JP3545292B2 - 水素可視化剤、吸蔵水素の可視化方法および吸蔵水素可視化材料 - Google Patents
水素可視化剤、吸蔵水素の可視化方法および吸蔵水素可視化材料 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3545292B2 JP3545292B2 JP32893199A JP32893199A JP3545292B2 JP 3545292 B2 JP3545292 B2 JP 3545292B2 JP 32893199 A JP32893199 A JP 32893199A JP 32893199 A JP32893199 A JP 32893199A JP 3545292 B2 JP3545292 B2 JP 3545292B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- iodine
- visualizing
- starch
- visualization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は鋼、アルミニウム、銅、チタン、シリコン、マグネシウム、金属間化合物、セラミックスなどの各種材料中に吸蔵され、放出される水素を可視化するための水素可視化剤、その水素可視化剤を用いて材料中の吸蔵水素を材料表面において可視化する方法および吸蔵水素を可視化した材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
材料中に含まれた吸蔵水素は、材料の脆化、遅れ破壊の主な原因となる。このような吸蔵水素が問題となる部材としては、例えば、水素燃料ロケットエンジン部材、航空機・船舶・自動車・鉄道などの輸送機部材、原子炉部材、マイクロマシン部材、光ファイバーガラス材、石油・ガス輸送用ラインパイプ部材、橋梁・土木分野に使用される部材などがある。身近な例を挙げれば、ボルト、ネジ部品やばね、ワイヤ、ドアビームなどがある。また、電気自動車やハイブリッド車などの電池などへの利用が進められている水素吸蔵材料やシリコンウェハーの水素切断技術、あるいは水素透過膜などの水素利用技術においても、材料中に吸蔵された水素のチェックが必要になる。
【０００３】
材料中に吸蔵された水素の量は、ＡＰＩ−ＭＳなどの昇温分析法や電気化学透過法などを用いて、各温度での材料からの放出量として調べることができるが、脆化や破壊などの起点となる水素の局所的な吸蔵部位を調べることはできない。また、材料中の水素の可視化分析には、特性Ｘ線による簡便な局所分析を適用することはできない。
【０００４】
このため、水素の吸蔵部位を調べるには、トリチウムオートラジオグラフィや２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）が用いられる。前者は水素の存在位置をトリチウムを用いて可視化する方法であり、後者は数ｋｅＶ〜１０数ｋｅＶのイオンでサンプルを照射することによって放出されるイオンを質量分析する方法である。これらの方法によれば微小領域の水素をｐｐｍオーダーで検出することができる。
【０００５】
その他の水素可視化方法として、銀デコレーション法、水素マイクロプリント法が知られている。銀デコレーション法はジシアン化銀が水素により還元されて生じる銀粒子を可視化に利用する方法であり、水素マイクロプリント法は臭化銀が水素により還元されて生じた銀粒子を電子顕微鏡で観察する方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
トリチウムオートラジオグラフイによれば、水素の存在位置を金属組織レベルで観察可能であるが、放射性同位元素であるトリチウムを用いるため、簡便な方法とは言えない。また、ＳＩＭＳによれば材料の水平方向および深さ方向について水素分布の情報が得られるが、昇温分析法や電気化学透過法などと同様、それぞれ高価な設備を要するケースが多く、簡便な方法とは言えない。
【０００７】
一方、銀デコレーション法やマイクロプリント法では材料表面の水素を、銀粒子として電子顕微鏡により精密に観察することができ、微小領域の情報を得るには有効であるが、ｍｍ以上の領域で水素の分布を調べたり、数１０ｃｍ程度以上のサンプルを観察、分析することには適さない。勿論、目視観察することは困難である。
【０００８】
本発明はかかる問題に鑑みなされたもので、材料中に吸蔵された水素を簡便に可視化することができ、あるいはさらに微小領域から粗大領域において目視観察が可能なように可視化することができる水素可視化剤、水素可視化方法および吸蔵水素可視化材料などを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の水素可視化剤は、請求項１に記載したように、材料の表面に供給することによって、材料中から拡散してきた水素をヨウ素として生成させて可視化する水素可視化剤であって、５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンを本質的成分として含む組成物からなるものである。
