金属粉化とは、「感受性の高い材料が高炭素活性環境にさらされた際に発生する壊滅的な腐食形態である」[1] 。この腐食は、バルク金属が金属粉末へと分解する形で現れる。考えられるメカニズムは、まず金属表面にグラファイト層が堆積することであり、通常は気相中の一酸化炭素(CO)が原因と考えられる。このグラファイト層はその後、準安定状態のM 3 C種(Mは金属)を形成し、金属表面から移動すると考えられている。しかし、一部の領域ではM 3 C種が観察されないため、金属原子がグラファイト層に直接移行していることが示唆される。[2]
通常、金属粉塵化に伴う温度は高温(300~850℃)です。[2]化学の一般的な理解から、低温では準安定状態のM 3 C種を形成する反応速度が低すぎて影響がなく、また、はるかに高い温度ではグラファイト層が不安定になり、COの沈着は(少なくとも目に見える程度には)起こらないと推測できます。
簡単に言えば、金属粉の発生を防止または軽減する方法はいくつか提案されています。最も一般的な方法は、アルミナイドコーティング、銅との合金化、蒸気の添加です。[3]
提案されているメカニズムや防止方法などを説明した文献は数多く存在します。また、「炭素と窒素による腐食 - 金属ダスティング、浸炭、窒化」には、金属ダスティングといくつかの防止方法の優れた要約が掲載されています。[4]
参考文献
- ^ フィッシャー・トロプシュアーカイブ
- ^ ab 金属粉塵腐食のメカニズムについて(日付なし)CM Chun、JD Mumford、TA Ramanarayanan [1]
- ^ 「金属粉塵:影響、原因、予防 | Diffusion Alloys Ltd」www.diffusion-alloys.com。2014年10月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 炭素と窒素による腐食 - 金属の粉塵化、浸炭、窒化; Grabke, HJ, Schütze, M.; Woodhead Publishing 2007