(57)【要約】      （修正有）【課題】設備導入直後から金属材料に対する防食性能を発揮し、かつ構造物の外観が変わることがない材料を形成する方法の提供。【解決手段】ＮａＣｌ等の電解質を溶解させた水溶液を準備し、水酸化物イオンと結合して耐食性皮膜を形成する材料Ａ（亜鉛等）と、対極材料Ｂ（白金等）を水溶液に浸漬し、材料Ａの電位または電流を制御して、アノード電流（材料Ａの金属イオン生成）とカソード電流（水酸化物イオン生成）とを所定の時間ごとに切り替えて交互に流すことにより、金属表面上に耐食性水酸化物皮膜を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質を溶解させた水溶液を準備する準備工程と、
水酸化物イオンと結合して耐食性皮膜を形成する第１の材料と、第２の材料とを、前記水溶液に浸漬する浸漬工程と、
前記第１の材料を作用極とし、前記第２の材料を対極として、電位または電流を制御して前記第１の材料にアノード電流とカソード電流とを所定の時間ごとに切り替えて交互に流すことにより、電気化学的に前記第１の材料上に耐食性皮膜を形成する形成工程と、を含む皮膜形成方法。
【請求項２】
前記電流および前記電位は、溶存酸素の還元と金属の溶解とが交互に生じる値に制御することを特徴とする請求項１に記載の皮膜形成方法。
【請求項３】
前記所定の時間は、前記アノード電流を流し始めてから前記第１の材料の表面近傍の前記水溶液のｐＨが沈殿物のｐＨ安定域を外れるまでの時間よりも短い時間に設定することを特徴とする請求項１または２に記載の皮膜形成方法。
【請求項４】
前記第１の材料に流す電流は直流電流であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の皮膜形成方法。
【請求項５】
前記第１の材料に流す電流は交流電流であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の皮膜形成方法。
【請求項６】
前記第１の材料を、耐食性皮膜が形成された後、所定の条件が満たされた場合に前記水溶液から取り出す取り出し工程を、さらに含み、
前記所定の条件は、前記電流を制御する場合に、前記対極を用いて測定される電位が水素を発生させる電位まで低下したこと、前記電位を制御する場合に、前記対極を用いて測定される電流が前記形成工程開始時の電流の２分の１になったこと、または、所定の厚さの皮膜が形成したこと、であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の皮膜形成方法。
【請求項７】
前記第１の材料は亜鉛めっき鋼板であり、前記第２の材料は白金であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の皮膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、皮膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に工業材料として使用されている金属は概ね、経時的に腐食する。金属の腐食とは、金属の表面の不安定な金属原子が環境中の酸素や水分など反応して生じる酸化還元反応である。腐食により金属の表面には腐食生成物の皮膜が形成される。かかる皮膜は耐食性を発揮し、皮膜が表面に形成された金属は腐食速度が低下することが知られている（非特許文献１）。
【０００３】
たとえば、鉄や亜鉛などの金属材料は表面に形成される皮膜により耐食性が高まる。皮膜の形態は厚みが数ｎｍオーダーの不動態からμｍオーダーの腐食皮膜など様々である。たとえば亜鉛では、溶出した亜鉛イオンと水酸化物イオン（OH-）が結合し、表面に沈殿することで、１μｍ程度の皮膜が形成されると言われている。
【０００４】
なお、アルカリ金属とアルカリ土類金属を除く金属イオン、たとえば鉄や亜鉛は、水酸化物イオンとのイオン濃度積が溶解度積Kspを上回ったときに水酸化物の沈殿物を生じる。しかし、これらの沈殿型の皮膜は十分な防食性能の効果を有する厚みになるまでに時間を要し、その間材料の外観は大きく変化する。
【０００５】
上記のような腐食生成物の性質を利用して、対候性能が優れた保護性さびを意図的に鋼材表面に生成させ、鋼材の対候性能を経時的に向上させることが知られている。たとえば非特許文献２に記載の鋼材は、保護性さびの生成に寄与する対候性元素、たとえばリン（P）、クロム（Cr）、銅（Cu）等を含有し、環境条件によって徐々に表面に保護性さびが生成される。保護性さびが形成されることによって、鋼材の色調はたとえば黄色から黒茶色へと数年をかけて変化するが、保護性さびの形成により以後のさびの進展が抑制される。
