JP2016205946A - Method for detecting corrosion spot of metallic material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属材料の腐食箇所の検出方法に関し、更に詳しくは、自動車部材、電気、電子機器、航空機部材に用いられる金属材料の異種金属接触による腐食箇所の検出に好適に用いられる金属材料の腐食箇所の検出方法に関するものである。 The present invention relates to a method for detecting a corroded portion of a metal material, and more specifically, a metal material suitably used for detecting a corroded portion caused by a contact between different kinds of metal materials used in automobile parts, electrical equipment, electronic equipment, and aircraft parts. The present invention relates to a method for detecting a corrosion location.
自動車産業においては、消費エネルギーの低減化や低コスト化のために軽量化が図られており、金属材料においても低比重の金属が使用されつつある。 In the automobile industry, weight reduction has been achieved in order to reduce energy consumption and cost, and metals with low specific gravity are being used in metal materials.
しかしながらアルミニウムやマグネシウム合金等、低比重の金属はイオン化傾向が高く、いわば卑なる金属のため、従来よりも異種金属接触腐食を起こしやすい。 However, low specific gravity metals such as aluminum and magnesium alloys have a high tendency to ionize, and so to speak, they are more likely to cause different metal contact corrosion than conventional metals.
異種金属接触腐食とは、金属のイオン化電位が離れている金属同士の接触によって引き起こされ、上記卑なる金属が、従来から広く用いられている銅やステンレスの様にイオン化傾向が低い、貴なる金属と接触して、周りに電解質等が存在すれば、卑なる金属がアノードとなってイオン化(腐食)が助長される現象のことをいう。 Dissimilar metal contact corrosion is caused by contact between metals with different ionization potentials of metals, and the above-mentioned base metal is a noble metal with a low ionization tendency like copper and stainless steel that have been widely used conventionally. When an electrolyte or the like is present in contact with the base metal, it refers to a phenomenon in which a base metal serves as an anode to promote ionization (corrosion).
現在、この現象を防止するため様々な表面コーティング剤等の防食材料が開発されている(例えば特許文献1参照)。 Currently, various anticorrosion materials such as surface coating agents have been developed to prevent this phenomenon (see, for example, Patent Document 1).
例えば、異種金属の接触部分を有する異種金属接触材料として、導体にアルミニウムを使用した電線の端末に銅系合金等の端子が接続されている端子付電線がある。端子付電線は、電線と導体の接触部等を被覆するように防食剤が塗布されている。防食剤は薄膜の状態で塗布されている。防食剤の塗膜が薄膜であると、塗布した箇所を目視等で確認するのは困難である。そのため、防食剤が必要箇所を被覆していることや、剥離していることなどは、簡単に知ることがっできなかった。 For example, as a dissimilar metal contact material having a contact portion of a dissimilar metal, there is an electric wire with a terminal in which a terminal such as a copper alloy is connected to a terminal of an electric wire using aluminum as a conductor. The electric wire with terminal is coated with an anticorrosive so as to cover the contact portion of the electric wire and the conductor. The anticorrosive is applied in a thin film state. If the coating film of the anticorrosive agent is a thin film, it is difficult to visually confirm the applied portion. For this reason, it has not been possible to easily know that the anticorrosive is covering the necessary part or peeled off.
そこで現状においては、防食材料の開発は、実際の防食性能を確認しながら行っている。具体的には、塩水噴霧や浸漬等の腐食環境における防食性能を評価する必要がある。 Therefore, at present, the development of anticorrosion materials is carried out while confirming the actual anticorrosion performance. Specifically, it is necessary to evaluate the anticorrosion performance in a corrosive environment such as salt spray or immersion.
即ち上記防食性能の評価は、一定期間、腐食環境に評価片を暴露し、卑なる金属の観察や、接触面の電気抵抗等を測定して腐食の度合いを確認するものである。しかしながら、この評価には時間がかかり、また加温による加速試験も有効性は小さい。 That is, in the evaluation of the anticorrosion performance, the evaluation piece is exposed to a corrosive environment for a certain period, and the degree of corrosion is confirmed by observing a base metal, measuring the electrical resistance of the contact surface, and the like. However, this evaluation takes time, and an accelerated test by heating is not effective.
また上記評価方法では、卑なる金属の腐食度合は確認できるものの、異種金属接触腐食に直接影響を与える貴なる金属側のカソードとなる箇所の腐食については、全く確認することができない。 Further, although the degree of corrosion of the base metal can be confirmed by the above evaluation method, it is impossible to confirm the corrosion at the location of the noble metal side cathode that directly affects the dissimilar metal contact corrosion.
異種金属腐食防止は、卑なる金属側に施すよりも貴なる金属側に施した方が有効であるにも関わらず、前記の様に貴なる金属のカソード面を検出できないので、貴なる金属側の必要防食箇所を特定することが困難であった。そのため、余分な箇所や、不適切な箇所まで、腐食防止処理を行うことになってしまう。 Although the prevention of dissimilar metal corrosion is more effective when applied to the noble metal side than the base metal side, the noble metal cathode surface cannot be detected as described above. It was difficult to specify the necessary anticorrosion location. Therefore, the corrosion prevention process will be performed to an excessive location or an inappropriate location.
防食処理や腐食防止処理を、必要以上行うことや、不適切な箇所に処理を行うことは、コストが高くつくと共に、防食処理の保障も困難になってしまうという問題があった。 Performing the anticorrosion treatment or the corrosion prevention treatment more than necessary or performing the treatment at an inappropriate location has a problem that the cost is high and it is difficult to guarantee the anticorrosion treatment.