この発明によると、５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンを本質的成分として含む組成物を材料表面に供給することによって、前記イオンが材料中から拡散してきた水素と反応して、ヨウ素を生成し、そのヨウ素が成長、凝集してヨウ素粒子となるため、可視化が可能となる。これを電子顕微鏡やＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｓｅｒ ）などの拡大観察手段によって拡大観察することで、材料中の吸蔵水素を材料表面において簡単容易に認識することができる。４価以下の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンでは、ヨウ素の生成が困難であるので、本発明では、例えば５価の酸化状態にあるヨウ素酸イオンや７価の酸化状態にある過ヨウ素酸イオンなど、５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンを本質的成分として用いる。
【００１０】
前記発明において、可視化に用いる組成物としては、請求項２に記載したように、ヨウ素酸イオン：０．０１０ｍｏｌ／ｌ（モル／リットル）以上を本質的成分として含むヨウ素酸イオン溶液を用いることが好ましい。かかるヨウ素酸イオン溶液からなる水素可視化剤を用いることで、５価の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンであるヨウ素酸イオンを材料の表面に容易に均一に供給することができ、またミクロ観察に十分な量のヨウ素を生成させることができる。
【００１１】
また、本発明の他の水素可視化剤は、請求項３に記載したように、材料の表面に供給することによって、材料中から拡散してきた水素をヨウ素として生成させ、生成したヨウ素とデンプンとをヨウ素デンプン反応によって発色させて可視化する水素可視化剤であって、５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンとデンプンとを本質的成分として含む組成物からなるものである。
この発明によると、材料表面に生成したヨウ素粒子を拡大観察することができるほか、ヨウ素をヨウ素デンプン反応により発色させ、可視化することができるので、目視観察により簡単容易に材料中の吸蔵部位を広狭にかかわらず特定することができる。また、発色した部位を中心として、ヨウ素粒子を拡大観察することで、ミクロ領域においける水素吸蔵部位を効率よく特定することができる。
【００１２】
前記発明において、可視化に用いる組成物としては、請求項４に記載したように、ヨウ素酸イオン：０．０１０ｍｏｌ／ｌ以上、デンプン：１〜５０ｇ／ｌを本質的成分として含むヨウ素酸イオン・デンプン溶液が好ましい。この溶液を用いることによって、ヨウ素酸イオンおよびデンプンを材料の表面に容易に均一に供給することができ、またミクロ観察に十分な量のヨウ素粒子が生成し、ヨウ素デンプン反応の発色の濃淡によって、吸蔵水素量の量的把握がある程度可能な良好な発色が得られる。
【００１３】
また、本発明の水素可視化粘着材は、請求項５に記載したように、材料の表面に付着させることによって、材料中から拡散してきた水素をヨウ素として生成させ、生成したヨウ素とデンプンとをヨウ素デンプン反応によって発色させて可視化する水素可視化粘着材であって、透明あるいは半透明の合成樹脂製のフィルムあるいはシートからなる基材と、前記基材表面に形成された水素可視化粘着層とを備え、前記水素可視化粘着層はヨウ素酸イオン：０．０１０ｍｏｌ／ｌ以上、デンプン：１〜５０ｇ／ｌを本質的成分として含むものである。
この発明によると、水素可視化粘着材の水素可視化粘着層を材料の表面に付着させるだけで、材料の表面に拡散してきた水素と水素可視化粘着層中のヨウ素酸イオンとが反応して十分な量のヨウ素が生成し、ヨウ素デンプン反応により良好な発色が得られる。この発色は、基材を透して目視観察することができるため、材料の水素吸蔵部位を簡便に知ることができる。また、可視化用材料としての取り扱い性にも極めて優れる。
【００１４】
本発明の吸蔵水素の可視化方法は、請求項６に記載したように、材料の表面に請求項１〜４に記載した水素可視化剤を供給し、材料の表面において材料中から拡散してきた水素と５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンとを反応させ、生成したヨウ素によって水素を可視化する方法である。生成した粒子状のヨウ素は電子顕微鏡、ＥＰＭＡ等の拡大観察手段によって拡大観察することによって認識することができ、材料中の水素の吸蔵部位を知ることができる。
【００１５】
本発明の他の吸蔵水素の可視化方法は、請求項７に記載したように、材料の表面に請求項３または４に記載した水素可視化剤を供給し、材料の表面において材料中から拡散してきた水素と５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンとを反応させ、生成したヨウ素とデンプンとをヨウ素デンプン反応によって発色させ、その発色によって水素を可視化する方法である。生成したヨウ素とデンプンとの反応によって生じた発色は目視観察することができ、これによって材料中の水素の吸蔵部位を広狭にかかわりなく、簡便に知ることができる。
【００１６】
本発明の吸蔵水素可視化材料は、請求項１０に記載したように、母材と、この母材の表面に請求項１〜４のいずれか１項に記載した水素可視化剤によって形成された水素可視化層とを備えたものである。前記水素可視化剤によって、母材中の水素の吸蔵部位が広狭にかかわらず、簡便に可視化され、吸蔵部位を容易に拡大観察あるいは目視観察することができる。
【００１７】
