金属腐食 書籍

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出版物

この1冊で 『腐食』 を攻略!

<実践>金属腐食ガイドブック

〜具体的な適用・実地例からみる劣化要因と防食ノウハウ〜

発刊・体裁・価格

発刊  2008年2月  定価  65,000円 + 税
体裁  B5判 416ページ  ISBN 978-4-901677-98-1  詳細、申込方法はこちらを参照
→配布用PDFパンフレットを見る

 



★実務必須★
『 避けて通れない 』 金属腐食 〜その対応策・防食方法とは?

    ⇒手元に置いておけば、必ず役に立つ1冊です!!

腐食の特徴、原因・材料の腐食特性、解析例を集めた【基礎編】から、試験評価、調査解析、防食、信頼性評価試験、腐食への対応策など、実例と共に掲載した【実務編】まで、幅広い分野に渡って網羅!!

<実例からみる腐食損傷の評価と事前策とは?>
■化学プラント:設備構成、使用材料、腐食形態と腐食モニタリング、高温環境における腐食、冷却環境水からの応力腐食割れ、プロセス環境からの劣化・損傷、微生物腐食 etc

■めっき・塗装:防食めっき〜犠牲防食型めっき、バリヤ型耐食性めっき、Zn系合金めっき・マグネシウム合金へのめっき、鉛・クロムフリーさび止め など 防食塗料の最新動向 etc

■導電性高分子:ポリアニリンによる鉄鋼材料の防食、孔食が 存在する/しない 場合の防食機構 etc

■光触媒:鉄クロム合金めっきへの適用例・試料作成方法、耐食性試験

■鉛フリーはんだ付継手:実装基板上の損傷、ガス腐食、はんだの電気化学的特性 etc

■チップ抵抗器:厚膜抵抗器の実装後の樹脂封止、薄膜/金属板抵抗器 etc

■プリント配線板:表面処理剤の種類、はんだづけ特性、処理方法 etc

■缶詰:金属容器用【金属/有機】材料 〜スチール、アルミニウム、樹脂フィルム・・・、金属用品の製品化フロー、腐食電位/分極曲線の測定例 etc

■工業触媒:【劣化対策】触媒毒/凝集防止/シンターリング/金属の溶出、金属の粒子サイズ、合金化触媒 etc

<具体例より知る腐食の要因とは?>
  【すきま腐食】 〜ボルト/ナットのすきま・溶接部 他、特殊なケース etc・・・
    環境条件、材質、構造の変更による対策や電気防食の採用など

  【異種金属接触腐食】 〜電気化学的機構から防止法まで
    腐食電位列、めっき皮膜、犠牲アノード部材の設置、カソード部材の耐食など

  他、【水素脆化】【イオンマイグレーション】なども掲載!

<環境モニタリング/測定と評価>
  【どのような腐食性ガスに影響を受けるのか?】
    二酸化硫黄、硫化水素、窒素化合物、塩素、アンモニア、オゾン

  【大気腐食の測定・評価法は?】
    腐食挙動のモニタリング、環境因子のモニタリング、
    インピーダンス法、電位差法、直接観察法 ・・・など
    クラス分けと環境区分は?塩分による汚損度の区分は?

<信頼性評価試験も掲載!>
    【コネクタ接続部】【半導体デバイス】【プリント基板の断線】の例や、
    加速種類と試験例、洗浄による腐食対策と延命化など

・・・他、多数の内容を集めた、他書より一歩、抜きん出る1冊!