本発明の課題は、簡便な方法で短時間に、金属材料の腐食箇所を検出することにより、必要な防食箇所を特定して腐食防止処理を効率よく行うことが可能である、金属材料の腐食箇所の検出方法を提供することにある。 An object of the present invention is to detect a corrosion location of a metal material in a short time by a simple method, and to identify a necessary corrosion prevention location and to efficiently perform a corrosion prevention treatment. The object is to provide a method for detecting a location.
上記課題を解決するために本発明に係る金属材料の腐食箇所の検出方法は、
金属の表面に下記(式1)の構造を有するテトラゾリウム化合物を含む水溶液を接触させ、前記テトラゾリウム化合物の還元により生じるホルマザン色素の発色を利用して、発色箇所が腐食箇所であると判別して腐食箇所を検出することを特徴とするものである。
(式1)中、R1、R2及びR3は、それぞれ独立に、炭素原子が14以下であり、低級アルキル、アリール、置換アリール、アルキルアリール、置換アルキルアリール及びヘテロ環状置換アリールより成る群から選択されるいずれか1種であり、nは1又は2である。
An aqueous solution containing a tetrazolium compound having the structure of the following (formula 1) is brought into contact with the surface of the metal, and it is determined that the colored portion is a corroded portion by utilizing the color of the formazan dye generated by the reduction of the tetrazolium compound. It is characterized by detecting a location.
In (Formula 1), R 1 , R 2 and R 3 each independently has 14 or less carbon atoms, and is a group consisting of lower alkyl, aryl, substituted aryl, alkylaryl, substituted alkylaryl and heterocyclic substituted aryl And n is 1 or 2.
本発明に係る金属材料の腐食箇所の検出方法は、前記金属材料が、異種金属の接触部分を有する異種金属接触材料であり、前記腐食が異種金属接触腐食であり、前記金属材料表面の貴なる金属からなるカソード領域が、前記テトラゾリウム化合物が還元されたホルマザン色素による着色箇所となることを利用して、前記腐食箇所として特定することが好ましい。 In the method for detecting a corrosion location of a metal material according to the present invention, the metal material is a dissimilar metal contact material having a contact portion of a dissimilar metal, the corrosion is dissimilar metal contact corrosion, and the surface of the metal material is noble. It is preferable that the cathode region made of metal is identified as the corrosion site by utilizing the fact that the tetrazolium compound is colored with a reduced formazan dye.
本発明に係る金属材料の腐食箇所の検出方法は、前記テトラゾリウム化合物が、結合した水溶性イオン種を含む電解質であることが好ましい。 In the method for detecting a corrosion site of a metal material according to the present invention, the tetrazolium compound is preferably an electrolyte containing bound water-soluble ionic species.
本発明に係る金属材料の腐食箇所の検出方法は、前記テトラゾリウム塩が、(3-(4,5-ジメチル-2-チアゾリル)-2,5-ジフェニルテトラゾリウム、(3,3'-(ビフェニル-4,4'-ジイル)-ビス(2,5-ジフェニルテトラゾリウム)、(3,3'-(3,3'-ジメトキシ-4,4'-ビフェニレン)-ビス-[2-p-ニトロフェニル-5-フェニル-2H-テトラゾリウム])、3,3'-[3,3'-ジメトキシ-(1,1'-ビフェニル)-4,4'-ジイル]-ビス(2,5-ジフェニルテトラゾリウム)、(2,2'-ジ-p-ニトロフェニル-5,5'-ジスチリル-3,3'-[3,3'-ジメトキシ-4,4'-ビフェニレン]-テトラゾリウム)、(3,3'-(3,3'-ジメトキシ-4,4'-ビフェニレン)-ビス-[2,5-p-ニトロフェニル-2H-テトラゾリウム])、及び(2-(4-インドフェニル)-3-(4-ニトロフェニル)-5-フェニルテトラゾリウム)の水溶性塩より成る群から選択されるいずれか1種であることが好ましい。 In the method for detecting a corrosion site of a metal material according to the present invention, the tetrazolium salt may be (3- (4,5-dimethyl-2-thiazolyl) -2,5-diphenyltetrazolium, (3,3 ′-(biphenyl- 4,4'-diyl) -bis (2,5-diphenyltetrazolium), (3,3 '-(3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylene) -bis- [2-p-nitrophenyl- 5-phenyl-2H-tetrazolium]), 3,3 ′-[3,3′-dimethoxy- (1,1′-biphenyl) -4,4′-diyl] -bis (2,5-diphenyltetrazolium), (2,2'-di-p-nitrophenyl-5,5'-distyryl-3,3 '-[3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylene] -tetrazolium), (3,3'- (3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylene) -bis- [2,5-p-nitrophenyl-2H-tetrazolium]), and (2- (4-indophenyl) -3- (4- Preferably it is one selected from the group consisting of water-soluble salts of nitrophenyl) -5-phenyltetrazolium). Arbitrariness.
本発明に係る金属材料の腐食箇所の検出方法は、前記異種金属接触材料を、前記テトラゾリウム塩を含む電解質に、所定の温度で、所定の時間浸漬させ、ホルマザンが沈着した貴なる金属のカソード領域を所定の方法で確認することにより、腐食箇所を検出することが好ましい。 The method for detecting a corrosion site of a metal material according to the present invention includes the step of immersing the dissimilar metal contact material in an electrolyte containing the tetrazolium salt at a predetermined temperature for a predetermined time, and depositing formazan on the cathode region of the noble metal. It is preferable to detect the corrosion site by confirming the above by a predetermined method.