本発明の他の吸蔵水素可視化材料は、請求項１１に記載したように、母材と、請求項５に記載した水素可視化粘着材とを備え、前記母材の表面に前記水素可視化粘着材の水素可視化粘着層が付着したものである。前記水素可視化粘着材の水素可視化粘着層によって、基材中の水素の吸蔵部位が簡便に可視化され、広狭にかかわらず、容易に目視観察することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明者は、材料から放出された水素を５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンと反応させ、反応により生成した粒状のヨウ素、さらにはこのヨウ素とデンプンとの反応により生じた発色により、水素を可視化することができることを見い出し、本発明を完成するに至った。特に、ヨウ素デンプン反応による発色状態を目視観察することで、ｍｍ以上の領域にわたる水素の吸蔵部位や水素濃度を容易に知ることができる。
【００１９】
水素可視化剤を構成する組成物の本質的成分である、５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンとしては、例えばヨウ素酸イオン、過ヨウ素酸イオンなどがあるが、ここでは水素可視化剤として、ヨウ素酸イオンを本質的成分として含む組成物からなる水素可視化剤を用いて、材料中の吸蔵水素の可視化を行う方法について説明する。
【００２０】
材料中に水素が取り込まれる原因として、水素ガスとの接触や溶接、腐食、酸洗、めっき、化成処理などがある。たとえば鋼材が腐食する場合
４Ｆｅ＋６Ｈ２Ｏ＋３Ｏ２→４Ｆｅ（ＯＨ）３
Ｆｅ＋３Ｈ＋→Ｆｅ３＋＋３Ｈ
Ｆｅ３＋＋３Ｈ２Ｏ→Ｆｅ（ＯＨ）３＋３Ｈ＋
のような反応がおこり、水素の発生が伴う。この水素が鋼材中に侵入すると、鋼は割れや脆化を引き起こすことがある。侵入した水素は、材料の内外に拡散するため、材料表面にも徐々に拡散してくる。
【００２１】
本発明では材料表面に拡散した水素を、ヨウ素酸イオンと反応させてヨウ素を生成させ、あるいはさらにそのヨウ素をヨウ素デンプン反応により発色させることで、可視化を実現している。
【００２２】
ヨウ素酸イオンの供給源としてヨウ素酸カリウムを用いた場合には、下記のような反応が進行してヨウ素が生成する。このヨウ素は、生成に従って粒子状に成長、凝集する。
２ＫＩＯ３＋１０Ｈ＋２Ｈ＋→Ｉ２＋６Ｈ２Ｏ＋２Ｋ＋
【００２３】
かかる反応により生成したヨウ素は、拡大観察手段あるいは手法によって拡大観察が可能であり、拡大観察によって材料表面上の水素発生部位、ひいては材料中の吸蔵部位を特定することができる。前記拡大観察手段あるいは手法としては、電子顕微鏡、ＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｓｅｒ ）、ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ）、ＡＥＳ（Ａｕｇｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ）、ＡＦＭ／ＳＴＭ（Ａｔｏｍｉｃ−ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ／Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）、レーザー顕微鏡、光学顕微鏡などの表面元素分析手段あるいは手法、表面形態・形状観察手段あるいは手法を用いることができる。
【００２４】
また、生成したヨウ素をデンプンと反応（ヨウ素デンプン反応）させて、青ないし赤紫色を呈するデンプン−ヨウ素複合体を形成させることで、水素吸蔵部位を目視にて観察することができる。もちろん、ヨウ素デンプン反応により発色させた場合においても、電子顕微鏡、ＥＰＭＡなどの拡大観察手段を用いて析出したヨウ素粒子を観察してもよく、これによって微小領域の水素吸蔵部位を容易に認識することができる。この場合、ヨウ素デンプン反応により発色した部位を中心に観察することで、問題のある微小領域を効率よく観察することができる。
【００２５】
前記ヨウ素と反応させるデンプンの供給は、ヨウ素酸イオンを本質的成分として含むヨウ素酸イオン溶液からなる水素可視化剤を材料表面に塗布して、ヨウ素を生成させた後に、材料表面にデンプン溶液を塗布してヨウ素デンプン反応を生じさせてもよい。また、水素可視化剤として、ヨウ素酸イオンとデンプンとを本質的成分として含むヨウ素酸イオン・デンプン溶液を用いて、両者を同時に塗布してもよい。なお、ヨウ素酸イオンは、ヨウ素酸カリウムやヨウ素酸ナトリウムなどのヨウ素酸化合物を適宜の溶媒、例えば水、アルコール、エステルに溶かすことで得られる。また、溶液中には、適宜の増粘剤、例えば合成ゴム、キサンタンガム、寒天などを添加してもよい。
【００２６】
水素可視化剤を構成するヨウ素酸イオン溶液、あるいはヨウ素酸イオン・デンプン溶液におけるヨウ素酸イオンの濃度は０．０１０ｍｏｌ／ｌ以上とするのがよい。０．０１０ｍｏｌ／ｌ未満の希薄な領域ではヨウ素の生成が少なく、ヨウ素粒子が微小で、少ないため観察が難しくなる。また、デンプンとの発色が不鮮明になりやすい。ヨウ素酸イオン濃度の上限は特に限定しないが、過多に添加してもヨウ素の生成、その粒子の成長が飽和し、またヨウ素デンプン反応による発色の改善は見られないので、０．３ｍｏｌ／ｌ程度以下に止めるのが実用的である。
【００２７】
前記ヨウ素酸イオン・デンプン溶液におけるデンプン量は、１ｇ／ｌより少ない場合には目視確認がやや難しくなり、６０ｇ／ｌより多くてもヨウ素量による明度差（濃淡差）が付きにくく、目視確認性の改善は少ない。このため、好ましくは１〜６０ｇ／ｌとするのがよい。材料の垂直面へ塗布する場合など、水素可視化溶液が垂れ落ちない程度の粘度を必要とする場合には６０ｇ／ｌよりも多くすることが望ましい。
