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孔食

1930
Metal sample exhibiting pitting corrosion in a materials science laboratory.

(画像はイメージです)

孔食は、金属に小さな穴、すなわち「ピット」を生じさせる局所的な腐食の一種です。検出、予測、および対策設計が困難であるため、最も破壊的な腐食形態の一つです。孔食は、全体の質量損失がわずかであっても、構造物の壊滅的な破壊を引き起こす可能性があります。

Pitting is an autocatalytic process. It typically initiates at small surface defects, inclusions, or scratches, especially on passive metals like stainless steel or aluminum. The process begins with the local breakdown of the passive film, often triggered by aggressive anions, most notably chloride ([latex]Cl^-[/latex]). Once the film is breached, an active corrosion cell is established. The small area of exposed metal becomes the anode, and the large surrounding passive surface becomes the cathode.

ピット内部では、例えば [latex]Fe \rightarrow Fe^{2+} + 2e^-[/latex] のように金属の溶解が起こります。生成された正の金属イオンは、電荷の中性を保つために溶液中の負の塩化物イオンをピット内に引き寄せます。これにより、[latex]FeCl_2[/latex] などの金属塩化物が生成され、水と加水分解されます。[latex]FeCl_2 + 2H_2O \rightarrow Fe(OH)_2 + 2HCl[/latex] この反応により塩酸が生成され、ピット内部のpHが劇的に低下し、局所的な環境が非常に酸性で腐食性が高くなります。この酸性度​​の上昇は金属の溶解をさらに加速させ、不動態皮膜の再形成を妨げ、ピットがさらに深くなるという自己持続的なサイクルを生み出します。表面は保護されたままなので、内部で発生している深刻な損傷は隠蔽されます。

UNESCO Nomenclature: 3314
材料科学

タイプ

化学プロセス

混乱

実質的な

使用法

広く普及している

前駆物質

  • ステンレス鋼などの不活性金属の発見と利用
  • Understanding of electrochemical cells and passivation
  • 塩化物含有量の多い環境(例:海洋、化学工業)における材料の使用増加

アプリケーション

  • 化学プラントにおける故障解析
  • パイプラインおよび貯蔵タンクの検査手順
  • 海洋環境における材料選定
  • 生体内でのピット形成を回避するための医療用インプラントの設計

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

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関連キーワード:孔食、局部腐食、不動態皮膜、塩化物、ステンレス鋼、自己触媒、故障解析、腐食孔。

歴史的背景

孔食

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1925-01-01
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(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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