(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
腐食環境に接触する導電性構造の腐食を防止する方法であって、
（ａ）半導体コーティングを用いて導電性構造をコーティングし、コーティングされた導電性構造に接続された電子フィルタを備える段階であって、前記電子フィルタが電源とキャパシタとを備える段階と；
（ｂ）コーティングされた導電性構造によって発生する腐食ノイズをモニタし、前記電子フィルタのフィルタ特性を調整して腐食ノイズを最小にする段階と、を備えた方法。
【請求項２】
前記電子フィルタが複数のキャパシタを備え、前記段階（ｂ）が前記導電性構造上の複数の前記キャパシタのそれぞれの配置を決定することを備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記導電性構造が金属導電性構造である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記金属導電性構造が、鉄金属及び導電性非鉄金属から成る群から選択された金属である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記金属が鋼鉄である請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記金属がアルミニウムである請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記導電性構造が、橋部材、列車接続機構、精製機、容器、金属タワー及び導電性コンクリート構造から成る群から選択された請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記半導体コーティングがｐ型及びｎ型半導体領域のいずれをも含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記半導体コーティングが、金属−半導体接合を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記半導体コーティングが、イオン伝導体−半導体接合を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記半導体コーティングが、金属−半導体−イオン伝導体接合を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記半導体コーティングが、半導体−絶縁体−半導体接合を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記半導体コーティングが、金属／金属酸化物／ケイ酸塩コーティングである請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記金属／金属酸化物／ケイ酸塩コーティングが、亜鉛／亜鉛酸化物／ケイ酸塩コーティングである請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記金属／金属酸化物／ケイ酸塩コーティングが、Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｂａ及びＣｓから成る群から選択された金属を備えた請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記金属／金属酸化物／ケイ酸塩コーティングは、Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｂａ及びＣｓから成る群から選択された一又は二以上の金属とその群から得られた一又は二以上の金属酸化物との混合物を備えた請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記半導体コーティングが、一又は二以上のドーパントを備えた請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体技術を用いて導電性構造の腐食を防止する方法及びそのシステム（装置）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