【００２８】
上記水素可視化剤は、ヨウ素酸イオンを含む溶液であり、検査材料に塗布することで、簡単に吸蔵水素の可視化を行うことができるが、さらに取り扱い性を改善した水素可視化粘着材について説明する。
【００２９】
図１は、かかる水素可視化粘着材を示しており、ポリエチレン、ポリプロピレン等の透明あるいは半透明の合成樹脂で形成されたフィルムあるいはシートからなる基材１と、この基材１の表面に被覆形成された水素可視化粘着層２とを備え、前記水素可視化粘着層２はヨウ素酸イオンを含む化合物としてヨウ素酸カリウムを好ましくは０．０１０ｍｏｌ／ｌ以上、デンプンを好ましくは１〜５０ｇ／ｌ、残部を合成ゴム等の粘着性樹脂からなる組成物によって形成されたものである。
【００３０】
この水素可視化粘着材によれば、検査対象となる材料ないし製品材料の表面に水素可視化粘着層２が付着するように材料表面に水素可視化粘着材を貼着するだけで、材料中の吸蔵水素の存在領域を目視観察により知ることができる。すなわち、材料中から表面に拡散してきた水素が水素可視化粘着層２のヨウ素酸イオンと反応してヨウ素を生成し、このヨウ素がデンプンと反応して発色する。この発色は、基材１を透して外部から目視観察することができるため、水素の吸蔵部位を容易に認識することができる。
【００３１】
本発明を下記の実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はかかる実施例によって限定的に解釈されるものではない。
【００３２】
【実施例】
供試材として冷延鋼板（板厚０．５ｍｍ）およびアルミニウム合金板（ＪＩＳ規定５１８２材、板厚０．５ｍｍ）を用い、これらの板材から２種の方形状試験片（Ａ：２０Ｗ×２０Ｌｍｍ、Ｂ：２０Ｗ×３０Ｌｍｍ）を採取した。この試験片をアセトン中で１ｍｉｎ 間超音波洗浄し、自然乾燥させた。
【００３３】
次に、試験片の片面に水素を以下の要領でチャージした。図２（図中の数字は寸法ｍｍを示す。）に示すように、試験片の一面の外周部を粘着テープでシールするとともに反対面を全面シールした後、これを陰極として０．０１ｍｏｌ／ｌのＫＳＣＮと０．１ｍｏｌ／ｌのＨ２ＳＯ４の混合溶液中、電流密度１ｍＡ／ｃｍ２ 、室温で３０分間電解し、非シール領域（図中の斜線部）に水素をチャージした。その後、シールをはずして水洗、乾燥した。また、比較のため、水素チャージを行わない試験片をも準備した。
【００３４】
上記試験片を用いて、表１に示す各種試料を作成した。試料Ｎｏ． １〜５、７〜１１、１５、１６〜１８、１９については、サイズＡの試験片に、水素可視化剤として、ヨウ素酸カリウム溶液あるいはヨウ素酸カリウム・デンプン溶液を塗布し、所定の反応時間経過後、色の変化を目視観察するとともにＳＥＭ（走査電子顕微鏡）観察した。ヨウ素酸カリウム・デンプン溶液は、所定量のデンプンを水と煮沸し、半透明になった後ヨウ素酸カリウムを加えて溶解させ、水冷したのもである。
【００３５】
また、試料Ｎｏ． ６、１２は、サイズＢの試験片にヨウ素酸カリウム・デンプン溶液を塗布し、水素チャージしていない反対面が山側となるように約９０°折り曲げて、その際の色の変化を目視観察し、変色部をＳＥＭにより拡大観察した。
【００３６】
また、試料Ｎｏ． １３、１４、２０、２１については、試験片の水素チャージ面に下記の要領で作成した水素可視化粘着材を貼り付けた。水素可視化粘着材は、ヨウ素酸カリウム、デンプンおよび合成ゴムを混合し、酢酸エチルを少量加えてスラリー状とした水素可視化剤を、透明な基材（ポリエチレンフィルム）に塗布したものである。
【００３７】
各試料に用いた水素可視化剤のヨウ素酸カリウム（ヨウ素酸イオン）、デンプンの濃度を表１に併せて示すと共に観察結果を同表に記す。
【００３８】
【表１】
【００３９】
ヨウ素酸イオンとの反応時間が比較的短い試料Ｎｏ． ２〜４、８〜１０では鋼、アルミニウム合金において水素をチャージした部分に青変が見られ、水素が水素チャージ面から放出されたことがわかる。また、反応時間の長い試料Ｎｏ． ５、１１では水素チャージ面の反対面（非チャージ面）にチャージ部分に対応した形状の変色部が現れた。これは、材料中に侵入した水素がチャージ面の反対面まで拡散したことを示している。
【００４０】
これに対し、水素をチャージしなかった試料Ｎｏ． １８、１９では、変色もなく、ヨウ素粒子も観察されなかった。これにより、水素をチャージした試料におけるヨウ素の生成および発色が材料中の水素によるものであることが裏付けられた。
【００４１】
また、試料Ｎｏ． ６、１２では、材料を折り曲げることにより、ごく短時間の反応でも折り曲げ部の周辺が発色した。これは材料が変形することによって材料中の水素が放出されたものと推測することができる。
【００４２】
以上のとおり、水素チャージした試料に対して、ヨウ素酸カリウム・デンプン溶液を材料表面に供給した場合、ヨウ素デンプン反応の発色が起こっていることから、ヨウ素が生成していることは明らかである。実際、試料Ｎｏ． １〜１２のサンプルをＳＥＭ／ＥＤＳ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ／Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）観察したところ、ヨウ素粒子を確認することができた。一例として試料Ｎｏ．１の拡大観察結果を図３に示す。かかる拡大観察により、微小領域の水素吸蔵部位を求めることも可能である。
【００４３】