本発明に係る金属材料の腐食箇所の検出方法は、前記異種金属接触材料が、自動車用ワイヤーハーネス部品であることが好ましい。 In the method for detecting a corroded portion of a metal material according to the present invention, the dissimilar metal contact material is preferably an automotive wire harness component.
本発明の金属材料の腐食箇所の検出方法は、金属の表面に(式1)の構造を有するテトラゾリウム化合物を含む水溶液を接触させ、前記テトラゾリウム化合物の還元により生じるホルマザン色素の発色を利用して、発色箇所が腐食箇所であると判別して腐食箇所を検出するものであるから、金属材料の防食処理(腐食防止処理)を行う場合、本発明の検出方法を利用することにより、簡便な方法で短時間に、金属材料の腐食箇所を検出することが出来るので、必要な防食箇所を特定して、腐食防止処理を効率よく行うことが可能である。 The method for detecting a corrosion site of a metal material according to the present invention uses an aqueous solution containing a tetrazolium compound having a structure of (Formula 1) on the surface of a metal, and utilizes the color of formazan dye generated by reduction of the tetrazolium compound. Since the colored portion is determined to be a corroded portion and the corroded portion is detected, when performing the anticorrosion treatment (corrosion prevention treatment) of the metal material, by using the detection method of the present invention, a simple method can be used. Since the corrosion location of the metal material can be detected in a short time, it is possible to identify the necessary corrosion prevention location and efficiently perform the corrosion prevention treatment.
以下、本発明の金属材料の腐食箇所の検出方法の実施形態について詳細に説明する。異種金属の接触部分を有する異種金属接触材料では、異種金属接触腐食が起こる。異種金属接触腐食の腐食箇所の確認方法として、貴なる金属のカソード面(カソード領域)を検出することが可能であり、更に短時間で目視等でカソード面を確認することが可能な方法であれば、異種金属接触腐食の防止方法の開発が容易となる。そこで、本発明は、異種金属接触腐食の際にアノード又はカソード表面で起きる酸化還元反応に着目した。 Hereinafter, an embodiment of a method for detecting a corrosion site of a metal material according to the present invention will be described in detail. In a dissimilar metal contact material having a contact portion of a dissimilar metal, dissimilar metal contact corrosion occurs. As a method of confirming the corrosion location of different metal contact corrosion, it is possible to detect the cathode surface (cathode region) of a noble metal and to confirm the cathode surface visually or the like in a short time. For example, it becomes easy to develop a method for preventing contact corrosion of different metals. Therefore, the present invention focuses on the oxidation-reduction reaction that occurs on the anode or cathode surface during different metal contact corrosion.
アノード面では酸化反応が、カソード面では還元反応が起きる。よって、還元反応を可視化すれば、異種金属接触腐食の際に、貴なる金属表面でのカソード面を検出することが可能である。そこで本発明者らは、生化学分野で脱水素酵素等の検出、染色に用いられているテトラゾリウム塩の使用を試みた。 An oxidation reaction occurs on the anode surface, and a reduction reaction occurs on the cathode surface. Therefore, if the reduction reaction is visualized, it is possible to detect the cathode surface on the surface of the noble metal in the case of different metal contact corrosion. Therefore, the present inventors tried to use a tetrazolium salt that is used for detection and staining of dehydrogenase and the like in the biochemical field.
この種のテトラゾリウム塩は還元前は水溶性で、水溶液は微黄色を示すが、(式2)に示すように、還元されると直ちに水に難溶性のホルマザンを生じることが知られている。このホルマザンは、水に難溶性である上に濃い紫色等を呈し、微細な結晶形を持つため、微細な還元反応箇所を染色することができる。よって、異種金属の接触部分を有する異種金属接触材料を上記テトラゾリウム塩が含まれる電解質溶液に浸漬するだけで、腐食が起こる際に生じる、貴なる金属のカソード面をホルマザンによって染色することができる。 This type of tetrazolium salt is water-soluble before reduction, and the aqueous solution is slightly yellow. However, as shown in (Formula 2), it is known that immediately after reduction, formazan is hardly soluble in water. Since this formazan is hardly soluble in water and has a deep purple color and has a fine crystal form, it can dye fine reduction reaction sites. Therefore, the noble metal cathode surface, which is generated when corrosion occurs, can be dyed with formazan simply by immersing the dissimilar metal contact material having a dissimilar metal contact portion in the electrolyte solution containing the tetrazolium salt.
本発明では、検出液として(式1)に示すテトラゾリウム化合物を少なくとも1種含む水溶液が用いられる。(式1)中、R1、R2及びR3は、それぞれ独立に、炭素原子が14以下であり、低級アルキル、アリール、置換アリール、アルキルアリール、置換アルキルアリール及びヘテロ環状置換アリールより成る群から選択されるいずれか1種である。nは1又は2である。テトラゾリウム化合物は、所望によって中性の電荷を得るために、必要であるときには結合した水溶性イオン種を有することができる。 In the present invention, an aqueous solution containing at least one tetrazolium compound represented by (Formula 1) is used as the detection solution. In (Formula 1), R 1 , R 2 and R 3 each independently has 14 or less carbon atoms, and is a group consisting of lower alkyl, aryl, substituted aryl, alkylaryl, substituted alkylaryl and heterocyclic substituted aryl It is any 1 type selected from. n is 1 or 2. The tetrazolium compound can have water-soluble ionic species attached when necessary to obtain a neutral charge if desired.
