アルミニウムはどこにでもある。自動車、飛行機、スマートフォン、そしてソーダ缶にもアルミニウムが使われている。アルミニウムは軽くて丈夫なので、人々はアルミニウムを信頼している。多くの人が知りたがっている：アルミニウムは錆びるのか？もし錆びなくても腐食するのでしょうか？この謎を解き明かしましょう。
アルミニウムが環境にさらされるとどうなるのか知りたい方は、このまま読み進めてください。アルミニウムの腐食の真相は、多くの人が考えている以上に興味深いものです。
アルミニウムとは？
アルミニウムは軽い銀白色の金属で、地殻から生まれます。地球上で酸素とケイ素に次いで3番目に多い元素である。自然界では、アルミニウムは光り輝く金属としては現れません。その代わりに、主にボーキサイトと呼ばれる鉱石の一種である岩石や鉱物の中に含まれています。
貴重なアルミニウムを作るために、工場ではまずボーキサイトをアルミナと呼ばれる白い粉末にする。その後、純粋なアルミニウムを得るために電気分解と呼ばれるプロセスを使用する。このプロセスでは、電気を使ってアルミニウムと酸素を分離します。その結果、軽くて成形しやすく、多くの産業で価値のある金属ができるのです。
ほとんどの場合、アルミニウムは単独では使用されません。銅、マグネシウム、シリコン、亜鉛など、少量の他の金属と混合される。これらの添加元素がアルミニウムをより強くします。最終的な混合物はアルミニウム合金として知られています。
アルミニウムは錆びるのか？
多くの人が錆と腐食を混同している。錆は、鉄や鋼に影響を及ぼす特定のタイプの腐食である。アルミニウムは鉄を含まないため錆びません。しかし、だからといって環境に影響されないわけではありません。
アルミニウムと酸素の反応
アルミニウムが空気中の酸素と出会うと、化学反応が始まる。金属の表面は酸素と反応し、酸化アルミニウムの薄い層を形成する。この層の厚さはわずか数ナノメートルだが、非常に強く安定している。
酸化は通常、金属を弱くする。しかしアルミニウムの場合、酸化は逆に作用する。酸化アルミニウムの層は表面にしっかりと張り付いている。錆のように剥がれ落ちることはありません。その代わりに、空気や水分の侵入を防ぐ密閉状態を作り出します。これにより、その下のアルミニウムをさらなるダメージから守ることができるのです。
アルミニウムはなぜ鉄のように錆びないのか？
錆は、鉄が酸素と水の両方と反応することで形成される。酸化鉄は弱く、砕けやすい。錆が剥がれ落ちると、その下に新しい金属が露出する。その新しい金属が錆び、このサイクルが繰り返される。時間の経過とともに、錆は金属を蝕んでいく。
アルミニウムは違う。酸化皮膜は剥がれ落ちない。酸化皮膜はその場に留まり、金属を密閉し、シールドする。たとえ傷がついても、露出した表面に再び酸化皮膜が形成されます。この自己修復特性により、アルミニウムは非常に安定しているのです。
アルミニウムと鉄の腐食を比較する
鉄の腐食は活発で破壊的である。いったん腐食が始まると、広がり、部品を弱くします。多くの場合、損傷を遅らせるために塗装やコーティングが必要となる。
アルミニウムの腐食は、起こるとしてもずっと遅い。ほとんどの場合、酸化皮膜がアルミニウムを保護するのに十分です。塩水や酸性の空気のような過酷な環境でのみ、アルミニウムは特別な保護を必要とします。
アルミニウム腐食の一般的な原因
アルミニウムは他の多くの金属よりも腐食に強い。しかし、不適切な条件下では、やはり壊れることがあります。腐食の原因は、環境、暴露、使用されているアルミニウムの種類によって異なります。
水分と酸素
アルミニウムは空気中の酸素と素早く反応する。この反応によって薄い酸化アルミニウム層が形成される。この層が表面を保護します。しかし、水分があると、この層は時間とともに弱くなります。水分が表面に留まると、小さな点から腐食が始まることがあります。時間の経過とともに、これは孔食につながる可能性があります。
塩分と塩化物への暴露
塩はアルミニウムにとって最も有害な要素のひとつです。酸化皮膜を破壊してしまうのです。そのため、海の近くや道路に塩がある場所では、アルミニウムの腐食が早く進みます。塩水は表面に深いピットを形成します。このダメージは外観と性能の両方に影響を及ぼします。
酸とアルカリ
強酸や強アルカリはアルミニウムを攻撃します。これらの物質は酸化皮膜を除去し、母材を露出した状態にします。このような状態になると、アルミニウムの腐食が早まります。酸性雨、工業用ガス、刺激の強い洗浄剤などはすべて、その役割を果たす可能性があります。
異種金属接触（ガルバニック腐食）
アルミニウムが他の金属に触れ、両者が濡れていると、反応が始まることがあります。これはガルバニック腐食と呼ばれます。反応性の高い方の金属（多くの場合アルミニウム）が先に壊れ始めます。これは通常 ファスナー継ぎ手、または混合材アセンブリ。
高湿度または汚染された空気