また、試料Ｎｏ． １５に見るように、ヨウ素酸イオン濃度が０．３０ｍｏｌ／ｌを超えても、発色の改善は見られず、一方試料Ｎｏ． １６から、０．０１０ｍｏｌ／ｌ未満では水素によるヨウ素の生成量が少ないため、目視観察がやや困難であるが、ミクロ観察ではヨウ素粒子が少ないものの、観察することができた。Ｎｏ． １７はデンプンを含まないため、発色は認められなかったが、Ｎｏ． １６と同様、ヨウ素粒子は少ないものの、拡大観察することができた。
【００４４】
また、試料Ｎｏ． １３、１４、２０、２１の水素可視化鋼板でも、Ｎｏ． ２０はやや観察困難であったものの、基材を透して発色が目視観察された。もっとも、ヨウ素酸カリウム濃度が０．３０ｍｏｌ／ｌと多い試料Ｎｏ． ２１ではＮｏ． １４に比して発色性は改善されなかった。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、鋼やアルミニウム合金などの材料中から表面に拡散してきた水素をヨウ素酸イオンなどの５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンと反応させて粒子状のヨウ素を生成させ、あるいはさらに生成したヨウ素をヨウ素デンプン反応により発色させることにより、材料表面において材料中から拡散してきた水素を簡便に可視化することができ、そのヨウ素を拡大観察することで、材料中の吸蔵水素の存在を把握することができる。特に、生成したヨウ素をヨウ素デンプン反応により発色させる場合には、目視観察によって材料中の吸蔵水素の存在を広狭にかかわらず容易に把握することができる。このため、本発明は、例えば橋梁などの鋼構造物や自動車用鋼、アルミ部品等の応力集中部などにおいて、吸蔵水素による脆化、遅れ破壊の起こる可能性の予測を簡便に行うことができる。また、電池分野の水素吸蔵合金などの水素利用技術における水素濃化チェックなどに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水素可視化粘着材の部分断面模式図である。
【図２】実施例で用いた試験材の平面図である。
【図３】材料表面に拡散してきた水素とヨウ素酸イオンとの反応によって材料表面に粒子状に生成したヨウ素の電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１ 基材
２ 水素可視化粘着層
【発明が属する技術分野】
本発明は鋼、アルミニウム、銅、チタン、シリコン、マグネシウム、金属間化合物、セラミックスなどの各種材料中に吸蔵され、放出される水素を可視化するための水素可視化剤、その水素可視化剤を用いて材料中の吸蔵水素を材料表面において可視化する方法および吸蔵水素を可視化した材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
材料中に含まれた吸蔵水素は、材料の脆化、遅れ破壊の主な原因となる。このような吸蔵水素が問題となる部材としては、例えば、水素燃料ロケットエンジン部材、航空機・船舶・自動車・鉄道などの輸送機部材、原子炉部材、マイクロマシン部材、光ファイバーガラス材、石油・ガス輸送用ラインパイプ部材、橋梁・土木分野に使用される部材などがある。身近な例を挙げれば、ボルト、ネジ部品やばね、ワイヤ、ドアビームなどがある。また、電気自動車やハイブリッド車などの電池などへの利用が進められている水素吸蔵材料やシリコンウェハーの水素切断技術、あるいは水素透過膜などの水素利用技術においても、材料中に吸蔵された水素のチェックが必要になる。
【０００３】
材料中に吸蔵された水素の量は、ＡＰＩ−ＭＳなどの昇温分析法や電気化学透過法などを用いて、各温度での材料からの放出量として調べることができるが、脆化や破壊などの起点となる水素の局所的な吸蔵部位を調べることはできない。また、材料中の水素の可視化分析には、特性Ｘ線による簡便な局所分析を適用することはできない。
【０００４】
このため、水素の吸蔵部位を調べるには、トリチウムオートラジオグラフィや２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）が用いられる。前者は水素の存在位置をトリチウムを用いて可視化する方法であり、後者は数ｋｅＶ〜１０数ｋｅＶのイオンでサンプルを照射することによって放出されるイオンを質量分析する方法である。これらの方法によれば微小領域の水素をｐｐｍオーダーで検出することができる。
【０００５】
その他の水素可視化方法として、銀デコレーション法、水素マイクロプリント法が知られている。銀デコレーション法はジシアン化銀が水素により還元されて生じる銀粒子を可視化に利用する方法であり、水素マイクロプリント法は臭化銀が水素により還元されて生じた銀粒子を電子顕微鏡で観察する方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
トリチウムオートラジオグラフイによれば、水素の存在位置を金属組織レベルで観察可能であるが、放射性同位元素であるトリチウムを用いるため、簡便な方法とは言えない。また、ＳＩＭＳによれば材料の水平方向および深さ方向について水素分布の情報が得られるが、昇温分析法や電気化学透過法などと同様、それぞれ高価な設備を要するケースが多く、簡便な方法とは言えない。
【０００７】
一方、銀デコレーション法やマイクロプリント法では材料表面の水素を、銀粒子として電子顕微鏡により精密に観察することができ、微小領域の情報を得るには有効であるが、ｍｍ以上の領域で水素の分布を調べたり、数１０ｃｍ程度以上のサンプルを観察、分析することには適さない。勿論、目視観察することは困難である。