(式1)に示すテトラゾリウム化合物は、特に限定されない。例えば、市販のテトラゾリウム化合物は、中性の電荷を得るため水溶性アニオン種が対イオンとして形成されたテトラゾリウム塩の形態であるため、そのまま用いることができる。 The tetrazolium compound represented by (Formula 1) is not particularly limited. For example, a commercially available tetrazolium compound can be used as it is because it is in the form of a tetrazolium salt in which a water-soluble anionic species is formed as a counter ion in order to obtain a neutral charge.
テトラゾリウム化合物は、結合した水溶性イオン種を有するテトラゾリウム塩を含む電解質であることが好ましい。テトラゾリウム塩は、MTT〔3-(4,5-ジメチル-2-チアゾリル)-2,5-ジフェニルテトラゾリウムの水溶性塩〕、Neo-TB(ネオテトラゾリウムブルー)〔3,3'-(ビフェニル-4,4'-ジイル)-ビス(2,5-ジフェニルテトラゾリウム)の水溶性塩〕、Nitro-TB〔NTB、ニトロテトラゾリウムブルー、(3,3'-(3,3'-ジメトキシ-4,4'-ビフェニレン)-ビス-[2-p-ニトロフェニル-5-フェニル-2H-テトラゾリウム])の水溶性塩〕、TB〔テトラゾリウムブルー、3,3'-[3,3'-ジメトキシ-(1,1'-ビフェニル)-4,4'-ジイル]-ビス(2,5-ジフェニルテトラゾリウム)の水溶性塩〕、SNTB〔スチリルニトロブルーテトラゾリウム、(2,2'-ジ-p-ニトロフェニル-5,5'-ジスチリル-3,3'-[3,3'-ジメトキシ-4,4'-ビフェニレン]-テトラゾリウム)の水溶性塩〕、TNTB〔テトラニトロブルーテトラゾリウム、(3,3'-(3,3'-ジメトキシ-4,4'-ビフェニレン)-ビス-[2,5-p-ニトロフェニル-2H-テトラゾリウム])の水溶性塩〕、及びINT〔インドニトロテトラゾリウム、(2-(4-インドフェニル)-3-(4-ニトロフェニル)-5-フェニルテトラゾリウム)の水溶性塩〕より成る群から選択されることが好ましい。 The tetrazolium compound is preferably an electrolyte containing a tetrazolium salt having bound water-soluble ionic species. Tetrazolium salts include MTT [water-soluble salt of 3- (4,5-dimethyl-2-thiazolyl) -2,5-diphenyltetrazolium], Neo-TB (neotetrazolium blue) [3,3 '-(biphenyl-4 , 4'-diyl) -bis (2,5-diphenyltetrazolium) water-soluble salt], Nitro-TB [NTB, nitrotetrazolium blue, (3,3 '-(3,3'-dimethoxy-4,4' -Biphenylene) -bis- [2-p-nitrophenyl-5-phenyl-2H-tetrazolium])), TB [tetrazolium blue, 3,3 '-[3,3'-dimethoxy- (1, 1'-biphenyl) -4,4'-diyl] -bis (2,5-diphenyltetrazolium) water-soluble salt], SNTB [styryl nitroblue tetrazolium, (2,2'-di-p-nitrophenyl-5 , 5'-Distyryl-3,3 '-[3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylene] -tetrazolium) water-soluble salt], TNTB [tetranitroblue tetrazolium, (3,3'-(3 , 3'-Dimethoxy-4,4 ' -Biphenylene) -bis- [2,5-p-nitrophenyl-2H-tetrazolium]) water-soluble salt], and INT [indonitrotetrazolium, (2- (4-indophenyl) -3- (4-nitro Preferably, it is selected from the group consisting of phenyl) -5-phenyltetrazolium).
水溶性塩の水溶性イオン種としては、ハロゲン、ニトレート、ナイトライト、カーボネート、炭酸水素塩、サルフェート、ホスホネート、及び遷移金属酸素化物等が挙げられる。前記水溶性イオン種は、ハロゲンが好まし。また前記ハロゲンは、塩化物、フッ化物、臭化物及びヨウ化物より成る群から選択されるものであることが好ましい。 Examples of the water-soluble ionic species of the water-soluble salt include halogen, nitrate, nitrite, carbonate, bicarbonate, sulfate, phosphonate, and transition metal oxygenates. The water-soluble ionic species is preferably halogen. The halogen is preferably selected from the group consisting of chloride, fluoride, bromide and iodide.
テトラゾリウム塩は、還元によって生じるホルマザンの結晶形の微細さから、NTB、TB、TNTB等が好ましい。 The tetrazolium salt is preferably NTB, TB, TNTB or the like because of the fine crystal form of formazan produced by reduction.
本発明の腐食箇所の検出方法は、以下の(a)〜(d)工程から構成される。これらの工程について、説明する。
(a)検査液の準備をする工程
(b)異種金属接触腐食サンプルを準備する工程
(c)検査液にサンプルを浸漬する工程
(d)サンプルの染色部分を観察する工程
The method for detecting a corrosion site according to the present invention includes the following steps (a) to (d). These steps will be described.