腐食を制御する種々の方法がこの数世紀にわたり発展し、特に腐食環境において金属構造の寿命を延ばす方法が重視されてきた。これらの方法は通常、鋼鉄のような鉄金属、アルミニウムのような非鉄金属の耐食性を向上するため、及び、もっと高価な合金の使用を回避するために用いる保護コーティングを含むものである。それらはいずれも性能を改善しかつコストを低減するものである。しかしながら、このような保護コーティングは通常、腐食若しくは付着により被る非鉄構造に対する適応性が低い等、複数の欠点を有する。
【０００３】
保護コーティングは２つの主要なカテゴリーに入る。最も大きなカテゴリーは、環境に対して物理的なバリアとして作用する塗料のような典型的なコーティングである。第２のカテゴリーは、母体金属を攻撃から保護するために選択的に腐食するように設計された亜鉛若しくはカドミウムのような犠牲コーティングを含む。
【０００４】
陰極防食及びコーティングはいずれも、腐食を軽減・防止することを主要な目的とした技術原則である。各プロセスは異なっている：陰極防食は、外部電源から電流を導入し通常の電気化学反応腐食を防止することによって腐食を防ぐものであり、他方、コーティングは自然に生ずる陽極及び陰極の間、若しくは、ガルバニック電池内の腐食電流若しくは電子の流れを防止するためにバリアを形成するものである。これらのプロセスはいずれも限定的にしか成功していない。コーティングは一般的な腐食防止の最も幅広く用いられている方法を示している（レオンらの米国特許第３，５６２，１２４号、及び、ハヤシらの米国特許第４，２１９，３５８号を参照）。しかしながら、陰極防食は、埋め込まれた状態若しくは浸漬された状態にされされた何千マイルものパイプ、及び、何エーカーもの鋼鉄表面を保護するのに用いられてきた。
【０００５】
陰極防食の技術は、金属表面に十分な陰極電流を供給することによって、その陽極溶解率を無視できるようにすることによって、金属表面の腐食を低減するために用いるものである（例えば、プライアーの米国特許第３，５７４，８０１号；ワッソンのプライアーの米国特許第３，８６４，２３４号；ミーズの米国特許第４，３８１，９８１号；ウィルソンらの米国特許第４，８３６，７６８号；ウェブスターの米国特許第４，８６３，５７８号；スチュアートらの米国特許第４，９５７，６１２号を参照）。陰極防食が、陰極を陽極の電位に対して分極するために、十分な電流を介して局所的な陽極と陰極の表面間の電位差をなくすことによって作動する。言い替えると、陰極電流を付与する効果は、陽極として作用し続ける領域を減少することであり、このような残りの陽極の腐食率を減少することではない。完全な防食は、陽極全部がなくなるときに実現する。電気化学の観点からは、これは、十分な電子が保護される金属に供給され、それによって、金属がイオン化され若しくは溶解される傾向が中性化されることを示している。
【０００６】
腐食についての最近の研究によって、電気化学的な腐食プロセスは、電池（セル）電流や電極電位のような電気化学システムの電気的特性のランダムな揺らぎに関係しているようであることがわかった。このランダムな揺らぎは従来技術では“ノイズ”として公知のものである。研究者は、ノイズ分析技術を電気化学システムにおける腐食プロセスの研究に適用し始めている。
【０００７】
リッフェの米国特許第５，３５２，３４２号及びリッフェの米国特許第５，００９，７５７号は、腐食防止システムにおけるエレクトロニクスに関連して用いる亜鉛／亜鉛酸化物母体のシリケートコーティングを開示している。コーティングにおける亜鉛／亜鉛酸化物粒子は、半導体特性、主にＺｎ−ＺｎＯ相境界でのｐｎ接合を有するものとして開示されている。バイアスを逆にすると、このｐｎ接合は、ダイオードとして振る舞い、境界を介した電子移動を禁ずると記載されている。この制限は、Ｚｎ酸化サイトからＺｎＯ表面上の酸素減少サイトへの電子の移動を制限するものである。効果的に、局所的腐食電池の陽極と陰極との間の抵抗が増大して、腐食が低減する。
【０００８】
平均して、Ｚｎ−ＺｎＯ母体接合は、Ｚｎ表面でのＺｎの酸化とＺｎＯ表面での酸素の減少とに関連した電位によって逆にバイアスがかかる。しかしながら、重要なストカスティック電圧揺らぎが生ずる。この電圧揺らぎは、接合が順バイアスになるようにする。順方向にバイアスを付与したとき、接合での電子移動は増加し、Ｚｎの酸化と酸素の還元が加速される。効果的に、局所的腐食の陽極と陰極間の短絡が生じ、腐食はエンハンスされる。