【０００８】
本発明はかかる問題に鑑みなされたもので、材料中に吸蔵された水素を簡便に可視化することができ、あるいはさらに微小領域から粗大領域において目視観察が可能なように可視化することができる水素可視化剤、水素可視化方法および吸蔵水素可視化材料などを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の水素可視化剤は、請求項１に記載したように、材料の表面に供給することによって、材料中から拡散してきた水素をヨウ素として生成させて可視化する水素可視化剤であって、５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンを本質的成分として含む組成物からなるものである。
この発明によると、５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンを本質的成分として含む組成物を材料表面に供給することによって、前記イオンが材料中から拡散してきた水素と反応して、ヨウ素を生成し、そのヨウ素が成長、凝集してヨウ素粒子となるため、可視化が可能となる。これを電子顕微鏡やＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｓｅｒ ）などの拡大観察手段によって拡大観察することで、材料中の吸蔵水素を材料表面において簡単容易に認識することができる。４価以下の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンでは、ヨウ素の生成が困難であるので、本発明では、例えば５価の酸化状態にあるヨウ素酸イオンや７価の酸化状態にある過ヨウ素酸イオンなど、５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンを本質的成分として用いる。
【００１０】
前記発明において、可視化に用いる組成物としては、請求項２に記載したように、ヨウ素酸イオン：０．０１０ｍｏｌ／ｌ（モル／リットル）以上を本質的成分として含むヨウ素酸イオン溶液を用いることが好ましい。かかるヨウ素酸イオン溶液からなる水素可視化剤を用いることで、５価の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンであるヨウ素酸イオンを材料の表面に容易に均一に供給することができ、またミクロ観察に十分な量のヨウ素を生成させることができる。
【００１１】
また、本発明の他の水素可視化剤は、請求項３に記載したように、材料の表面に供給することによって、材料中から拡散してきた水素をヨウ素として生成させ、生成したヨウ素とデンプンとをヨウ素デンプン反応によって発色させて可視化する水素可視化剤であって、５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンとデンプンとを本質的成分として含む組成物からなるものである。
この発明によると、材料表面に生成したヨウ素粒子を拡大観察することができるほか、ヨウ素をヨウ素デンプン反応により発色させ、可視化することができるので、目視観察により簡単容易に材料中の吸蔵部位を広狭にかかわらず特定することができる。また、発色した部位を中心として、ヨウ素粒子を拡大観察することで、ミクロ領域においける水素吸蔵部位を効率よく特定することができる。
【００１２】
前記発明において、可視化に用いる組成物としては、請求項４に記載したように、ヨウ素酸イオン：０．０１０ｍｏｌ／ｌ以上、デンプン：１〜５０ｇ／ｌを本質的成分として含むヨウ素酸イオン・デンプン溶液が好ましい。この溶液を用いることによって、ヨウ素酸イオンおよびデンプンを材料の表面に容易に均一に供給することができ、またミクロ観察に十分な量のヨウ素粒子が生成し、ヨウ素デンプン反応の発色の濃淡によって、吸蔵水素量の量的把握がある程度可能な良好な発色が得られる。
【００１３】
また、本発明の水素可視化粘着材は、請求項５に記載したように、材料の表面に付着させることによって、材料中から拡散してきた水素をヨウ素として生成させ、生成したヨウ素とデンプンとをヨウ素デンプン反応によって発色させて可視化する水素可視化粘着材であって、透明あるいは半透明の合成樹脂製のフィルムあるいはシートからなる基材と、前記基材表面に形成された水素可視化粘着層とを備え、前記水素可視化粘着層はヨウ素酸イオン：０．０１０ｍｏｌ／ｌ以上、デンプン：１〜５０ｇ／ｌを本質的成分として含むものである。
この発明によると、水素可視化粘着材の水素可視化粘着層を材料の表面に付着させるだけで、材料の表面に拡散してきた水素と水素可視化粘着層中のヨウ素酸イオンとが反応して十分な量のヨウ素が生成し、ヨウ素デンプン反応により良好な発色が得られる。この発色は、基材を透して目視観察することができるため、材料の水素吸蔵部位を簡便に知ることができる。また、可視化用材料としての取り扱い性にも極めて優れる。
【００１４】
本発明の吸蔵水素の可視化方法は、請求項６に記載したように、材料の表面に請求項１〜４に記載した水素可視化剤を供給し、材料の表面において材料中から拡散してきた水素と５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンとを反応させ、生成したヨウ素によって水素を可視化する方法である。生成した粒子状のヨウ素は電子顕微鏡、ＥＰＭＡ等の拡大観察手段によって拡大観察することによって認識することができ、材料中の水素の吸蔵部位を知ることができる。
【００１５】