【０００６】
また、腐食生成物の質によっても耐食性能が異なることが知られている。たとえば、非特許文献３は、腐食生成物が生成される環境条件や、腐食生成物が均一に被覆している等の腐食形態によって、耐食性が影響されることを記載している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】社団法人腐食防食協会著、「材料環境学入門」、丸善株式会社、1993年
【非特許文献２】新日鉄住金ＨＰ、「COR-TEN（登録商標）  耐候性鋼材」、[online]、[2014年5月23日検索]、インターネット（URL:http://www.nssmc.com/product/plate/COR-TEN.html）
【非特許文献３】鷺山勝、平山晃、「電気Znめっき鋼板と電気Zn-Fe合金めっき鋼板の塩水散布暴露試験における腐食挙動」、材料と環境、腐食防食協会、1996年、45、p.473-479
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のように実環境に依存して腐食生成物の皮膜を形成した場合、十分な防食性能の効果を有する厚みの皮膜が形成されるまでに時間がかかる。また、腐食生成物の生成前後において、材料の外観が大きく変化する。
【０００９】
また、実環境に依存した場合、金属の位置や乾湿の状況などの物理的条件によっては、所望の質を有する腐食生成物の皮膜を形成することができない。
【００１０】
開示の実施形態は、上記に鑑みてなされたものであって、設備導入直後から防食性能を発揮し、かつ構造物の外観が変わることがない材料を形成することができる皮膜形成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】
【００１１】
開示する皮膜形成方法は、電解質を溶解させた水溶液を準備する準備工程と、水酸化物イオンと結合して耐食性皮膜を形成する第１の材料と、第２の材料とを、水溶液に浸漬する浸漬工程と、第１の材料を作用極とし、第２の材料を対極として、電位または電流を制御して第１の材料にアノード電流とカソード電流とを所定の時間ごとに切り替えて交互に流すことにより、電気化学的に第１の材料上に耐食性皮膜を形成する形成工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
開示する皮膜形成方法は、設備導入直後から防食性能を発揮し、かつ構造物の外観が変わることがない材料を形成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る皮膜形成方法の流れの一例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る皮膜形成装置の構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、亜鉛めっきのカソード分極曲線およびアノード分極曲線の一例を示す図である。
【図４】図４は、図３に示す分極曲線を解析した図である。
【図５】図５は、鉄の概略的な電位−ｐＨ平衡図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、開示する皮膜形成方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各実施形態は適宜組み合わせることができる。
【００１５】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る皮膜形成方法は、構造物の材料の段階で、材料に電気化学的な処理を施すことにより当該材料表面に防食性能を有する皮膜を形成する。
【００１６】
（金属の腐食と防食）  
金属が腐食を生じる環境条件として、電位−ｐＨ平衡図がよく利用される。図５は、鉄（Fe）の概略的な電位−ｐＨ平衡図である。図５中、縦軸に標準水素電極基準とした電極電位（V）を示し、横軸にｐＨを示す。図５からわかるように、鉄は電極電位が約-0.6〜-1.0より卑である場合、ｐＨに関係なく不感態（immunity）となる。また、電極電位が約-0.6より貴で、ｐＨが約2より小さい場合は腐食態（corrosion）となる。鉄の腐食態は、ｐＨが約2のときに電極電位が約0.7から-0.6の間であり、ｐＨが上昇するとともに、徐々に電極電位の値の幅が狭くなっている。また、電極電位が約0.7より貴であり、ｐＨが約2より大きい場合は不動態となる。