【０００９】
リッフェの特許は、腐食防止システムの電気化学回路における固定値キャパシタの付属器を開示している。しかしながら、与えられた構造において、キャパシタンスのレベルを制御する方法はないし、有効に腐食を防止するのに要するキャパシタンスのレベルを決定する方法もない。システムのオーバーキャパシタンスを有効に用いることも必要である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明の一の目的は、導電性構造に耐食性を付与する半導体コーティングを提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、金属構造の唯一の特性に対して微細に調整された腐食から導体金属構造を保護する方法を提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、半導体技術を用いかつ外部陽極、電解質、電流のいずれも用いない腐食から導電性構造の腐食を防止する方法を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、導体を腐食から保護するシステムであって、必要な最小限のシステムメンテナンスによって長期間の保護を提供するシステムを提供することである。
【００１４】
これら及び他の目的は、半導体コーティング及びそれに関連する電子工学的システムの開示によって実現されるものである。ここで、このシステムは、半導体コーティングがされた導電性構造における電圧揺らぎを単にフィルタリングすることによって作動でき、そのシステムを用いる方法は以下の段階：
半導体コーティングによって導電性構造をコーティングする段階であって、前記のコーティングされる構造には固定電子フィルタを有するものである段階と、
前記固定電子フィルタを有する前記コーティングによって生成したノイズをモニターする段階と、
前記コーティングによって生成したノイズを最小にするのに必要な耐食性フィルタ応答を決定するために、前記コーティングに接続された調整フィルタを用いる段階と、
前記調整フィルタを、少なくとも前記耐食性フィルタ応答のフィルタ応答を有する受動フィルタ若しくは能動フィルタに置換する段階と、を備える。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のさらなる真価と多くの利点は、添付図面を参照することによって、以下の詳細な説明を参照してよりよく理解されるだろう。
【００１６】
本発明は、腐食に弱い導電性構造に対する腐食を防止する方法であって、半導体コーティングによって導電性構造をコーティングする段階と、それによってコーティングされた構造を固定電子フィルタに接続する段階と、システムによって生成された腐食ノイズをモニターする段階と、腐食ノイズを最小にするのに要するフィルタ応答を決定する段階とをを備えている（本発明の範囲内では、“腐食ノイズ”との語は、ガルバニック腐食プロセスによって生ずる電圧揺らぎを説明するために用いる）。一の実施形態では、本発明は、コーティングされた構造によって生成されたノイズを最小にするのに要するフィルタ応答を決定するために、調整フィルタを用いてフィルタ応答を調整し、次いで、調整フィルタを少なくとも決定された耐食性フィルタ応答を有する受動電子フィルタで置換することを備える。他の実施形態では、本発明は、調整フィルタを、能動電子フィルタで置き換え、モニターシステムはノイズを連続的にモニターし、システムにおける揺らぎを最小にするためにフィルタ応答を自動的に調整する。
【００１７】
本発明は、半導体コーティングを電子フィルタに結合することによって腐食ノイズを最小にする。電子フィルタは、所定の周波数でノイズの減少のレベルとして本発明の範囲内で定義されたフィルタ応答を有する。上述したように、フィルタは受動ローパスＲＣフィルタ若しくは能動フィルタであってもよい。それぞれの場合に、フィルタは電圧揺らぎを最小にする。そして、半導体コーティングに存在する接合は逆のバイアスを維持する。半導体コーティングにおいて陽極領域から陰極領域への時間平均電子流は減少し、コーティングは効果的に不活性にされる。
【００１８】