(A) Step of preparing a test solution (b) Step of preparing a foreign metal contact corrosion sample (c) Step of immersing the sample in the test solution (d) Step of observing a dyed portion of the sample
(a)検査液の準備をする工程
異種金属接触腐食のカソード面を検出するためのテトラゾリウム塩を含む検査液は、以下の組成を標準とすることが好ましい。
〔溶媒〕純水又は水道水。
〔組成a〕テトラゾリウム塩を0.01%(w/v)〜5.0%(w/v)。
〔組成b〕電解質(任意)NaCl、KCl等、水溶液が電解質となるものを0.0%(w/v)〜30.0%(w/v)。
〔その他組成物〕pH調整剤、粘度調整剤等、機能を損なわない程度に加えることも出来る。
(A) Step of preparing test solution It is preferable that the test solution containing a tetrazolium salt for detecting the cathode surface of different metal contact corrosion has the following composition as a standard.
[Solvent] Pure water or tap water.
[Composition a] 0.01% (w / v) to 5.0% (w / v) of tetrazolium salt.
[Composition b] Electrolyte (optional) 0.0% (w / v) to 30.0% (w / v) of an aqueous solution as an electrolyte, such as NaCl and KCl.
[Other compositions] A pH adjusting agent, a viscosity adjusting agent, etc. can be added to such an extent that the function is not impaired.
検査液のpHは、任意であるが、中性付近(5.5〜8.5)が好ましい。(c)工程の検査液の温度は、任意であるが、10〜50℃付近が好ましい。 The pH of the test solution is arbitrary, but is preferably near neutral (5.5 to 8.5). (C) The temperature of the test solution in the step is arbitrary, but is preferably around 10 to 50 ° C.
(b)異種金属接触腐食サンプルを準備する工程
異種金属接触腐食サンプルとして用いる異種金属が接触した異種金属接触材料が用いられる。サンプルとしては、卑なる金属と貴なる金属が接触されている構造を持つ金属材料であり、上記検査液に浸漬できる大きさのものであれば用いることができる。異種金属接触材料は、水に溶解しない物質で構成されていることが好ましい。
(B) Step of preparing a dissimilar metal contact corrosion sample A dissimilar metal contact material in contact with a dissimilar metal used as a dissimilar metal contact corrosion sample is used. As the sample, a metal material having a structure in which a base metal and a noble metal are in contact with each other can be used as long as it can be immersed in the test solution. The dissimilar metal contact material is preferably composed of a substance that does not dissolve in water.
(c)検査液にサンプルを浸漬する工程
上記検査液へ上記異種金属接触腐食サンプルを浸漬する場合、以下の通りにするのが好ましい。サンプルの表面の気泡はできるだけ除く。撹拌、超音波照射は材料形態に合わせ任意だが、緩やかに撹拌することが好ましい。浸漬時間は任意だが1分〜60分であることが好ましい。
(C) Step of immersing sample in test solution When immersing the dissimilar metal contact corrosion sample in the test solution, the following is preferable. Remove air bubbles from the surface of the sample as much as possible. Stirring and ultrasonic irradiation are optional depending on the material form, but gentle stirring is preferred. The immersion time is arbitrary but is preferably 1 minute to 60 minutes.
(d)サンプルの染色部分を観察する工程
染色面の観察方法は、サンプルを浸漬液(検査液)から取り出し、純水で洗浄した後、目視で観察する。観察は、顕微鏡やCCDカメラも適宜用いることができる。また、着色の濃淡により、そのカソードがどの程度の電子を受け取ったかを定量し、他のサンプル又は他の箇所と比較することも出来る。
(D) The process of observing the dyed part of a sample The observation method of a dyeing | staining surface takes out a sample from immersion liquid (test | inspection liquid), wash | cleans with a pure water, and observes visually. For observation, a microscope or a CCD camera can be used as appropriate. In addition, the amount of electrons received by the cathode can be quantified by the density of the coloring, and compared with other samples or other places.
本発明の金属材料の腐食箇所の検出方法は、金属材料の防食剤を開発する際の防食剤の種類や防食剤の塗布位置等を評価するのに、有用である。例えば、種々の防食剤の種類や塗布位置等を変化させたサンプルについて、腐食箇所の検出方法として、前記テトラゾリウム塩を含む電解質に、所定の温度、所定の時間浸漬し、ホルマザンの沈着したカソード領域を、所定の確認方法で確認することにより、短時間で、確実に腐食箇所を判別することが可能である。防食剤が塗布されているサンプルの腐食箇所は、一般に金属の腐食により防食剤が剥離することになる。この上記検出方法によれば、このような防食剤の剥離の程度等を可視化することができるので、それらを適切に評価することが可能である。 The method for detecting a corrosion site of a metal material according to the present invention is useful for evaluating the type of anticorrosive agent, the application position of the anticorrosive agent, and the like when developing an anticorrosive agent for the metal material. For example, for samples in which the types and application positions of various anticorrosives are changed, as a method for detecting a corrosion site, a cathode region in which formazan is deposited is immersed in an electrolyte containing the tetrazolium salt at a predetermined temperature for a predetermined time. By confirming this with a predetermined confirmation method, it is possible to reliably determine the corrosion location in a short time. In general, the corrosion point of the sample to which the anticorrosive agent is applied is peeled off by corrosion of the metal. According to this detection method, since the degree of peeling of the anticorrosive agent and the like can be visualized, it is possible to appropriately evaluate them.
上記検出方法において、所定の温度、所定の時間、所定の確認方法は、サンプルに応じて任意の条件を適宜選択することにより、幅広く種々のサンプルに対応することが可能である。 In the above detection method, the predetermined temperature, the predetermined time, and the predetermined confirmation method can be applied to a wide variety of samples by appropriately selecting arbitrary conditions according to the sample.