【００１７】
不感態は、熱力学的安定域であって、この条件下では鉄は腐食しない。腐食態は、腐食速度が大きく腐食が進行する領域である。不動態は耐食性域であって、この領域では鉄は耐食性を持った皮膜に覆われ、腐食は進行しない。このように、電極電位やｐＨ、温度等の環境要因に応じて金属の耐食性は変化する。環境要因にも依存するが、通常自然状態では腐食皮膜は、数カ月から数年という期間を経て皮膜として安定化する。
【００１８】
従来の電気防食技術においては、金属材料からなる設備等を実環境に設置したのち、当該金属を電気的に接続して、電位が不感態または不動態の領域にくるように制御するカソード防食等が一般的に行われている。また、耐食性の高い腐食生成物の生成を促進する金属を予め材料に混ぜ込むことで、自然環境に設置された後に耐食皮膜が徐々に形成されるようにした鋼材も提案されている（上記非特許文献２）。
【００１９】
これに対して、第１の実施形態に係る皮膜形成方法は、対象金属が不動態の耐食性皮膜を形成する条件と同様の条件を人為的に作りだし、短時間で不動態皮膜を形成するものである。
【００２０】
（皮膜形成方法の流れの一例）
図１は、第１の実施形態に係る皮膜形成方法の流れの一例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る皮膜形成方法では、まず、所定の電解質を水に溶かした水溶液を準備する（ステップＳ１１）。次に、皮膜を形成させる対象となる材料Ａと、所定の材料Ｂと、を準備した水溶液に浸漬する（ステップＳ１２）。そして材料Ａを作用極とし、材料Ｂを対極として、材料Ａにカソード電流とアノード電流とを交互に流す（ステップＳ１３）。その後予め定めた条件が満足された時点で、材料Ａを水溶液から取り出す。
【００２１】
図１では、所定時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ１４）、所定時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ１４、否定）は再度ステップＳ１４に戻る。所定時間が経過していると判定した場合は（ステップＳ１４、肯定）処理を終了する。所定時間は、後述する試験片を用いた実験によって決定すればよい。
【００２２】
このように第１の実施形態に係る皮膜形成方法では、水溶液中で材料Ａにカソード電流とアノード電流とを交互に流すことで、金属イオンの溶出と水酸化物イオンの生成を加速する。そして、溶出した金属イオンと水酸化物イオンとの結合、沈殿を促して材料Ａ上に皮膜を形成する。
【００２３】
自然環境下で腐食生成物の皮膜が形成される場合は、大気環境に暴露されることで材料から溶出した金属イオンが水酸化物イオンと結合して、材料表面に沈殿する。または、水溶液環境に浸漬されることで金属イオンの溶出と水酸化物イオンの発生が同時に生じ、水溶液中の金属イオンと水酸化物イオンとのイオン濃度積が溶解度積を上回ったときに水酸化物の沈殿物が生じる。
【００２４】
これに対して、第１の実施形態では、水溶液中において、予め選定した材料Ａにカソード電流とアノード電流とを交互に流すことで、金属イオンの溶出と水酸化物イオンの生成を加速し、迅速な皮膜形成を可能にする。
【００２５】
また、第１の実施形態では、材料Ａに流す電流を所定時間ごとにカソード電流からアノード電流、またアノード電流からカソード電流に切り替える。このように電流を切り替えるのは以下の理由による。
【００２６】
水酸化物の沈殿物の生成は、水溶液中の水酸化物イオンと溶出した金属イオンのイオン濃度積に依存する。つまり、水酸化物の沈殿物の生成速度は浸漬状態における金属イオンの溶出電流すなわち腐食電流によって決まる。第１の実施形態では、アノード電流に切り替えることで、材料Ａをアノード分極させ、金属イオンの溶出を加速している。このため、水酸化物の沈殿物の生成を加速させることができる。
【００２７】
また、水酸化物の沈殿物により皮膜が形成されていくと、材料Ａ近傍の水酸化物イオンが消費される。材料Ａ近傍の水酸化物イオン濃度が低下すると、沈殿物の形成が減速することも考えられる。また、水酸化物イオンの消費により、材料Ａ近傍のｐＨが、水酸化物の沈殿物のｐＨ安定域を下回る状態になることも考えられる。第１の実施形態では、アノード分極からカソード分極に切り替えることで、酸素の還元を促進して水酸化物イオンを発生させる。これによって材料Ａの表面ｐＨを調整することができる。
