電食について

ピッタリとしたカテゴリが見つからないためお許しください。
さかな釣の話から船外機のプロペラの前の小さな鉛の話になりました。
購入した時プロペラをはじめ船の金属部分を守るため「代表して」この鉛が腐食してくれるんだよと教えられましたが、具体的になぜ鉛が変質していくのかわかりやすい解説をいただきたいのですが、、宜しくお願いいたします。

No.1 回答者： kwgm 回答日時： 2005/01/27 21:58

錆びる（酸化する）ためには、電子が失われるなど電気的に不均衡な状態が必要です。

電食により電子が供給されることによって酸化を抑えられるのだと思います。

参考URL：http://www.neji.org/chishiki.files/denshoku1.htm …

No.2 回答者： Ivane 回答日時： 2005/01/28 01:50

こんばんは。

＞プロペラの前の小さな鉛
○これは、鉛ではなく、正しくは「亜鉛（Zn）」の塊です。それを造船工学では「アノードメタル」または「犠牲金属」と呼びます。

●亜鉛（Zn）を鉛（Pb）と勘違いされて考えていませんか？

トタン（鉄に亜鉛メッキ）と同じように、鉄が錆びるより先に亜鉛が錆びるのと同じ原理です。

世界で生産されている船外機の殆どのボディーは「アルミニウム合金」を鋳造して作られます。
もし犠牲金属が鉛（Pb）で出来ていれば、アルミニウム合金のほうがイオン化傾向が小さく、電食を起こします。
鉛は貴金属のイリジウム（Ir）の次あたりにイオン化傾向が小さい金属です。
もし犠牲金属が鉛で出来ていれば、船外機のアルミニウムボディーが電食を受けて、錆びて海水中に解け出します。

ちなみに、海水中で使うアルミニウム合金はイオン化傾向が鉄（Fe）と同じくらいのものが多いんです。

※イオン化傾向・・・下記の左ほど小さい（イオン化しやすい）
亜鉛Zn＞アルミ二ウム合金≒鉄＞水素（H）＞鉛

電食のシステムについては、＃１さんが非常によいURLを提示されてますので、そちらをご参照ください。

No.3 回答者： Ivane 回答日時： 2005/01/28 02:46

＃２の回答の修正です。

○
誤・・・＞もし犠牲金属が鉛（Pb）で出来ていれば、アルミニウム合金のほうがイオン化傾向が小さく
正・・・もし犠牲金属が鉛（Pb）で出来ていれば、アルミニウム合金のほうがイオン化傾向が大きく

○
誤・・・＞※イオン化傾向・・・下記の左ほど小さい（イオン化しやすい）
正・・・※イオン化傾向・・・下記の左ほど大きい（イオン化しやすい）

推敲が足りませんでした。混雑で遅れました。失礼しました。

No.4 回答者： kagakusuki 回答日時： 2005/02/02 09:11

　私も鉛ではなく亜鉛の間違いだと思います。

　但し、アルミニウムのイオン化傾向は、亜鉛よりも高いです。
　この事は、合金にしても同じです。
　ですから亜鉛は、アルミ合金の防食の役には立たないはずです。
　＃２さんは耐食性とイオン化傾向を混同されておられるのではないでしょうか。
　アルミニウム(及びその合金)やステンレス鋼等では、表面のみが酸化して不動態層を形成し、この層が金属がイオンになる事を抑制するために、耐食性が高くなります。
　亜鉛とともに使用しても問題が無いのは、それだけ強固な不動態層を形成しているからではないかと思います。
　では何故亜鉛を使うのかといえば、アルミ合金製とは言っても、ボルト等のように、一部には鉄製の部品も使われています。
　そのような部品に使うには、アルミ合金は強度が低いですし、ステンレス鋼は加工性が悪いので、鉄で済ませた方が設計が楽になる事もあるからです。
　もちろん材料費は鉄の方が格段に安いという事もあります。
　そのような鉄製の部品の防食の為に、亜鉛が使われているのだと思われます。

No.5 ベストアンサー 回答者： Ivane 回答日時： 2005/02/02 19:56

＃４様からご指摘有難うございます。

＞＃２さんは耐食性とイオン化傾向を混同されておられるのではないでしょうか

この場合、「船外機」に使うアルミ二ウム合金の場合、他のアルミニウム合金と合金設計上、違う部分があります。
単なる金属の混合物ではないと言われます。つまり、電食がおきやすい部位に使うアルミ合金は、実質的には金属同士の化合物の状態・・・AlｎM（ｎは任意数、Mは合金金属元素）。つまりは鋳造体一つを、純Al金属結晶とは全く違う振る舞いをする金属の巨大結晶となるように合金設計がなされています。つまり、この「結晶」にイオン化傾向を設定して考えます（ここがややっこしいです・・・各メーカーが合金設計でどのような結合、結晶を生成させるか・・・さらに新しい発想の特許が争われています・・・この経費が船外機を高くする理由です）
ですから、合金は生成の仕方で元素の混合物であるものから、またく化学的に別の金属として振舞うものまで沢山あるのです。

アルミの不導体は海水中の塩素、まして電気的な腐食では十分な｛耐食性｝をしめさないので、それならアルミと他の金属を溶融中に反応させて、他のアルミ合金とは別の電食をしめす金属を作ろうと言う部分で、何処でも苦労しているようですね・・・。しかも使用されている鉄部品とイオン化傾向が同等にする部分も大変なようです。（スクリューは言わずもがなですが）

ステンレスの場合、FeｎCｒｎ（ｎは任意数）、FeｎCｎ（炭素）、FeｎNiｎ（ニッケル）ｎ等の金属炭化物や金属間化合物が同相共存または異相共存している合金（鋼種により程度の差があります）ですね。ステンレスの不銹性の場合、Cｒ不動体が大変有効です。

普通の純アルミボディーの船舶の場合は・・・と言うと、純アルミニウムのボディーに亜鉛を接触させず、舵等の別部品に犠牲金属を装着しなければ、電食を起こします。（この場合は、合金元素よりも船舶の物理的な設計が大変です）ですから、船舶と船外機とは一緒に考えにくい部分があります。

ここいらへんが面倒ですね（^^；

この回答へのお礼

ANo.#5さんのお礼の欄をお借りして皆様に感謝申し上げます。
鉛と亜鉛は同じ物だと間違って考えていました。
普段は釣りのエサや道具の事で話題が盛り上がるのですが、今度はOKWebで仕入れた電食の事で盛り上がりを見せようと思います。
常々「本当に錆びないねーー」と思っていましたがこんな秘密があるとは思っても居ませんでした。ちなみにわたしの船外機の亜鉛板は少し穴が開きかけちょっぴりやせて来た様ですので、時期を見てボート屋で交換しようと思います。みなさま有難うございました。

お礼日時：2005/02/13 07:16