能動ローパスＲＣフィルタは本質的にキャパシタ及び抵抗器である。本システムの場合には、半導体コーティングは、ＲＣフィルタを実現するキャパシタを有する抵抗器としていくらか作用する。適当な能動フィルタには、限定的でないが、バターワースフィルタ、ベッセルフィルタ、サレン・キーフィルタを含まれる。この能動フィルタは購入可能であり、及び／又は、当業者に容易に準備可能である。この能動フィルタは基本的にはキャパシタを有するオペアンプフィルタである。好適には、本発明のフィルタの主要なコンポーネントはキャパシタであり、ここで、フィルタ応答は所定の周波数のノイズを低減るのに要するキャパシタンスに関連する。
【００１９】
本発明のノイズの測定態様は、特定の応用に対するシステムの設計を精密に調整するのに用いられるものである。測定されたノイズをもとに、必要なフィルタ特性及びフィルタのシステムへの取付位置が決定でき、航空母艦若しくは長距離の橋のような非常に大きな構造においてさえ、構造の全表面にわたっての確かな腐食防止を改善できる。本発明では、コーティングされた表面と低ノイズ・高インピーダンス参照（基準）電極との間の電圧揺らぎをモニターする。適当な高インピーダンス参照電極は、例えば、飽和カロメル電極若しくは飽和硫酸塩電極から準備することができる。この目的に対して適当な購入可能な高インピーダンス参照電極は、ベックマン・インスツルメント若しくはコーニングのような様々なカタログ装備会社から手に入れることが可能である。ノイズは、電圧揺らぎを示すために、オシロスコープを用いることによってこれらの電極を用いてモニターすることができる。また、電極から得られたデータは、アナログ−デジタルコンバータを有するＰＣコンピュータに格納され、その結果のデータを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）分析若しくは最大エントロピー法（ＭＥＭ法）のような時系列分析プログラムを用いて分析することによって分析され、格納される。これらの方法は、所望の実時間及び時間遅れのいずれの結果をも提供する。このような方法を用いることによって、フィルタ応答のレベルの決定及びオシロスコープ上にほとんど平坦なラインを生成するのに要するフィルタの配置が可能となる（例えば、ノイズを最小にする）。これによって、構造の単一の位置で、又は、より精密な制御のために構造表面の複数の位置で行うことが可能となる。電子フィルタ特性及びフィルタ取付位置は、測定された電圧揺らぎを最小にし、コーティングの不活性化を最大にするように調整することができる。究極の結果は、所望の構造タイプに対して腐食防止システムの寿命の劇的な増加である。これによって、腐食ノイズの低減によって生じ、半導体コーティングの犠牲腐食を劇的に減少する。
【００２０】
本発明はまた、興味深い特性のアレイを提供するために、種々の導電性基板を用いて使うことができる半導体コーティングに関係する。本発明の半導体コーティングはいかなる半導体コーティングでもよく、限定するわけでないが、（ａ）ｎ型及びｐ型半導体領域（ドメイン）の両方を有する半導体コーティング、（ｂ）金属−半導体接合を有する半導体コーティング、（ｃ）イオン伝導体−半導体接合を有する半導体コーティング、（ｄ）金属−半導体−イオン伝導体接合を有する半導体コーティング、（ｅ）半導体−絶縁体−半導体接合を有する半導体コーティング、及びそれらの組合せを有する半導体コーティングでもよい。本発明の半導体コーティングは、種々の最終用途で用いることができる。それらの最終用途の中の主要なものは、導電性構造の腐食の防止である。導電性構造の腐食を防止する本システムは：
（ａ）導電性構造の表面の少なくとも一部に電気的に接触する半導体コーティングと；
（ｂ）腐食ノイズをフィルタリングする手段であって、電池若しくは他の電源のような電子溜まりと、コーティングされた導電性基板に接続されたキャパシタのようなフィルタとを備えたフィルタリング手段と；を備えたものであり、腐食防止法の開示には、
１）導電性構造の外側面を清浄にする段階と；
２）本発明の半導体コーティングによって外側面をコーティングする段階と；
３）電子フィルタを用いてシステムの腐食ノイズを最小にする段階と；を備える。
【００２１】
本発明の方法及びシステムについてのキーは、（限定的ではないが、基板とコーティングとフィルタコンポーネントを含む）全システムにより生成される腐食ノイズの測定、及び、電子フィルタの適用によってノイズを最小にすることである。