本発明の他の吸蔵水素の可視化方法は、請求項７に記載したように、材料の表面に請求項３または４に記載した水素可視化剤を供給し、材料の表面において材料中から拡散してきた水素と５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンとを反応させ、生成したヨウ素とデンプンとをヨウ素デンプン反応によって発色させ、その発色によって水素を可視化する方法である。生成したヨウ素とデンプンとの反応によって生じた発色は目視観察することができ、これによって材料中の水素の吸蔵部位を広狭にかかわりなく、簡便に知ることができる。
【００１６】
本発明の吸蔵水素可視化材料は、請求項１０に記載したように、母材と、この母材の表面に請求項１〜４のいずれか１項に記載した水素可視化剤によって形成された水素可視化層とを備えたものである。前記水素可視化剤によって、母材中の水素の吸蔵部位が広狭にかかわらず、簡便に可視化され、吸蔵部位を容易に拡大観察あるいは目視観察することができる。
【００１７】
本発明の他の吸蔵水素可視化材料は、請求項１１に記載したように、母材と、請求項５に記載した水素可視化粘着材とを備え、前記母材の表面に前記水素可視化粘着材の水素可視化粘着層が付着したものである。前記水素可視化粘着材の水素可視化粘着層によって、基材中の水素の吸蔵部位が簡便に可視化され、広狭にかかわらず、容易に目視観察することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明者は、材料から放出された水素を５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンと反応させ、反応により生成した粒状のヨウ素、さらにはこのヨウ素とデンプンとの反応により生じた発色により、水素を可視化することができることを見い出し、本発明を完成するに至った。特に、ヨウ素デンプン反応による発色状態を目視観察することで、ｍｍ以上の領域にわたる水素の吸蔵部位や水素濃度を容易に知ることができる。
【００１９】
水素可視化剤を構成する組成物の本質的成分である、５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンとしては、例えばヨウ素酸イオン、過ヨウ素酸イオンなどがあるが、ここでは水素可視化剤として、ヨウ素酸イオンを本質的成分として含む組成物からなる水素可視化剤を用いて、材料中の吸蔵水素の可視化を行う方法について説明する。
【００２０】
材料中に水素が取り込まれる原因として、水素ガスとの接触や溶接、腐食、酸洗、めっき、化成処理などがある。たとえば鋼材が腐食する場合
４Ｆｅ＋６Ｈ２Ｏ＋３Ｏ２→４Ｆｅ（ＯＨ）３
Ｆｅ＋３Ｈ＋→Ｆｅ３＋＋３Ｈ
Ｆｅ３＋＋３Ｈ２Ｏ→Ｆｅ（ＯＨ）３＋３Ｈ＋
のような反応がおこり、水素の発生が伴う。この水素が鋼材中に侵入すると、鋼は割れや脆化を引き起こすことがある。侵入した水素は、材料の内外に拡散するため、材料表面にも徐々に拡散してくる。
【００２１】
本発明では材料表面に拡散した水素を、ヨウ素酸イオンと反応させてヨウ素を生成させ、あるいはさらにそのヨウ素をヨウ素デンプン反応により発色させることで、可視化を実現している。
【００２２】
ヨウ素酸イオンの供給源としてヨウ素酸カリウムを用いた場合には、下記のような反応が進行してヨウ素が生成する。このヨウ素は、生成に従って粒子状に成長、凝集する。
２ＫＩＯ３＋１０Ｈ＋２Ｈ＋→Ｉ２＋６Ｈ２Ｏ＋２Ｋ＋
【００２３】
かかる反応により生成したヨウ素は、拡大観察手段あるいは手法によって拡大観察が可能であり、拡大観察によって材料表面上の水素発生部位、ひいては材料中の吸蔵部位を特定することができる。前記拡大観察手段あるいは手法としては、電子顕微鏡、ＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｓｅｒ ）、ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ）、ＡＥＳ（Ａｕｇｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ）、ＡＦＭ／ＳＴＭ（Ａｔｏｍｉｃ−ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ／Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）、レーザー顕微鏡、光学顕微鏡などの表面元素分析手段あるいは手法、表面形態・形状観察手段あるいは手法を用いることができる。
【００２４】
また、生成したヨウ素をデンプンと反応（ヨウ素デンプン反応）させて、青ないし赤紫色を呈するデンプン−ヨウ素複合体を形成させることで、水素吸蔵部位を目視にて観察することができる。もちろん、ヨウ素デンプン反応により発色させた場合においても、電子顕微鏡、ＥＰＭＡなどの拡大観察手段を用いて析出したヨウ素粒子を観察してもよく、これによって微小領域の水素吸蔵部位を容易に認識することができる。この場合、ヨウ素デンプン反応により発色した部位を中心に観察することで、問題のある微小領域を効率よく観察することができる。
【００２５】
前記ヨウ素と反応させるデンプンの供給は、ヨウ素酸イオンを本質的成分として含むヨウ素酸イオン溶液からなる水素可視化剤を材料表面に塗布して、ヨウ素を生成させた後に、材料表面にデンプン溶液を塗布してヨウ素デンプン反応を生じさせてもよい。また、水素可視化剤として、ヨウ素酸イオンとデンプンとを本質的成分として含むヨウ素酸イオン・デンプン溶液を用いて、両者を同時に塗布してもよい。なお、ヨウ素酸イオンは、ヨウ素酸カリウムやヨウ素酸ナトリウムなどのヨウ素酸化合物を適宜の溶媒、例えば水、アルコール、エステルに溶かすことで得られる。また、溶液中には、適宜の増粘剤、例えば合成ゴム、キサンタンガム、寒天などを添加してもよい。