執筆者一覧(敬称略)

●原 信義(東北大学) ●藤井 哲雄((有)コロージョンテック)
●宮本 博之(同志社大学) ●野田 和彦(芝浦工業大学)
●半田隆夫(東日本電信電話(株)) ●篠原 正((独)物質・材料研究機構)
●幸 英昭(住友金属工業(株)) ●三浦健蔵((株)三造試験センター)
●高林 純一(高林技術士事務所) ●高谷 泰之(兵庫県立工業技術センター)
●吉原 佐知雄(宇都宮大学) ●小林 征男(小林技術士事務所)
●安達 健二((株)東芝) ●篠田修和(JFEテクノリサーチ(株))
●福山 誠司((独)産業技術総合研究所) ●日野 実(岡山県工業技術センター)
●村上 弘明(岡山県工業技術センター) ●竹本 正(大阪大学)
●平尾 浩彦(四国化成工業(株)) ●塚田虎之(ローム(株))
●中津 美智代(福井県工業技術センター) ●中原 正大(旭化成エンジニアリング(株))
●鈴木 幸雄(東洋製罐(株)) ●宮澤正純(三菱化学(株))
●室井城(エヌ・イーケムキャット(株)) ●中森正治((株)高温腐食・防食テクノサーチ)
●増田 道弘((株)トウペ) ●小野寺 誠一(ソニー(株))

目次


【基礎編】

第1章 金属の腐食の基礎
 1.湿食
  1.1 湿食の機構
    1.1.1 水溶液腐食の局部電池モデル
    1.1.2 水溶液腐食反応の熱力学
    1.1.3 水溶液腐食反応の速度論
    1.1.4不働態
  1.2 環境因子
  1.3 材料因子
 2.乾食
  2.1 乾食の機構
    2.1.1 金属の高温酸化の熱力学
    2.1.2 高温酸化反応の速度論
    2.1.3 合金の酸化
  2.2 環境因子
    2.2.1 H2S,SO2環境
    2.2.2 Cl2環境
    2.2.3 CO/CO2,CH4環境
    2.2.4 N2環境
    2.2.5 H2およびNH3環境
    2.2.6 その他の環境
  2.3 材料因子


第2章 腐食の特徴・原因とその実例
 1.全面腐食
 2.局部腐食の概念
  2.1 孔食(Pitting Corrosion)
    2.1.1 ステンレス鋼
    2.1.2 銅管の孔食
    2.1.3 炭素鋼や亜鉛めっき鋼管の孔食
  2.2 すきま腐食(Crevice Corrosion)
  2.3 粒界腐食(Grain Boundary Corrosion)
  2.4 応力腐食割れ(Stress Corrosion Cracking、SCC)
    2.4.1 ステンレス鋼のSCC
    2.4.2 時期割れ(Season cracking)
    2.4.4 腐食疲労(CF)
  2.5 エロージョン・コロージョン(Erosion-Corrosion)
  2.6 成分腐食(Dealloying)
    2.6.1 脱亜鉛腐食(Dezincification)
    2.6.2 黒鉛化腐食(Graphitic Corrosion)
  2.7 溝状腐食(Grooving)
  2.8 異種金属接触腐食( Galvanic Corrosion)
  2.9 迷走電流腐食(Stray current Corrosion)
  2.10 マクロセル腐食(Macro-cell Corrosion)
  2.11 炭酸腐食 (Carbonic Acid Corrosion)
  2.12 蟻の巣状腐食
  2.13 微生物腐食(MIC)
  2.14 亜鉛めっき鋼の極性逆転
  2.15 硫酸露点腐食
 3.高温における腐食
  3.1 酸化
  3.2 硫化
  3.3 浸炭
  3.4 水素侵食
  3.4 バナジウムアタック


第3章 金属材料の腐食特性
 1.腐食反応と温度の関係
  1.1 活性化分極と温度
  1.2 濃度分極と温度の関係
  1.3 ステンレス鋼の孔食、すきま腐食と温度の関係
 2.相対湿度と腐食特性
 3.金属表面の粗さ・傷による腐食
 4.実用耐食材料の腐食特性の考え方
  4.1 腐食電池列
  4.2 ステンレス鋼 
  4.3 アルミニウムおよびアルミニウム合金
  4.4 銅と銅合金
  4.5 ニッケルとその合金
  4.6 チタンとチタン合金