【００２８】
このように、第１の実施形態では、材料Ａに流す電流を所定時間ごとにカソード電流からアノード電流、アノード電流からカソード電流へと切り替える。カソード電流からアノード電流に切り替えることで材料Ａをアノード分極させ、金属イオンの溶出を加速することができる。また、アノード電流からカソード電流に切り替えることで、材料Ａ近傍の酸素を還元させ、水酸化物イオンを発生させてｐＨを調整することができ、材料Ａ近傍を所望の沈殿物の形成に適したｐＨ安定域に維持することができる。
【００２９】
このように、皮膜を形成したい材料Ａを作用極、材料Ｂを対極として、電解質を溶かした水溶液中に浸漬し、所定のカソード電流とアノード電流を交互に材料Ａに流すことで、皮膜の形成を促進し、迅速に所望の厚みの耐食性皮膜を形成することができる。
【００３０】
（皮膜形成装置の構成の一例）
図２は、第１の実施形態に係る皮膜形成装置の構成の一例を示す図である。図２に示すように、皮膜形成装置１は、一般的に電気化学測定に用いる装置と同様の構成を有する。
【００３１】
図２中、電解質を溶かした水溶液中に、作用極１０である材料Ａ、対極２０である材料Ｂ、参照極３０が浸漬されている。作用極１０、対極２０、参照極３０はそれぞれポテンショスタット４０と接続される。
【００３２】
水溶液に溶解させる電解質は、たとえば塩化ナトリウム（NaCl）である。ただし、溶解させる電解質は特に塩化ナトリウムに限定されず、材料Ａ上に皮膜を形成するための酸化還元反応を促進することができれば、任意の電解質を用いてよい。
【００３３】
作用極１０は、他の物質との電子の授受を行う電極である。第１の実施形態では、作用極１０として、皮膜を形成する対象である材料Ａを用いる。たとえば、作用極１０として、亜鉛めっき鋼板のほか、ステンレス鋼板、アルミニウム（合金）板等を使用することができる。このほか、高濃度の金属粉末を含有する塗料を塗布した金属の表面に皮膜を形成するために、かかる金属材料を作用極１０として用いてもよい。たとえば、ジンクリッチペイントを塗装した鋼材等を作用極１０として用いてもよい。
【００３４】
対極２０は、作用極１０で発生する電流値を系に返すための電極である。対極として機能する材料であれば、任意の材料を対極２０として用いることができる。たとえば、白金を対極２０として用いることができる。
【００３５】
対極２０として用いる材料Ｂは、作用極１０として用いる材料Ａと同じ金属材料としてもよい。作用極１０および対極２０の材料Ａ，Ｂとして同じ金属材料を用いることで、二つの材料に並行して同様の皮膜を形成することができる。作用極１０（材料Ａ）にカソード電流を流せば、対極２０（材料Ｂ）にはアノード電流が流れ、逆に作用極１０にアノード電流を流せば、対極２０にはカソード電流が流れるためである。このように、作用極１０および対極２０として同じ金属材料を用いれば、作用極１０に流す電流の向きを所定時間ごとに逆転させることで、作用極１０および対極２０の双方に並行して同じ皮膜を形成することができる。
【００３６】
参照極３０は、作用極１０として用いる材料の電位を制御する。たとえば、飽和カロメル電極や銀塩化銀電極等を参照極３０として用いることができる。
【００３７】
ポテンショスタット４０は、電流および電位を制御する装置である。ただし、作用極１０の電位を制御できる装置であれば任意の装置を用いてよい。
【００３８】
（皮膜形成装置１における電位と電流の制御）
作用極１０に印加する電位および電流は、溶存酸素の還元と金属の溶解とが交互に生じる値に設定する。設定値は、水溶液中において材料Ａの分極測定を行って、溶存酸素の還元反応と金属の溶解反応を調べて決定すればよい。
【００３９】
たとえば、図３は、亜鉛めっきのカソード分極曲線およびアノード分極曲線の一例を示す図である。図３のデータは、試験片として亜鉛めっき鋼板を用い、水溶液として３重量％塩化ナトリウム水溶液を用いて、0.5mV/sの掃引速度で分極測定を行って得た。
【００４０】
カソード電流を見ると、自然電位から-1300mV付近の電流値は、溶存酸素の還元反応に起因する（非特許文献３参照）。したがって、カソード電流については、電位制御の場合は自然電位よりも卑側に設定し、電流制御の場合は、0.1Am-2以上に設定する。これによって、溶存酸素の還元により水酸化物イオンを生成することができる。
【００４１】