【００２２】
腐食及び付着防止の実施形態では、本システムは２つの独立なコンポーネントは、（１）半導体コーティングと、（２）コーティングが塗布される導電性構造に正味で負のバイアスを付与する手段とを備える。通常、半導体コーティングは、導電性表面を清浄にした後にその表面に、好適には、金属表面用の商業的なブラスト仕上げに対するグリッドブラストによって、若しくは、非金属導電性構造に対する同等のプロセスによって塗布される。導電性表面がグリッドブラスト若しくは同等の方法によって清浄化されると、表面は深さで0.1ミルから数ミルの多くの溝若しくはぎざぎざを有する。本発明の半導体コーティングは、清浄化プロセスから形成されるピットの深さよりも大きな少なくとも2ミルの深さで塗布すべきであり、好適には2〜10ミルの厚さ、さらに好適には7〜9ミルの厚さで塗布するべきである。大きなピットのない滑らかな面では、コーティングはシステムの性能に有害に影響を与えることなく、下は約0.5ミルまでの厚さで付与することが可能となる。
【００２３】
本発明の方法及びシステムを用いて保護できる構造は、腐食されやすい導電性材料であってもよい。好適には、構造は鉄金属の金属構造若しくは非鉄導電性金属である。典型的な金属は、限定的ではないが、鉄や鋼鉄やアルミニウムである。
【００２４】
本発明の半導体コーティングは、金属酸化物が存在する若しくは存在しない金属若しくは金属合金のコーティングであるのが好ましい。最も好適な実施形態では、コーティングはＺｎ／ＺｎＯ系である。金属若しくは金属合金は、それ単体で、若しくは、適当なコーティングバインダーと組み合わせて用いることができる。コーティングバインダーは、ケイ酸ソーダ、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸リチウムのような種々の珪酸塩バインダーを含む。コーティングにおける金属若しくは金属合金は、保護される導電性材料より高い酸化電位を有しなければならない。多くの金属に対する標準的な電極電位が周知であり、種々の異なる金属に対して以下のようである。
（水素電極に対して）標準電極還元電位
【表１】
0005198702.tif 000002
（出典：ＣＲＣの化学と物理のハンドブック、第６０版、ロバート・ウィースト編集、ＣＲＣプレス、ボカレートン、フロリダ州、１９７９年）
【００２５】
本発明のシステム及び方法のコーティングは保護される導電性材料に対して犠牲的であるので（腐食ノイズが最小になったときに、犠牲は最小になるが）、コーティングに含まれる金属を決定するとき、保護される導電性材料より負である標準の電極電位を有する金属を選択するのが重要である。例えば、鉄（鋼鉄に存在する）を保護するために、コーティングには、ＺｎやＴｉや-0.44より負の標準電極電位を有する他の金属を用いることができる。アルミニウム（-1.68）のような負の大きな電極電位を有する金属を保護するとき、（Ｚｎのような）負が小さい電極電位を有する金属と、（Ｍｇのような）負が大きい電極電位を有する金属とを組み合わせた合金を用いることが容認できる。この合金は必要な犠牲的な性質を有するコーティングを提供する一方、Ｍｇのような高い負の電極電位金属だけを含むコーティングを用いて極端な酸化の回避が生ずる。高い負の電極電位金属を上述のバインダーのうちの一つに組み合わせることによって、コーティングが非常に速く犠牲的になることを回避することも可能となる。２つの金属の合金の代わりに、さらに負が大きい電極電位金属をシリケート（珪酸塩）バインダーの対イオンとして組み込むことができる。
【００２６】
好適な実施形態では、本発明の半導体コーティングは、本願明細書に参考として組み込んでいるシュートの米国特許第３，６２０，７８４号、リッフェの米国特許第５，３５２，３４２号、若しくは、リッフェの米国特許第５，００９，７５７号に開示されたのと同じコーティングであってもよい。無機亜鉛コーティングの基本成分は、シリカと酸素と亜鉛である。液状の形では、それらは、ケイ酸ソーダのような金属珪酸塩、若しくは、エチル珪酸塩のような有機珪酸塩の比較的小さな分子である。これらの本質的にモノマーの材料は、無機亜鉛コーティングの全てに対して基本膜形成要素若しくはバインダーであるシリカ−酸素−亜鉛構造に架橋される。本発明で使用される適当な無機亜鉛コーティングは、種々の購入可能なアルキル珪酸塩若しくはアルカリ加水分解珪酸塩タイプである。一のこのような購入可能なコーティングは、カルボライン社で製造されるカルボジンクＤ７ＷＢTMである。