第4章 腐食反応に関わる解析例
 1.腐食反応の電気化学
  1.1 電気化学の腐食解析能
  1.2 アノード反応とカソード反応
 2.腐食の熱力学に関する計算 〜電位−pH図の作成と利用〜
  2.1 標準電極電位
  2.2 電位-pH図
 3.腐食の速度論に関する計算
  3.1 反応速度に関する電流解析
  3.2 非定常状態
 4.金属劣化推定のための電気化学的測定
  4.1 放電律速と拡散律速
  4.2 秤量法
  4.3 ターフェル外挿法
  4.4 分極抵抗法
  4.5 交流インピーダンス法
  4.6 反応機構の解明
 5.金属局部腐食の評価
  5.1 局部腐食評価のパラメータ
  5.2 金属劣化と局部腐食
 6.表面観察による金属腐食解析
  6.1 表面の電位測定による大気腐食性評価
  6.2 表面pH分布測定による解析


【実務編】

第1章 電子・電気機器を実例とした電子材料・部品の腐食劣化要因及び対策
 1.電子材料・部品の腐食の特徴(腐食劣化機構)
 2.材料の違いによる腐食の度合い
 3.環境による腐食への影響
  3.1 生活環境
  3.2 硫害
  3.3 塩害
 4.金属接点の腐食と接触不良対策
  4.1 汎用装置における接触部品の腐食
  4.2 通信設備における端子部品の腐食
  4.3 金属導体接続部の絶縁不良対策


第2章 腐食試験と試験後の各種評価事例

第1節 腐食試験法と耐食性の評価
 1.腐食試験の種類・目的とその適用時の留意点
  1.1 腐食試験の目的
  1.2 腐食試験の留意点
 2.耐食性評価のための各種実験室的腐食試験法
  2.1 全面腐食試験
    2.1.1 試験片
    2.1.2 試験溶液
    2.1.3 試験時間
  2.2 孔食試験
    2.2.1 ステンレス鋼の塩化第二鉄腐食試験方法(JIS G 0578)
    2.2.2 ステンレス鋼の孔食電位測定方法(JIS G 0577)
  2.3 隙間腐食試験
    2.3.1 塩化第二鉄溶液浸漬試験法
    2.3.2 微生物腐食模擬隙間腐食試験法
    2.3.3 ステンレス鋼の腐食隙間の再不動態化電位測定法(JIS G 0591)
  2.4 粒界腐食試験
  2.5 粒界腐食試験
    2.5.1 ステンレス鋼のしゅう酸エッチング試験方法(JIS G 0571)
    2.5.2 ステンレス鋼の硫酸・硫酸銅腐食試験方法(JIS G 0575)(Strauss試験)
    2.5.3 ステンレス鋼の65%硝酸腐食試験方法(JIS G 0573)(Huey試験)
    2.5.4 ステンレス鋼の硫酸・硫酸第2鉄腐食試験方法(JIS G 0572)(Streicher試験)
    2.5.5 ステンレス鋼の電気化学的再活性化率の測定方法(JIS G 0580)(EPR法)
  2.6 応力腐食割れ試験
    2.6.1 定歪法
    2.6.2 定荷重法(定負荷法)
    2.6.3 SSRT試験法
    2.6.4 破壊力学的試験方法
  2.7 異種金属接触腐食試験
    2.7.1 浸漬試験法
    2.7.2 ガルバニック電流の測定試験方法
 3.パイロットプラント試験 
 4.実地試験

第2節 腐食損傷部材の調査解析I
 1.腐食損傷と調査
  1.1 腐食損傷
  1.2 損傷部材の調査
 2.腐食損傷事例の調査解析
  2.1 スタットボルトの折損/ 腐食疲労
  2.2 高温酸化(SUS310S、Fe-20Cr-5Al)