アノード電流を見ると、自然電位より貴側では亜鉛が亜鉛イオンに溶解する。したがって、アノード電流については、電位制御の場合は自然電位よりも貴側に設定し、電流制御の場合は0.1Am-2以上に設定する。これによって金属イオン、すなわち亜鉛イオンの溶出を生じることができる。
【００４２】
ただし、アノード電流については、-800mV以上にならないように制御することが望ましい。図３を見ると、電極電位が-800mV以上になると電流値が直線関係から外れ、さらに電極電位が貴側に分極すると電流値が卑側に変化している。これは、アノード反応が、亜鉛から亜鉛イオンへの溶解反応ではなく、他の反応に変化していることを示している。このため、アノード電流を-800mV以上に設定した場合、材料Ａ表面近傍の亜鉛イオン濃度が増加しなくなったり、水酸化物亜鉛が生成されなくなったりすることが予想される。したがって、アノード電流については、制御電位が-800mV以上にならないように制御することが好ましい。
【００４３】
（カソード電流とアノード電流の切替間隔）
カソード分極とアノード分極を切り替える間隔、すなわち、電流の方向を切り替える間隔については、以下のように算出すればよい。
【００４４】
たとえば、亜鉛めっき鋼材の場合を例とすると、アノード電流を10Am-2に設定した場合、切替間隔は2.4秒に設定すればよい。2.4秒間のアノード反応によって材料Ａ（または材料Ｂ）の表面から放出された亜鉛イオンが材料表面から1mmの範囲にとどまっていると仮定する。この場合、材料表面近傍の亜鉛イオン濃度は以下の式（１）で求めることができる。
【００４５】
【数１】
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【００４６】
この時点では、水酸化亜鉛の溶解度積Ksp=1.2×10-17から得られる水酸化物イオン濃度は、水酸化物亜鉛のｐＨ安定域（8.5〜10.7）を下回ることはない。しかし、アノード分極をさらに続けると、沈殿物の形成により亜鉛イオン濃度は低下すると考えられるものの、結果的に、亜鉛イオン濃度は、上記1.2×10-6  mol  l-1を超えて、ｐＨが水酸化物亜鉛のｐＨ安定域（8.5〜10.7）を下回るようになると考えられる。このようになると、亜鉛イオンと水酸化物イオンの沈殿物によって安定した皮膜を形成することができない。したがって、安定した皮膜形成を妨げるｐＨとなる前に、カソード分極とアノード分極を切り替えることが好ましい。
【００４７】
図４は、図３に示す分極曲線を解析した図である。図４に示すように、自然浸漬状態における腐食速度すなわち腐食電流は、カソード反応とアノード反応のターフェル直線から約0.1Am-2と求められる。これに対して、第１の実施形態の交互に分極する手法を用いた場合たとえば自然電位に対して±100mVずつ交互に分極した場合を考える。アノード分極とカソード分極の時間を等しくして単位時間当たりの電流値に直すと、＋100mVアノード分極したときの実効的な電流値は、10Am-2×1/2=5Am-2となる。すなわち、自然浸漬状態と比較すると、５０倍の速さで水酸化物の沈殿物が生成されることになる。
【００４８】
このように、第１の実施形態にかかる皮膜形成方法は、皮膜を形成する沈殿物の生成を著しく促進し、迅速に耐食性皮膜を形成することを可能にする。
【００４９】
なお、第１の実施形態では、直流電流によってアノード分極およびカソード分極を行うものとしたが、これに限定されず、電位および電流を連続的に変化させてもよい。すなわち、交流電流を流すことによって上記直流電流の方向を所定時間ごとに逆にすることと同じ効果を得ることができる。
【００５０】
また、アノード分極とカソード分極とを切り替えることによって材料Ａ上に形成された皮膜自体が溶出する可能性はあるが、溶出量は析出量と比較するとごくわずかと考えられるため、皮膜が消失するような事態は発生しない。
【００５１】
（試験片を用いたパラメータの設定（１）  材料Ａの取り出しタイミング）
図１に示したように、皮膜形成処理は所定時間経過後に終了する。所望の厚みの皮膜を形成するために必要な処理時間は、予め試験片を用いた実験を行って決定すればよい。
【００５２】
たとえば、対極２０を用いて測定される電位または電流の値が所定の値に低下したタイミングで材料Ａを水溶液から取り出すものとしてもよい。この場合は、処理時間が所定時間に達した時点ではなく、測定される電位または電流が所定値に達した時点で、処理を終了して材料Ａを水溶液から取り出す。
【００５３】
