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アルミニウムについて調べています。
どうやって調べても次のことがわかりません。
以下の3点教えてください。よろしくお願いします。

アルミニウムの表面にはなぜ被膜が出てしまうのか

その被膜を取る方法にはどのような方法があるか

被膜の発生は防止できないか

A 回答 (3件)

金属は多くの場合酸化物を還元して作られています。

つまりそんなに安定な物質ではなく、大気中で容易に酸化(腐食)して、また酸化物に戻ろうとします。

通常、金属は表面から酸化(腐食)されていき、酸化物の脱落等を繰り返しながらどんどん内部へ進行していきます。しかし、酸化物のできかたの違いで、緻密な酸化物で全表面が覆われそれ以上酸化が進行しない種類の金属があります。その金属とはAl、Ti、Ta、V、Nb等で、これらはバルブメタルと呼ばれ、いわゆる陽極酸化被膜を生成します。

アルマイトはこれを利用したAlの防触技術です。

酸素が存在する雰囲気中では自然酸化被膜がすぐできてしまいますから、これを防止するには被膜除去後無酸素状態にしなければいけません。
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>詳しくお


との事ですが.分量が多いので.私には難しいです。
というのは.表面酸化皮膜生成は.温度.エネルギーバンド(不純物).結晶構造とりゅうかいの問題があって.簡単には説明できません。どれひとつとっても本1冊かけます。それだけの文才はありません。

皮膜を取る方法としては.表面を覆っている皮膜ときしつとの間の結合を破壊するだけのエネルギーを与えれば良いわけで.与える方法として.放電.化学薬品による溶解(直後にOH皮膜が生成しますが).物理的に破壊する方法を挙げました。それぞれ目的が異なります。どのように使うか.どのように避けるか.の問題がありまして.業界によって大きく変化します。一例として.コンデンサーメーカーでは放電による酸化皮膜破壊を嫌います。しかし.溶接関係では放電による除去を促進します。両者は細かくみれば表面の「酸化皮膜」の状態が異なり.一概にまとめるわけには行きません。

酸化皮膜精製を防く方法は簡単に言えば.反応する「酸素」をのぞくという方法です。しかし.これは業界で大きく具体的内容が変化します。溶接業界では.多少機材のアルミを燃し閉ざされた空間を使って酸素ときしつとの接触を断ちます。コンデンサー関係では.酸素のない環境を作ります。アルミ琺瑯関係では.表面に釉薬という酸素を通貨しないぶしつで多います。腐食暴食鍍金関係では有機物による皮膜を表面につけて酸化皮膜の精製を防ぐ場合と.ある程度の厚さの酸化皮膜を作って.「目に見えるような酸化皮膜」の生成を押さえます。この作られる酸化皮膜を破壊するのが.物理研磨であり.包丁等でアルミなべをこすると破壊されます。
業界によって方法はバラバラであり.詳しく説明することは容易ではありません。少なくとも各業界で本1冊が書けます。私にはそれだけの文才がありません。
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エネルギー3法則による



真空放電・酸洗い・物理研磨・...

酸素をのぞけば簡単です。

この回答への補足

もう少し詳しくお願いできますか?

補足日時:2004/03/23 17:05
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傷ができたとき、瞬時に酸化皮膜(酸化アルミ)ができ、
それ以上反応が進まなくなるからです。
酸化アルミは透明な物質なので見かけ上はわかりません。
酸化アルミは非常に安定している物質なので腐食が起こりにくいのです。
ちょうど鉄棒の表面に黒さびをあらかじめつけておくのと同じ原理です。

アルミが腐食する理由としては、油や汚れなどが付着して
酸化皮膜ができる前に他の反応が起こった場合です。
つまり反応性の高いものが近くになく、いつもきれいにして空気に触れていれば
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教えて下さい。

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だとしたら、どうして1円玉は白く錆びるのに、アルミホイルは
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逆に、ピカピカの1円玉はたまにしか見る事ができません。
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アルミホイルの表面も1円玉同様に錆びて、酸化アルミニュウムと
なり、その錆びの厚みが薄いので目立たないだけでしょうか?

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> アルミホイルは保管しただけで、酸化アルミが取れ、不揃いな酸化アルミで
> 白くなるというのは、まだ納得できません。

えっと、ご質問者さんは、大きな勘違いをされています。ご質問者さんに回答する人は同じ人ではありません。ある人が書いた内容を、別の回答者が「正しい」と思っているとは限りませんよ。
回答をした当人以外に、あたかもその人が書いた内容のように再質問されても困るだけなんですが。

アルミ箔の鏡なようにみえる面も酸化アルミに覆われています。
アルミニウムが裸で酸素に触れると燃えます。出だしに熱は必要ですが、かなり反応性は高い金属です。
アルミ箔は、安定していますよね。熱して燃える、ということはありませんし、放置して反応が進むということもありません。
なので、放置して何もない環境で、鏡面が曇るということはありません。

白く見えるアルミニウムと鏡のように見えるアルミニウムの違いは、酸化アルミの有無ではなく、表面が荒れているかどうかの違いです。
酸化アルミの被膜を破るような条件がない限り、表面が荒れるということはありません。

ちなみに、スチールウールをガスレンジの炎にかざすと燃えます。アルミ箔はどうなるでしょう?
アルミニウムの本来の酸素との反応性は、爆薬にも使われるくらいの激しいモノです。
アルミニウムは、酸素のある環境では必ず酸化アルミの被膜で覆われていないと燃えてしまいます。その反応が激しく、酸化アルミで酸素と触れないようにアルミニウムの金属を覆うのにもし間に合わないと、スチールウールのように燃えるのではなく、爆発的に反応すると思います。この辺は、マグネシウムの燃焼を見てみると良いかも。

> アルミホイルは保管しただけで、酸化アルミが取れ、不揃いな酸化アルミで
> 白くなるというのは、まだ納得できません。

えっと、ご質問者さんは、大きな勘違いをされています。ご質問者さんに回答する人は同じ人ではありません。ある人が書いた内容を、別の回答者が「正しい」と思っているとは限りませんよ。
回答をした当人以外に、あたかもその人が書いた内容のように再質問されても困るだけなんですが。

アルミ箔の鏡なようにみえる面も酸化アルミに覆われています。
アルミニウムが裸で酸素に触...続きを読む

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Q酸化アルミニウムと水酸化ナトリウムの反応について詳しく教えていただけませんか?