湿度の高い地域では、アルミニウムの表面は濡れた状態が長く続きます。そのため、腐食が始まるまでの時間が長くなります。汚染された空気には、硫黄化合物や窒素化合物のような化学物質が含まれていることがよくあります。これらの化学物質は表面に酸性の水分を作り出し、酸化皮膜にダメージを与えます。
コーティングまたは表面仕上げ不良
塗料またはコーティング はアルミニウムを環境から保護します。しかし、その層が薄かったり、ひびが入っていたり、摩耗していたりすると、水や化学物質が表面に到達してしまいます。ひとたび保護が機能しなくなると、腐食はその下から始まり、広がっていきます。
腐食を防ぐためのメンテナンス
アルミニウムは長持ちしますが、適切なお手入れをすればさらに長持ちします。以下の簡単な手順に従って、腐食を防ぎましょう。
定期クリーニング
ほこり、汚れ、塩分は表面に水分を保持し、腐食の原因となります。アルミニウム部品は、マイルドな石鹸と水でこまめに洗浄してください。柔らかい布やスポンジで拭いてください。スチール製のブラシやざらざらしたパッドは、表面に傷をつける可能性があるため、使用しないでください。
沿岸部や工業地帯では、部品をきれいな水で頻繁にすすいでください。こうすることで、塩分や化学物質が蓄積してダメージを与える前に取り除くことができます。
ドライストレージ
アルミニウム部品は、乾燥した、風通しの良い場所に保管してください。水をため込むような方法で積み重ねないようにしてください。可能であれば、部品は少し斜めに保管し、水が流れるようにします。風通しが良いと表面が乾燥し、腐食の可能性が低くなります。
金属接触を避ける
アルミニウムが鉄や銅などの他の金属に触れると、腐食が始まることがあります。これをガルバニック腐食と呼びます。これを防ぐには、プラスチックのスペーサー、ゴムパッド、絶縁コーティングを使用します。これらの素材は金属間の電気的接続を遮断し、損傷のリスクを低減します。
保護コーティング
荒れた環境では、保護層を追加することが有効です。クリア・シーラント、ペイント、あるいは 陽極酸化処理 腐食に対する耐性を高める。これらの層は、水分や空気が金属に到達するのを防ぎます。部品の使用場所や使用方法に応じて、適切なコーティングを選択してください。
定期点検
時々アルミニウム部品をよく見てください。色の変化、シミ、小さな穴がないか見てください。これらは腐食の初期症状かもしれません。問題を早期に発見することで、悪化する前に修理することが容易になります。
結論
アルミニウムは鉄を含まないため錆びない。その代わり、薄い酸化皮膜を形成し、さらなる損傷からアルミニウムを保護します。この天然のバリアにより、アルミニウムはほとんどの環境で腐食に非常に強くなっています。しかし、海水や酸性の空気、異種金属との接触などの過酷な環境では、アルミニウムは時間とともに腐食する可能性があります。
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よくあるご質問
アルミニウムは水で錆びるのか？
いいえ、アルミニウムは鉄を含まないため、水の中で錆びることはありません。しかし、長時間水にさらされた場合、特に塩分の多い水や酸を含む水では腐食する可能性があります。酸化アルミニウムの層はある程度アルミニウムを保護しますが、淀んだ水や攻撃的な水では、腐食が徐々に進行する可能性があります。
アルミニウムは海水で使用できますか？
はい、しかし注意が必要です。アルミニウムは海洋環境で使用されますが、海水は時間の経過とともに孔食を引き起こす可能性があります。5052や5083のような海洋グレードのアルミニウム合金は、このような条件下でより優れた性能を発揮します。保護コーティング、真水での定期的な洗浄、適切な設計は、長期的な耐久性を向上させるのに役立ちます。
アルミニウムの白さびとは？
白錆は実際の錆ではありません。腐食の一種で、アルミニウムの表面にチョーク状の白い付着物として現れます。通常、アルミニウムが湿気の多い風通しの悪い場所に保管されたり、ラップの下に閉じ込められたりすると発生します。見た目は悪いですが、多くの場合表面だけに影響し、きれいに落とすことができます。
屋外でのアルミの寿命は？
アルミニウムは、特に適切にメンテナンスされていれば、屋外でも何十年も長持ちします。乾燥した気候や温暖な気候では、天然の酸化皮膜がアルミニウムを保護します。沿岸部や工業地帯では、コーティングや陽極酸化処理などの特別な処理を施さない限り、寿命は短くなるかもしれません。
陽極酸化アルミニウムは錆びない？
そもそもアルミニウムは錆びないので、アルマイト加工は錆びません。しかし、アルマイト処理は酸化皮膜を厚くし、アルミニウムをより硬く、より耐食性に優れたものにします。特別な保護が必要な過酷な環境には良い選択肢です。
ケビン・リー
レーザー切断、曲げ加工、溶接、表面処理技術を専門とし、板金加工において10年以上の実務経験があります。シェンゲンのテクニカルディレクターとして、複雑な製造上の課題を解決し、各プロジェクトにおける革新と品質の向上に尽力しています。
