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本研究の成果は1.金属薄膜大気腐食反応のその場重量測定、2.水溶液中における金属薄膜腐食反応のその場重量測定の2つに大別される。
1.大気中における金属薄膜腐食反応のその場重量測定
水晶振動子の共鳴周波数変化から大気中で金属薄膜の腐食による重量変化を自動計測する測定系および恒温槽中で相対湿度および微量腐食性ガス濃度を制御できる大気腐食加速試験装置を作成した。30℃、20ppmのH_2SおよびSO_2を含む空気中に銅薄膜の大気腐食挙動を空気中の相対湿度を変えて調べた。いずれの腐食性ガスにおいても、空気中の相対湿度の上昇とともに腐食速度が急激に増加した。また、空気中の酸素が腐食を加速する結果が得られた。H_2Sにおける銅薄膜の腐食性は高く、初期に直線則、後期に放物線則に従って腐食が進行するが、SO_2ではH_2Sに比べ腐食性が低く、初期から腐食は放物線則に従った。H_2SとH_2Sによるによる腐食挙動の相違は腐食生成物にも反映され、H_2Sでは主に銅硫化物が、SO_2では銅硫酸塩が腐食生成物として同定された。以上の結果より、銅薄膜の大気腐食は表面に形成されるが水膜中での電気化学的機構により進行することが明らかにされた。
2.水溶液中における金属薄膜腐食反応のその場重量測定
水晶振動子が水溶液中で安定に発振するための発振回路の作成および水晶振動子の共鳴周波数変化と電気化学の同時測定系の作成をおこなった。PH8.4のホウ酸塩水溶液中における銅薄膜のアノ-ド酸化にともなう重量変化そ水晶振動子の共鳴周波数変化から追跡すると同時にアノ-ド酸化電流の経時変化を測定した。重量変化と電流変化の比較よりアノ-ド酸化皮膜を通して銅イオンの溶出速度と皮膜成長による皮膜中への酸素イオンのとり込み速度を分離することに成功した。分離した両速度の関係より銅薄膜アノ-ド酸化機構の詳細が明らかにされた。
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