成物の種類および量を求めた。なお、化学平衡計算を行うにあたっては、図２に示すような化学反応（腐食生成物の生成反応）を考慮し、これらの化学反応における平衡定数Ｋ（または溶解度積Ｋsp）を設定した。表６に化学平衡計算により求めた、腐食生成物の種類および量を示す。
【００４１】
【表６】
0006354813.tif 000011
【００４２】
＜腐食試験において形成された腐食生成物の同定＞
初期条件を設定するための腐食試験と同様の条件で、24時間の腐食試験を実施した。
24時間経過後、各試験片上に形成された腐食生成物を、Cu-Kα線によるＸ線回折測定により同定した。
【００４３】
表７に、化学平衡計算により求めた腐食生成物と、Ｘ線回折測定で同定した腐食生成物を示す。
ここで、化学平衡計算により求めた腐食生成物について生成量が最も多い腐食生成物と、Ｘ線回折測定で同定した腐食生成物について回折強度が最も強い腐食生成物が一致する場合には「○（適合）」と、一致しない場合には「×（不適合）」と判定した。
なお、化学平衡計算により求めた腐食生成物の欄では、1×10-5 mol/l以上のものを列挙し、生成量が最も多いものに下線を引いている。
また、Ｘ線回折測定で同定した腐食生成物の欄では、回折強度が最も強いものに下線を引いている。ここで、複数の腐食生成物に下線が引いてあるものは、両者のピーク強度がほぼ等しい場合である。
【００４４】
【表７】
0006354813.tif 000012
【００４５】
表７より、濃化OH-に対する濃化Cl-のmol濃度比ｒを0.5〜1.0の範囲とした場合には、腐食する金属材料の種類や金属材料の腐食開始前の水膜における塩化物の濃度がいずれの場合であっても、化学平衡計算により求めた腐食生成物について生成量が最も多い腐食生成物と、Ｘ線回折測定で同定した腐食生成物について回折強度が最も強い腐食生成物が一致している。また、主要な腐食生成物の種類が一致していることから、実際の腐食生成物の生成挙動を再現できていると考えられ、ひいては腐食生成物の生成量についても精度良く予測することができているものと考えられる。
【符号の説明】
【００４６】
１  水膜
２  亜鉛（めっき）
３  アノード部
４  カソード部
５  気相
６  腐食生成物
【図１】
0006354813.tif 000015
【図２】
0006354813.tif 000016
【図３】
0006354813.tif 000017