第3節 腐食損傷部材の調査解析II
 1.目標と期限の設定
 2.関連情報の収集
 3.事故機器の予備的現地調査
 4.腐食原因の予測と調査計画の立案
  4.1 腐食原因の予測
  4.2 調査計画の立案
 5.現地での試料採取
 6.試料の分析
  6.1 外観観察
  6.2 材質の確認
  6.3 金属組織等のミクロ組織
  6.4 硬さ測定
  6.5 破面の観察
  6.6 分析機器の利用
    6.6.1 はじめに
    6.6.2 X線回折法(XRD)
    6.6.3 走査電子顕微鏡(SEM)
    6.6.4 X線マイクロアナリシス(XMA,EPMA)
    6.6.5 X線光電子分光法(XPS,ESCA)
    6.6.6 オージェ電子分光法(AES)
    6.6.7 二次イオン質量分析法(SIMS,IMA, IMMA)
 7.再現腐食試験
 8.再発防止策の立案

第4節 金属腐食の電気化学測定法
 1.腐食電位(Corrosion potential,Open-circuit potential)
 2.定電位,定電流法(Potentiostatic.Galvanostatic method)
 3.電位走査法 (Potentiodynamic polarization)
  3.1 分極曲線 (Polarization curve)
  3.2 孔食電位の測定
  3.3 ターフェル直線 (Tafel plot)
  3.4 分極抵抗 (Polarization resistance )
  3.5 電気化学的再活性化率の測定(EPR法:Electrochemical potentiokinetic reactivation ratio measurement)
 4.電気化学インピーダンス法 (Electrochemical impedance spectroscopy )
 5.腐食質量減の測定 
 6.異種金属のカップリング電流

第5節 大気腐食環境の測定・評価
 1.大気腐食における水の役割
  1.1水膜の組成と厚さにおよぼす付着園と相対湿度の影響
  1.2腐食速度(CR)と水膜厚さ(d)の関係
 2.大気腐食の測定法・評価法
  2.1 腐食挙動のモニタリング
    2.1.1 ACM(Atmospheric Corrosion Monitor)型腐食センサ
    2.1.2 インピーダンス方法
    2.1.3 ケルビン(Kelvin)プローブ
    2.1.4 電位差法
    2.1.5 QCM(Quartz Cryatal Microbalance
    2.1.6 直接観察法
  2.2 環境因子のモニタリング
    2.2.1 気象因子
    2.2.2 付着物
  2.3 ACMセンサによる環境腐食性の評価5,9)
    2.3.1 ぬれ時間
    2.3.2 海塩付着量


第3章 防食対策 〜実例と留意点〜

第1節 流れによる腐食損傷と防止対策
 1.エロージョンコロージョンと防止対策
  1.1 エロージョンコロージョン
    1.1.1 給水管内のエロージョンコロージョン
    1.1.2 損傷防止対策
  1.2 蒸気タービン動翼におけるエロージョン

第2節 環境条件による防食
 1.硫酸露点腐食と防止対策
  1.1 硫酸露点腐食
  1.2 硫酸露点腐食の防止
 2.水分混入による腐食と防止対策
  2.1 水分混入による腐食
  2.2 水分混入による腐食の防止

第3節 塗装による防食
 1.塗膜の防食機能
  1.1 遮断機能
  1.2 腐食抑制機能
  1.3 密着機能
 2.塗装システムと耐久性
 3.塗装による防食設計と留意点
 4.最近の防食塗料の動向
  4.1 鉛・クロムフリーさび止めペイント
  4.2 鋼道路橋塗装・防食便覧の環境配慮型塗装システム
  4.3 全水系防食塗装システム

第4節 光触媒による防食 −鉄クロム合金めっきへの適用例を中心に−
 1.方法
  1.1 試料作製方法
  1.2 耐食性試験
 2.結果と考察

第5節 導電性高分子による防食
 1.導電性高分子の種類と特徴
  1.1 導電性高分子の種類
  1.2 導電性高分子の特徴
 2.ポリアニリンによる鉄鋼材料の防食
  2.2 エメラルディン塩を含有したアクリル塗料の調整
  2.3 腐食試験
 3.導電性高分子による防食機構
  3.1 不働態の組成
  3.2 防食機構
    3.2.1 ケース1:通常(孔食が存在しない)の防食機構
    3.2.2 ケース2:孔食が存在する場合の防食機構