【００２７】
本発明のコーティングは、Ｓｎ／ＳｎＯのようなコーティングに組み込まれる付加ｎ型半導体を含むことも含むことができる。また、コーティングに、コーティングの伝導度を増大するためにＡｌ若しくはＧａのような金属を、又は、コーティングの伝導度を低減するために1-5％のＬｉをドーピングしてもよい。本発明のコーティングにおける金属／金属酸化物界面（Ｚｎ／ＺｎＯ）は、電気化学システムにおいてダイオードとして作用する。コーティングは、ダイオードとして作用する多くの微小領域を含む。コーティングによって生成した腐食ノイズのために、ダイオードは、コーティングにおける微小領域の導電性電位における揺らぎのために、周期的にスイッチをオン・オフする。導電性電位の揺らぎ及びダイオードのスイッチングは、コーティングを犠牲的に腐食する。コーティングの伝導度をＬｉ等でドーピングによって低下することによって、ダイオードのスイッチング電位をノイズ揺らぎ曲線における最小点以下に下げることが可能となる。これによって、コーティングの犠牲腐食は最小になるが、保護される構造の導電性材料は依然として保護する。
【００２８】
導電性表面に対して半導体コーティング材料を適当に選択することによって、従来の受動バリアと新規な能動バリアの両方を実現することができる。
【００２９】
好適な実施形態では、本発明のコーティングの亜鉛ダストは金属−半導体接合を形成し、その接合は、亜鉛金属と亜鉛酸化物との界面であって、亜鉛酸化物がｎ型半導体である。
【００３０】
実現されたコーティングの好適な実施形態を模式的に図１に示す。図１は、本発明の好適な亜鉛／亜鉛酸化物／ケイ酸塩コーティング（４）の多孔性の性質を示している。亜鉛粒子（１）は、不溶解性金属ケイ酸塩バインダー（３）によって囲繞された種々の酸化物が被覆された粒子を有する亜鉛酸化物層（２）によって被覆されている。コーティングと構造金属の間の界面（５）では、鋼鉄構造の場合には不溶解性鉄ケイ酸塩層である不溶解性金属ケイ酸塩層がある。
【００３１】
本発明の導電性構造は腐食からの保護が必要な導電性構造であり、金属構造と非金属構造の両方を含むものであってよい。このような金属構造の例には、船、飛行機、自動車、戦車、金属車体部、橋、列車結合機構、容器、パイプ、金属タワー、及び、生体装置のような小さめの構造が含まれる。金属車体部の例としては、自動車、飛行機、列車、戦車のような軍用陸上車両、船等の海上車両のような車両の金属部を含む。容器の例としては、精製所の容器、貯蔵サイロ、貯蔵瓶がある。非金属導電性構造の例としては、導電性コンクリート構造や導電性高分子構造を含む。腐食プロセスは非金属導電性構造にも影響を与え、本発明によってそれを最小にすることもできる。導電性コンクリートは、飛行機滑走路を浮遊させる準備用の材料として提案されてきた。本発明のシステムは、コンクリートの腐食を防止するのに役立ち、コンクリート構造の寿命及び構造保全性（structural integrity）を延ばす。
【００３２】
本発明で得られる一の重要な利点は、半導体コーティングの犠牲腐食を最小にすることによって、コーティングの寿命を従来のコーティング保護システムの寿命より何倍にも延長されることである。これは陰極電流の付与を介して水の存在下で達成できるが、それには実質的な電流が必要であり、制御は非常に難しい。本発明の方法はコーティングの内部へ作用し、それによって、腐食媒体が空気から凝結した水以外ではない雰囲気腐食を防止する。これによって、強度が増大するように付与される設計が付随して増加する腐食しやすい領域を有する現代船の内部面のような表面を保護する際、及び、自動車部品、橋、飛行機及び列車を保護する際に非常に重要となる。
【００３３】
他の好適な実施形態では、凝結が高い塩水の含有量のために非常に腐食性が高く、同時に、陰極保護システムが機能するのには不十分な湿気である現代船の内部面において、本発明の方法及びシステムを使用することである。本発明のノイズフィルタなしで、コーティングにおける亜鉛は、船底の湾曲部への凝結の流れによって迅速に浸みだし、腐食される。しかしながら、本発明に対応するノイズフィルタの金属基板にの応用の際に、この浸みだしは効果的に止められる。