本発明の金属材料の腐食箇所の検出方法は、金属材料として自動車用ワイヤーハーネス部品に好適に用いることができる。具体的な自動車用ワイヤーハーネス部品としては、すずめっき銅の端子金具にアルミニウム電線が接続された端子付電線、すずめっき銅導体等が挙げられる。 The method for detecting a corroded portion of a metal material of the present invention can be suitably used for a wire harness component for automobiles as a metal material. Specific wire harness parts for automobiles include a terminal-attached electric wire in which an aluminum electric wire is connected to a tin-plated copper terminal fitting, a tin-plated copper conductor, and the like.
以下、本発明の実施例、比較例を示す。本発明はこれらによって限定されるものではない。 Examples of the present invention and comparative examples are shown below. The present invention is not limited by these.
〔供試材料および製造元等〕
本実施例および比較例において使用した供試材料を製造元、商品名等とともに示す。
[Sample materials and manufacturers]
The test materials used in the present examples and comparative examples are shown together with the manufacturer, product name, and the like.
〔異種金属接触腐食サンプル片A〜C〕
(サンプル片A)
末端にすずめっき銅製の接続端子が接続されたアルミニウム電線をサンプル片Aとして用いた。サンプル片Aの端子部分は、アルミニウム、すず、銅が接触し、それぞれの金属が露出している。銅は端面のみが露出している。
(サンプル片B)
上記サンプル片Aのアルミニウム露出部に無色のアルミニウム防食剤を塗布した電線をサンプル片Bとして用いた。サンプル片Bの端子部分は、アルミニウム、すず、銅が接触しているが、アルミニウムのみが露出していない。銅は端面のみが露出している。
(サンプル片C)
末端にすずめっき銅製の接続端子が接続された銅電線をサンプル片Cとして用いた。サンプル片Cの端子部分は,すずと銅が接触しており,それぞれの金属が露出している。銅は端面のみが露出している。
[Different metal contact corrosion sample pieces A to C]
(Sample piece A)
An aluminum wire having a tin-plated copper connection terminal connected to the end was used as sample piece A. The terminal portion of the sample piece A is in contact with aluminum, tin, and copper, and the respective metals are exposed. Only the end face of copper is exposed.
(Sample piece B)
An electric wire obtained by applying a colorless aluminum anticorrosive to the exposed aluminum part of the sample piece A was used as the sample piece B. The terminal portion of the sample piece B is in contact with aluminum, tin, and copper, but only aluminum is not exposed. Only the end face of copper is exposed.
(Sample piece C)
A copper wire having a tin-plated copper connection terminal connected to the end was used as the sample piece C. The terminal portion of the sample piece C is in contact with tin and copper, and the respective metals are exposed. Only the end face of copper is exposed.
〔異種金属接触腐食検査液〕
200mLのビーカーに撹拌子とNaCl 5gと純水95mLを入れ、マグネットスターラー上に置き、常温中300rpmの速さで撹拌し、5%(w/v)のNaCl溶液を作成した。それぞれの塩水にNTB(実施例1、5、6用)、TB(実施例2用)、MTT(実施例3用)、INT(実施例4用)又はOPD(比較例2用)をそれぞれ5mg入れて10分間撹拌し、溶解させた。また何も入れない塩水のみの液も準備した(比較例1用)。
[Different metal contact corrosion test solution]
A stirrer, 5 g of NaCl, and 95 mL of pure water were placed in a 200 mL beaker, placed on a magnetic stirrer, and stirred at a speed of 300 rpm at room temperature to prepare a 5% (w / v) NaCl solution. NTB (for Examples 1, 5, 6), TB (for Example 2), MTT (for Example 3), INT (for Example 4) or OPD (for Comparative Example 2) in each salt water 5 mg The mixture was stirred for 10 minutes to dissolve. Moreover, the liquid of only the salt water which does not put anything was prepared (for the comparative example 1).
なお、NTBは3,3'-(3,3'-ジメトキシ-4,4'-ビフェニレン)-ビス-[2-p-ニトロフェニル-5-フェニル-2H-テトラゾリウムクロライド(同仁化学研究所製)を用い、TBは3,3'-[3,3'-ジメトキシ-(1,1'-ビフェニル)-4,4'-ジイル]-ビス(2,5-ジフェニル-2H-テトラゾリウムクロライド)(同仁化学研究所製)、MTTは(3-(4,5-ジメチル-2-チアゾリル)-2,5-ジフェニルテトラゾリウム(同仁化学研究所製)、INTは(2-(4-インドフェニル)-3-(4-ニトロフェニル)-5-フェニルテトラゾリウム)(同仁化学研究所製)を用い、OPDはオルトフェニレンジアミン(和光純薬製)を示し、OPDは酸化によって発色する生化学分野で一般的に使用される染色試薬である。 NTB is 3,3 '-(3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylene) -bis- [2-p-nitrophenyl-5-phenyl-2H-tetrazolium chloride (manufactured by Dojindo Laboratories) TB is 3,3 '-[3,3'-dimethoxy- (1,1'-biphenyl) -4,4'-diyl] -bis (2,5-diphenyl-2H-tetrazolium chloride) (Dojin) Chemical Laboratory), MTT is (3- (4,5-dimethyl-2-thiazolyl) -2,5-diphenyltetrazolium (manufactured by Dojin Chemical Laboratory), INT is (2- (4-Indophenyl) -3 -(4-nitrophenyl) -5-phenyltetrazolium) (manufactured by Dojindo Laboratories), OPD indicates orthophenylenediamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries), and OPD is commonly used in the biochemical field where color develops by oxidation. The staining reagent used.