第4章 電子部品の信頼性評価試験
 1.使用環境と加速試験の考え方
  1.1 使用環境の調査
  1.2 保全性
  1.3 信頼性評価試験
    1.3.1 電子機器の寿命評価の特徴
    1.3.2 プリント基板・部品の寿命と故障モード
  1.4 加速試験の考え方
  1.5 環境加速試験の方法
 2.信頼性加速試験の種類と試験例
  2.1 加速試験の種類
  2.2 加速試験例
 3.環境に起因した部品故障
  3.1 半導体デバイスの場合
  3.2 プリント基板の断線
  3.3 コネクタ接触部の腐食
 4.環境モニタリングと環境評価方法
  4.1 腐食性ガスによる影響
    4.1.1 腐食性ガスの種類
    4.1.2 二酸化硫黄(SO2)
    4.1.3 硫化水素(H2S)
    4.1.4 窒素酸化物(NOX)
    4.1.5 塩素(Cl2)
    4.1.6 アンモニア(NH3)
    4.1.7 オゾン(O3)
  4.2 大気腐食に関与する他の因子
    4.2.1 温度
    4.2.2 湿度
    4.2.3 塵埃
    4.2.4 海塩粒子
  4.3 環境分類
    4.3.1 クラス分けと環境区分
    4.3.2 塩分による汚損度の区分
  4.4 大気環境因子の測定方法
    4.4.1 腐食性ガスの測定
    4.4.2 腐食サンプル
    4.4.3 汚損度の測定
 5.洗浄による腐食対策と延命化
  5.1 基板の洗浄
  5.2 腐食対策
    5.2.1 材料
    5.2.3 膜厚
    5.2.4 堆積塵埃


第5章 <原因別>腐食の実例と対応策

第1節 すきま腐食
 1.腐食の実例
  1.1 ボルト/ナットのすきま部
  1.2 フランジ
  1.3 溶接部のすきま
  1.4 プレート式熱交換器
  1.5 特殊なケース
  1.6 チタン
 2.対応策
  2.1 概論
  2.2 環境条件の変更
  2.3 材質の変更
  2.4 構造の変更
  2.5 電気防食の採用

第2節 異種金属接触腐食
 1.異種金属接触腐食の電気化学的機構 
 2.腐食電位列
 3.めっき皮膜
 4.異種金属接触腐食の防止法
  4.1 濡れ時間と液抵抗
  4.2 腐食電流の遮断
  4.3 溶液抵抗を大きくする
  4.4 腐食電流の低減
  4.5 犠牲アノード部材の設置
  4.6 カソード部材の耐食性

第3節 水素脆化
 1.引張性質
 2.破壊靭性
 3.疲労き裂進展

第4節 イオンマイグレーション
 1.実験方法
 2.実験結果と考察


第6章<事例別>腐食損傷の評価と腐食が起こらないための対策

第1節 めっき
 1.めっきの特徴
 2.防食めっき
  2.1 防食めっきの種類
    2.1.1 犠牲防食型めっき
    2.1.2 バリヤ型耐食性めっき
 3.防食を目的としためっきの例
  3.1 Zn系合金めっき
  3.2 マグネシウム合金へのめっき

第2節 鉛フリーはんだ付継手の腐食および電気化学的損傷
 1.鉛フリーはんだ継手の信頼性の分類
 2.腐食・電気化学的損傷
  2.1電気化学的損傷の分類
  2.2実装基板上の損傷
    2.2.1腐食
    2.2.2腐食疲労
    2.2.3ガス腐食
  2.3はんだの電気化学的特性
  2.4電気化学的マイグレーション