【００３４】
また、船の基板鋼鉄上のノイズフィルタの使用によっては、船内での電球をオンにするより船のエレクトロニクスに対して大きな妨害はなく、また、それは敵検出装置に検出可能信号を与えるものでもない。というのは、ノイズフィルタは、電池若しくは他の電子源を利用するものでさえ、コーティングを感知できる程度に超えて放射する場を生成しないからである。亜鉛の吸収特性は周知であり、ＥＭ遮蔽及びエレクトロニクス囲みのためにしばしば使用される。本発明のシステムが付加される沿岸用構造から測定可能なＥＭ放射もない。
【００３５】
本発明の固定電子フィルタは、キャパシタに対して逆のバイアスを維持するために取り付けた電子溜まりを有するキャパシタとして作用する。固定電子フィルタは、従来の電源、例えば電池のような直流（ＤＣ）電源手段、例えば、１２ボルト電池と、太陽電池と、交流（ＡＣ）電源手段との組合せであるのが好ましい。このコンポーネントは本記載においては“電源”を用いているが、本発明のシステムにおいては電流も電圧もないことに留意されたい。従って、電源の名称は単に便宜的なもので、電子の流れを意味することは意図していない。完全な回路が使用可能ならば、用いる電源手段は、好適には0.5〜30Ｖ、さらに好適には10〜20Ｖを付与するのに十分であるのが好ましい。固定電子フィルタ（例えば、電源及びキャパシタ）は、コーティングされた導電性基板、すなわち基板かコーティングのいずれかに接続可能である。好適な実施形態では、本発明の電源手段は、保護される導電性構造に直接結合された負の電極を有する。電源手段の正の電極は、フィルタ／キャパシタの方法によって導電性構造、負の電源結合から離間した構造の一部に、結合される。本発明は、電極間の距離が増大するほど落ちる電流の生成に依存しないので、正及び負の電極が互いに接触しない限り、電極間の距離は重要ではない。正の電極接続は、好適には、負の電極接続の位置から0.01ｍから30ｍの構造上の位置に、さらに好適には、負の電極接合の位置から5ｍから10ｍの構造上の位置に行われる。
【００３６】
本発明の方法は、システムの寿命を延ばすものである。従来の陰極保護システムにあるように、周期的にモニターしかつ制御する電流も電位もない。さらに、本発明のシステムは、浸漬された陰極保護システムに生じ得るように、制御しきれなくなったり、支持構造に深刻なダメージを与えたりする可能性がない。コーティングの寿命の唯一の有効な減少は、風雨により摩耗からくることになる。コーティングの耐摩耗性はメッキされたものよりよいので、コーティングの寿命は数１０年の範囲に延びる。
【００３７】
また、能動フィルタと、ノイズ揺らぎを連続してモニターし、フィルタ応答及びカットオフ周波数のようなフィルタ特性を調整するモニタリングシステムとを用いると、コーティング寿命は、時間の経過による腐食の増加のために、犠牲損失率の増大を防止することによって延ばすことができる。
【００３８】
図２は、本発明のシステムを図示する等価な回路図を示している。回路において、符号１０はソルーション抵抗（Ｒｓ）であり、符号１１及び１２はそれぞれ、陽極（Ｅａ）及び陰極（Ｅｃ）でのガルバニック電極電位である。回路におけるノイズ源（Ｅｎ）は符号１３で示した。陽極（Ｅａ）及び陰極（Ｅｃ）のファラデーインピーダンスはそれぞれ符号１４及び１５で示した。Ｚｎ／ＺｎＯ境界での金属−半導体接合はダイオード（Ｄ）１６で示した。ノイズフィルタ（Ｆ）、すなわち、能動若しくは受動フィルタのいずれかは符号１７で示した。
【００３９】
明らかに、本発明の多くの修正及び変形が前述の観点で可能である。従って、クレームの範囲内で、本発明が特に記載されたもの以外に応用してもよいことは理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】   本発明の好適な実施形態のＺｎ／ＺｎＯ接合の概略模式図である。
【図２】   本発明のシステムを説明するための等価回路図である。
【符号の説明】
１  亜鉛粒子
２  亜鉛粒子上の亜鉛酸化物層
３  不溶解性金属ケイ酸塩バインダー
４  亜鉛ケイ酸塩コーティング
５  不溶解性鉄ケイ酸塩層鋼鉄界面
【図１】
0005198702.tif 000003
【図２】
0005198702.tif 000004