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両性酸化物である酸化アルミニウムと水酸化ナトリウムの反応式として
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②3O(2-) + 3H2O → 6OH(-)
③Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4]

が与えられたのですが、なぜ水酸化ナトリウムとの反応でなくてはならないのかという点で、この反応の本質が分かりません。

②式で酸素イオンがH2Oから電子を奪い倍の物質量の水酸化物イオンが生成していますが、この反応は一般に酸化物の酸素イオンと水との反応ですよね?
だとすればこの反応式全体は酸化アルミニウムと水との反応となって、生成した水酸化物イオンと余ったアルミニウムイオンによって錯イオンが形成されるという反応になるのではないのかと思ったのです。

この反応の意図といいますか、本質的なところはどこにあるのでしょうか
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ところで酸化アルミニウムは水中で電離しますか?
この点も関係しているのでしょうか…?

どうかよろしくお願いします。

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両性酸化物である酸化アルミニウムと水酸化ナトリウムの反応式として
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②3O(2-) + 3H2O → 6OH(-)
③Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4]

が与えられたのですが、なぜ水酸化ナトリウムとの反応でなくてはならないのかという点で、この反応の本質が分かりません。

②式で酸素イオンがH2Oから電子を奪い倍の物質量の水酸化物イオンが生成していますが、この反応は一般に酸化物の酸素イオンと水との反応ですよね?
だとすればこの反応式全体は酸化アルミニ...続きを読む

Aベストアンサー

アルミニウムは中性の水中では表面に酸化アルミニウムの不働態皮膜を形成して腐食は進行しません。
ただしpHの影響を受け、酸性領域や塩基性領域では酸化皮膜が壊されて腐食が進行します。
この場合は塩基領域ですが、水酸化ナトリウムのような強塩基の場合、
①の反応が起こりアルミは水溶液に溶けてしまいます。
表面の酸化アルミニウムは、
③の反応でNa[Al(OH)4]になりますがこの物質は強塩基水溶液中に存在していて固体として単離は難しいです。

①②③は、酸化アルミニウムの強塩基(水酸化ナトリウム)溶液中での性質を表したものです。

Q波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式は?

波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式を知っていたら是非とも教えて欲しいのですが。
どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

No1 の回答の式より
 E = hc/λ[J]
   = hc/eλ[eV]
となります。
波長が nm 単位なら E = hc×10^9/eλ です。
あとは、
 h = 6.626*10^-34[J・s]
 e = 1.602*10^-19[C]
 c = 2.998*10^8[m/s]
などの値より、
 E≒1240/λ[eV]
となります。

>例えば540nmでは2.33eVになると論文には書いてあるのですが
>合っているのでしょうか?
λに 540[nm] を代入すると
 E = 1240/540 = 2.30[eV]
でちょっとずれてます。
式はあっているはずです。

Qエクセルで計算すると2.43E-19などと表示される。Eとは何ですか?

よろしくお願いします。
エクセルの回帰分析をすると有意水準で2.43E-19などと表示されますが
Eとは何でしょうか?

また、回帰分析の数字の意味が良く分からないのですが、
皆さんは独学されましたか?それとも講座などをうけたのでしょうか?

回帰分析でR2(決定係数)しかみていないのですが
どうすれば回帰分析が分かるようになるのでしょうか?
本を読んだのですがいまいち難しくて分かりません。
教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるための指数表記のことですよ。
・よって、『2.43E-19』とは?
 2.43×1/(10の19乗)で、
 2.43×1/10000000000000000000となり、
 2.43×0.0000000000000000001だから、
 0.000000000000000000243という数値を意味します。

補足:
・E+数値は 10、100、1000 という大きい数を表します。
・E-数値は 0.1、0.01、0.001 という小さい数を表します。
・数学では『2.43×10』の次に、小さい数字で上に『19』と表示します。→http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%87%E6%95%B0%E8%A1%A8%E8%A8%98
・最後に『回帰分析』とは何?下の『参考URL』をどうぞ。→『数学』カテゴリで質問してみては?

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%9E%E5%B8%B0%E5%88%86%E6%9E%90

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるた...続きを読む

Q酸洗いによる酸化皮膜の除去

熱処理で酸化皮膜の除去に濃度調整をした塩酸を使用しています。
塩酸で酸化皮膜を除去したあとはなんの皮膜もない状態なのでしょうか?
それとも酸化ではない○化によって別の皮膜ができるのでしょうか?
※酸洗いするとさびるので黒さびではなく赤さびができるということなのでしょうか?
技術的なことには詳しくないのですが、教えてください。
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

熱処理後の酸化皮膜除去の方法を調べていたら
たまたまこの質問が検索にかかりました。

トイレ掃除のサンポールを錆取に使ったりしますが、
洗浄後放置すると直ぐに赤錆が出ます。
サンポールも塩酸です。

酸化皮膜が塩酸で除去できれば、その後は何も無い状態だと思いますので
赤錆が出ると思います。
リン酸だと錆びにくいようですね。

この手の質問は、「技術の森」で質問すると良いですよ。

QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む


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