(実施例1)
上記NTBを含む検査液に、前記サンプル片Aを端子部がすべて浸漬されるように入れ、300rpmで撹拌しながら10分間放置した。その後サンプル片を取り出し、純水で洗浄した後、端子部を観察した。観察の結果、すずめっき部と銅面は染色され、アルミ導体は全く染色されなかった。すずメッキ部と銅面の染色濃淡は共に、アルミ導体に近い程濃く染色された。すずメッキ部と銅面の染色度合いを比較すると銅面の方が全体的に濃く染色された。
(Example 1)
The sample piece A was placed in the test solution containing NTB so that the terminal portions were all immersed, and left for 10 minutes while stirring at 300 rpm. Thereafter, the sample piece was taken out and washed with pure water, and then the terminal portion was observed. As a result of observation, the tin plating part and the copper surface were dyed, and the aluminum conductor was not dyed at all. Both the tin-plated part and the copper surface were stained darker as they were closer to the aluminum conductor. When the dyeing degree of the tin plating part and the copper surface was compared, the copper surface was dyed darker overall.
(実施例2)
実施例1中NTBの代わりにTBを含む検査液を使った以外はすべて実施例1と同じとした。端子部を観察したところ、染色された箇所は実施例1の結果と同じでアルミ導体は全く染色されなかった。すずめっき部と銅面の染色濃淡や染色度合は実施例1と同様であった。全体的に実施例1の結果よりも色調が赤みを帯びていたが、十分目視で観察できる程度であった。
(Example 2)
In Example 1, all was the same as Example 1 except that a test solution containing TB was used instead of NTB. When the terminal part was observed, the stained part was the same as the result of Example 1, and the aluminum conductor was not dyed at all. The tinned portion and the copper surface were stained and shaded in the same manner as in Example 1. Overall, the color tone was more reddish than the result of Example 1, but it was sufficiently visible.
(実施例3)
実施例1中NTBの代わりにMTTを含む検査液を使った以外はすべて実施例1と同じとした。観察の結果、染色された箇所は実施例1の結果と同じでアルミ導体は全く染色されなかった。すずめっき部と銅面の染色濃淡は実施例1、2と同様であったが、染色度合は実施例1、2よりも薄いものであった。全体的に実施例2の結果よりもさらに色調が赤みを帯びていたが、十分目視で観察できる程度であった。
Example 3
In Example 1, all was the same as Example 1 except that a test solution containing MTT was used instead of NTB. As a result of observation, the stained part was the same as the result of Example 1, and the aluminum conductor was not dyed at all. The tinned portion and the copper surface were stained in the same shade as in Examples 1 and 2, but the degree of staining was thinner than in Examples 1 and 2. As a whole, the color tone was more reddish than the result of Example 2, but was sufficiently observable visually.
(実施例4)
実施例1中NTBの代わりにINTを含む検査液を使った以外はすべて実施例1と同じとした。観察の結果、染色された箇所は実施例1の結果と同じでアルミ導体は全く染色されなかった。すずめっき部と銅面の染色濃淡及び色調は実施例2と同様で、染色度合は実施例3よりも更に薄いものであったが、目視でぎりぎり確認できる程度であった。確認のため、300rpmで撹拌しながら追加で5分間放置すると、染色度合は、実施例3と同等となり、十分目視で観察できる程度であった。
Example 4
In Example 1, all were the same as Example 1 except that the test solution containing INT was used instead of NTB. As a result of observation, the stained part was the same as the result of Example 1, and the aluminum conductor was not dyed at all. The tinned portion and the copper surface were stained and shaded in the same manner as in Example 2, and the degree of staining was even thinner than that in Example 3, but was barely visible. For confirmation, when the mixture was left for an additional 5 minutes while stirring at 300 rpm, the degree of dyeing was the same as in Example 3 and was sufficiently observable visually.
(実施例5)
実施例1中サンプル片Aの代わりにサンプル片Bを使った以外はすべて実施例1と同じとした。観察の結果、すずめっき部は染色されなかったが、端子端面の銅面が染色された。
(Example 5)
Example 1 was the same as Example 1 except that sample piece B was used instead of sample piece A. As a result of observation, the tin plating part was not dyed, but the copper surface of the terminal end face was dyed.
(実施例6)
実施例1中サンプル片Aの代わりにサンプル片Cを使った以外はすべて実施例1と同じとした。観察の結果、すずめっき部は染色されなかったが、端子端面の銅面が染色された。銅電線は端子に近い部分がわずかに染色された。
(Example 6)
Example 1 was the same as Example 1 except that sample piece C was used instead of sample piece A. As a result of observation, the tin plating part was not dyed, but the copper surface of the terminal end face was dyed. The copper wire was slightly dyed at the part close to the terminal.
(比較例1)
実施例1中NTBを含む検査液の代わりに塩水を使った以外はすべて実施例1と同じとした。観察の結果、すずめっき部、銅面、アルミ導体すべて染色箇所は無かった。
(Comparative Example 1)
Example 1 was the same as Example 1 except that salt water was used instead of the test solution containing NTB. As a result of observation, the tin plating part, the copper surface, and the aluminum conductor were not stained at all.