電位または電流の所定値は以下のように決定する。作用極１０である材料Ａの表面上で沈殿物の堆積が進むと、沈殿物によって形成された皮膜が、溶存酸素の拡散障壁になる。このため、皮膜形成が進むことによって、溶存酸素の拡散限界電流密度が低下する。これを利用して、例えば電位制御している場合には、測定される電流値が、皮膜形成処理の開始時の電流値のたとえば２分の１になった場合に材料Ａを取り出すものとすればよい。また、電流制御している場合には、測定される電位がたとえば水素発生電位まで低下したときに、材料Ａを取り出すものとすればよい。
【００５４】
（試験片を用いたパラメータの設定（２）  材料Ａの皮膜厚さ）
また、皮膜形成処理を行う時間の長さ（図１のステップＳ１４「所定時間」）を決定するにあたっては、試験片を用いて、所定時間ごとに形成される皮膜の厚さ確認して、所望の厚さの皮膜の形成に要する時間を決定すればよい。皮膜の厚さの確認手法としてはたとえば、以下のような手法が考えられる。
【００５５】
まず、皮膜が形成された材料Ａを切断し、元素分析装置を用いて断面方向から酸素の分布を調べる。これによって形成された皮膜の厚さを確認することができる。元素分析装置としては、たとえば、電子線マイクロアナライザ（EPMA:  Electron  Probe  MicroAnalyser）を用いることができる。走査電子顕微鏡（SEM:  Scanning  Electron  Microscope）を用いてもよい。また、断面観察のほか、表面観察によって厚さを確認してもよい。また、皮膜の厚さだけでなく、目的とする化合物が沈殿しているか否かも確認する。なお、第１の実施形態に係る皮膜形成方法により形成される沈殿型の皮膜の場合、十分な防食性能を発揮するためには、約1μm以上の厚さを有することが望ましい。
【００５６】
確認の結果、皮膜の厚さが目標の厚さと異なる場合は、取り出しタイミングとして設定した電流値もしくは電圧値を変更して、再度処理を実行して厚さを確認すればよい。
【００５７】
このようにして所望の皮膜を形成するためのパラメータを設定した上で、図１に示した皮膜形成処理を行うことで、所望の厚さおよび特性を有する皮膜を形成することができる。なお、上記説明から分かるように、図１のステップＳ１４は、設定したパラメータに応じて「測定された電流は所定電流値以下か？」「測定された電位は所定電位以下か？」等の判断ステップに置き換えて実行すればよい。
【００５８】
（第１の実施形態の効果）
上記のように、第１の実施形態に係る皮膜形成方法は、電解質を溶解させた水溶液を準備する準備工程と、水酸化物イオンと結合して耐食性皮膜を形成する第１の材料と、第２の材料とを、水溶液に浸漬する浸漬工程と、第１の材料を作用極とし、第２の材料を対極として、電位または電流を制御して第１の材料にアノード電流とカソード電流とを所定の時間ごとに切り替えて交互に流すことにより、電気化学的に第１の材料上に耐食性皮膜を形成する形成工程と、を含む。このため、設備導入前の材料の状態で、金属材料表面に十分な耐食性を有する皮膜を短時間で形成することができ、設備導入直後から防食性能を発揮し、かつ構造物の外観が変わることがない材料を提供することができる。
【００５９】
また、第１の実施形態に係る皮膜形成方法は、アノード分極とカソード分極を交互に行うため、水酸化物の沈殿物のｐＨ安定領域において安定した皮膜を形成することができる。
【００６０】
また、第１の実施形態に係る皮膜形成方法は、実環境ではなく、制御可能な環境下において防食性の皮膜を生成することにより、皮膜の均一性等の質を制御でき、安定した防食性を有する皮膜を形成することができる。さらに、組成が安定した信頼性の高い皮膜を予め材料表面に形成しておくことができ、材料の長寿命化に寄与することができる。
【００６１】
なお、本実施形態において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１  皮膜形成装置
１０  作用極（材料Ａ）
２０  対極（材料Ｂ）
３０  参照極
４０  ポテンショスタット
【図１】
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【図２】
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【図３】
2016037635.tif 000006
【図４】
2016037635.tif 000007
【図５】
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