第3節 プリント配線板
 1.表面処理剤の種類
 2.水溶性プレフラックスについて
 3.水溶性プレフラックスの化学
 4.はんだ付け特性
 5.処理方法

第4節 チップ抵抗器の腐食
 1.チップ抵抗器の概要
 2.厚膜抵抗器
  2.1 厚膜抵抗器の腐食モード〜硫化による断線
  2.2 耐硫化チップ抵抗器
  2.3 実装後の樹脂封止
 3.薄膜抵抗器
  3.1 薄膜抵抗器の腐食モードと評価
  3.2 高信頼性薄膜抵抗器
 4.金属板チップ抵抗器
 5.その他の腐食事例

第5節 繊維製造設備におけるステンレス鋼の腐食
 1.304ステンレス鋼のハイドロサルファイトによる腐食
  1.1 腐食事例
  1.2 腐食メカニズム解析と対策
 2.13Crステンレス鋼製部品ヘルドの腐食
  2.1 腐食事例
  2.2 腐食メカニズム解析と対策

第6節 缶詰の腐食とその防食対策
 1.金属容器の構造と種類及び適用材料
 2.金属容器用金属材料
  2.1 金属容器用スチール材の代表的な断面構造
  2.2 金属容器用アルミニウム材断面構造
 3.金属容器用有機材料
  3.1 内面補正塗料
  3.2 内面補正ポリエステル樹脂フィルム
 4.缶詰の代表的腐食形態
 5.金属容器の製品化フロー
 6.缶詰に見られる腐食の概説
  6.1 全面腐食又は均一腐食
  6.2 局部腐食
  6.3 孔食
  6.4 穿孔
  6.5 隙間腐食
  6.6 応力腐食割れ
  6.7 ガルバニック腐食
  6.8 塗膜下腐食
  6.9 界面腐食
  6.10 硫化黒変
 7.内容物の金属材料に対する腐食性評価例
  7.1 実缶保存試験
  7.2 浸せき試験
  7.3 電気化学的評価
    7.3.1 腐食電位の測定例
    7.3.2 分極曲線の測定例
    7.3.3 迅速腐食性評価の測定例
 8.金属容器の品質評価
  8.1 エナメルレータ法
  8.2 アイ・イーレータ法
 9.缶詰外面錆について
  9.1 缶外面発錆の機構
  9.2 缶外面錆の発錆要因
  9.3 缶外面錆評価

第7節 化学プラントにおけるステンレス鋼の腐食事例とその防止方法
 1.ステンレス鋼の腐食事例
 2.装置や配管の外面
 3.冷却水環境からの応力腐食割れ
 4.プロセス環境から劣化や損傷
 5.高温環境(硫酸露点腐食)

第8節 化学プラントにおける腐食と対策
 1.化学プラントにおける設備構成と求められる機能
 2.化学プラントにおける使用材料の種類
 3.化学プラントにおける腐食形態
  3.1均一腐食
  3.2局部腐食
  3.3応力腐食割れ
  3.4流れに起因した腐食
  3.5高温腐食
  3.6微生物腐食
 4.化学プラントにおける腐食対策
 5.腐食モニタリングによる腐食対策

第9節 触媒における劣化と対策
 1.工業触媒
  1.1 金属の粒子サイズ
 2.工業触媒の劣化
 3.触媒毒
 4.触媒自体の変化
 5.劣化対策
  5.1 触媒毒対策
  5.2 凝集と対策
    5.2.1 凝集現象
    5.2.2 合金化による凝集防止
    5.2.3 酸化物での遮蔽による凝集防止
  5.3 シンターリングと対策
    5.3.1 シンターリング現象
    5.3.2 シンターリング対策
    5.3.3 ペロブスカイト触媒
  5.4 金属の溶出と防止対策
    5.4.1 溶出
    5.4.2 溶出対策
  5.5 合金化触媒

第10節 磁気テープ
 1.磁気テープの構造、特性
  1.1 磁気テープの構造
  1.2 磁気テープの特性
 2.酸化、腐食の評価
  2.1 磁化の測定
  2.2 電磁変換特性
  2.3 酸化、腐食のモデル
 3.対策

巻末資料:よくあるQ&A集

番号:BC080201

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