(比較例2)
実施例1中NTBの代わりにOPDを含む検査液を使った以外はすべて実施例1と同じとした。観察の結果、すずめっき部、銅面、アルミ導体すべて染色箇所は無かった。
(Comparative Example 2)
In Example 1, it was the same as Example 1 except that a test solution containing OPD was used instead of NTB. As a result of observation, the tin plating part, the copper surface, and the aluminum conductor were not stained at all.
〔実施例、比較例の評価〕
今回用いたサンプル片に接触して含まれる金属のイオン化電位は、銅が+0.34V、すずが-0.14V、アルミニウムが-1.66Vである。よってこれらの金属が接触したものが電解質中に暴露されれば、イオン化電位が高い金属(貴なる金属)程カソードになり易く、イオン化電位が低い程(卑なる金属)アノードになってイオン化(腐食)が起きやすい。上記のこと項を考慮すれば、サンプル片Aでは最もイオン化電位が低いアルミニウムがアノードとなって腐食し、その際は銅およびすずがカソードとなって作用する。また、イオン化電位が低い金属の近傍程、強くカソードとして作用する。すなわち、電子を多く受け取るということは、還元反応が速いということである。
[Evaluation of Examples and Comparative Examples]
The ionization potential of the metal contained in contact with the sample piece used this time is + 0.34V for copper, -0.14V for tin, and -1.66V for aluminum. Therefore, if the contact of these metals is exposed to the electrolyte, the higher the ionization potential (noble metal), the easier it becomes the cathode, and the lower the ionization potential (base metal), the anode becomes the ionization (corrosion). ) Is likely to occur. Considering the above items, in the sample piece A, aluminum having the lowest ionization potential corrodes as an anode, and copper and tin act as a cathode. In addition, the closer to a metal having a lower ionization potential, the more strongly acts as a cathode. That is, receiving many electrons means that the reduction reaction is fast.
実施例1〜4の結果は、テトラゾリウム塩の違いによる色調の差があるものの、上記の現象を如実に反映しており、異種金属接触腐食に対してカソードとして作用する箇所のみが染色され、その染色の濃淡もカソードとしての強さを反映している。 Although the results of Examples 1 to 4 have a difference in color tone due to the difference in tetrazolium salt, the above phenomenon is clearly reflected, and only the portion acting as a cathode against the contact corrosion of different metals is dyed. The intensity of dyeing also reflects the strength of the cathode.
実施例5は、イオン化電位が低いアルミニウムが保護されているので、アノードとはならず、すずと端面の銅のみで異種金属接触腐食が起きる。この際はすずがアノードとなり、銅がカソードとなるので、銅のみが染色されるという現象は前述の理論と一致する。 In Example 5, aluminum having a low ionization potential is protected, so that it does not become an anode, and different metal contact corrosion occurs only with tin and copper on the end face. In this case, since tin serves as an anode and copper serves as a cathode, the phenomenon that only copper is dyed is consistent with the above theory.
実施例6も実施例5と同じで、すずと銅の間でしか電子の授受は起こらないので、銅のみが染色される。また電子の授受が起こりにくい、すずから遠い箇所の銅の染色はすずに近い場所の染色と比較して少ないものとなる。 Example 6 is the same as Example 5, and since electrons are transferred only between tin and copper, only copper is dyed. In addition, copper staining at locations far from tin, where electrons are not easily exchanged, is less in comparison to staining near tin locations.
以上、実施例1〜6の結果から、本方法は異種金属接触腐食において作用するカソード面を染色により検出できることが判った。 As described above, from the results of Examples 1 to 6, it was found that the present method can detect the cathode surface acting in the different metal contact corrosion by staining.
一方、比較例1は、染色試薬を含まないため染色されず、比較例2は染色試薬を含んでいるものの還元発色剤で無いため染色されず、いずれも異種金属接触腐食が起こるサンプルのアノード、カソードのいずれも検出することができなかった。 On the other hand, Comparative Example 1 does not stain because it does not contain a staining reagent, and Comparative Example 2 does not stain because it contains a staining reagent but is not a reducing coloring agent. None of the cathodes could be detected.
上記のように、テトラゾリウム塩による染色法を用いた金属材料の腐食箇所の検出方法は、異種金属接触腐食の評価において、従来検出できなかったカソード反応を目視で観察できる新法であり、各種の異種金属混合材料の検査を容易とすることが可能となった。 As described above, the method for detecting a corrosion site of a metal material using a staining method with a tetrazolium salt is a new method for visually observing a cathode reaction that could not be detected in the past in the evaluation of heterogeneous metal contact corrosion. It has become possible to easily inspect metal mixed materials.
また本発明の金属材料の腐食箇所の検出方法を用いる事により、より正確に腐食過程を検出でき、しかも各種金属材料開発が容易になることにより、特にアルミニウムをはじめとする軽量金属をより広く普及することに寄与できる。
In addition, by using the method for detecting a corrosion location of a metal material according to the present invention, the corrosion process can be detected more accurately and the development of various metal materials is facilitated, and in particular, lightweight metals such as aluminum are more widely used. Can contribute.
Claims (6)
(式1)中、R1、R2及びR3は、それぞれ独立に、炭素原子が14以下であり、低級アルキル、アリール、置換アリール、アルキルアリール、置換アルキルアリール及びヘテロ環状置換アリールより成る群から選択されるいずれか1種であり、nは1又は2である。
In (Formula 1), R 1 , R 2 and R 3 each independently has 14 or less carbon atoms, and is a group consisting of lower alkyl, aryl, substituted aryl, alkylaryl, substituted alkylaryl and heterocyclic substituted aryl And n is 1 or 2.
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