【００２６】
水素可視化剤を構成するヨウ素酸イオン溶液、あるいはヨウ素酸イオン・デンプン溶液におけるヨウ素酸イオンの濃度は０．０１０ｍｏｌ／ｌ以上とするのがよい。０．０１０ｍｏｌ／ｌ未満の希薄な領域ではヨウ素の生成が少なく、ヨウ素粒子が微小で、少ないため観察が難しくなる。また、デンプンとの発色が不鮮明になりやすい。ヨウ素酸イオン濃度の上限は特に限定しないが、過多に添加してもヨウ素の生成、その粒子の成長が飽和し、またヨウ素デンプン反応による発色の改善は見られないので、０．３ｍｏｌ／ｌ程度以下に止めるのが実用的である。
【００２７】
前記ヨウ素酸イオン・デンプン溶液におけるデンプン量は、１ｇ／ｌより少ない場合には目視確認がやや難しくなり、６０ｇ／ｌより多くてもヨウ素量による明度差（濃淡差）が付きにくく、目視確認性の改善は少ない。このため、好ましくは１〜６０ｇ／ｌとするのがよい。材料の垂直面へ塗布する場合など、水素可視化溶液が垂れ落ちない程度の粘度を必要とする場合には６０ｇ／ｌよりも多くすることが望ましい。
【００２８】
上記水素可視化剤は、ヨウ素酸イオンを含む溶液であり、検査材料に塗布することで、簡単に吸蔵水素の可視化を行うことができるが、さらに取り扱い性を改善した水素可視化粘着材について説明する。
【００２９】
図１は、かかる水素可視化粘着材を示しており、ポリエチレン、ポリプロピレン等の透明あるいは半透明の合成樹脂で形成されたフィルムあるいはシートからなる基材１と、この基材１の表面に被覆形成された水素可視化粘着層２とを備え、前記水素可視化粘着層２はヨウ素酸イオンを含む化合物としてヨウ素酸カリウムを好ましくは０．０１０ｍｏｌ／ｌ以上、デンプンを好ましくは１〜５０ｇ／ｌ、残部を合成ゴム等の粘着性樹脂からなる組成物によって形成されたものである。
【００３０】
この水素可視化粘着材によれば、検査対象となる材料ないし製品材料の表面に水素可視化粘着層２が付着するように材料表面に水素可視化粘着材を貼着するだけで、材料中の吸蔵水素の存在領域を目視観察により知ることができる。すなわち、材料中から表面に拡散してきた水素が水素可視化粘着層２のヨウ素酸イオンと反応してヨウ素を生成し、このヨウ素がデンプンと反応して発色する。この発色は、基材１を透して外部から目視観察することができるため、水素の吸蔵部位を容易に認識することができる。
【００３１】
本発明を下記の実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はかかる実施例によって限定的に解釈されるものではない。
【００３２】
【実施例】
供試材として冷延鋼板（板厚０．５ｍｍ）およびアルミニウム合金板（ＪＩＳ規定５１８２材、板厚０．５ｍｍ）を用い、これらの板材から２種の方形状試験片（Ａ：２０Ｗ×２０Ｌｍｍ、Ｂ：２０Ｗ×３０Ｌｍｍ）を採取した。この試験片をアセトン中で１ｍｉｎ 間超音波洗浄し、自然乾燥させた。
【００３３】
次に、試験片の片面に水素を以下の要領でチャージした。図２（図中の数字は寸法ｍｍを示す。）に示すように、試験片の一面の外周部を粘着テープでシールするとともに反対面を全面シールした後、これを陰極として０．０１ｍｏｌ／ｌのＫＳＣＮと０．１ｍｏｌ／ｌのＨ２ＳＯ４の混合溶液中、電流密度１ｍＡ／ｃｍ２ 、室温で３０分間電解し、非シール領域（図中の斜線部）に水素をチャージした。その後、シールをはずして水洗、乾燥した。また、比較のため、水素チャージを行わない試験片をも準備した。
【００３４】
上記試験片を用いて、表１に示す各種試料を作成した。試料Ｎｏ． １〜５、７〜１１、１５、１６〜１８、１９については、サイズＡの試験片に、水素可視化剤として、ヨウ素酸カリウム溶液あるいはヨウ素酸カリウム・デンプン溶液を塗布し、所定の反応時間経過後、色の変化を目視観察するとともにＳＥＭ（走査電子顕微鏡）観察した。ヨウ素酸カリウム・デンプン溶液は、所定量のデンプンを水と煮沸し、半透明になった後ヨウ素酸カリウムを加えて溶解させ、水冷したのもである。
【００３５】
また、試料Ｎｏ． ６、１２は、サイズＢの試験片にヨウ素酸カリウム・デンプン溶液を塗布し、水素チャージしていない反対面が山側となるように約９０°折り曲げて、その際の色の変化を目視観察し、変色部をＳＥＭにより拡大観察した。
【００３６】
また、試料Ｎｏ． １３、１４、２０、２１については、試験片の水素チャージ面に下記の要領で作成した水素可視化粘着材を貼り付けた。水素可視化粘着材は、ヨウ素酸カリウム、デンプンおよび合成ゴムを混合し、酢酸エチルを少量加えてスラリー状とした水素可視化剤を、透明な基材（ポリエチレンフィルム）に塗布したものである。
【００３７】
各試料に用いた水素可視化剤のヨウ素酸カリウム（ヨウ素酸イオン）、デンプンの濃度を表１に併せて示すと共に観察結果を同表に記す。
【００３８】
【表１】
ヨウ素酸イオンとの反応時間が比較的短い試料Ｎｏ． ２〜４、８〜１０では鋼、アルミニウム合金において水素をチャージした部分に青変が見られ、水素が水素チャージ面から放出されたことがわかる。また、反応時間の長い試料Ｎｏ． ５、１１では水素チャージ面の反対面（非チャージ面）にチャージ部分に対応した形状の変色部が現れた。これは、材料中に侵入した水素がチャージ面の反対面まで拡散したことを示している。
【００４０】
これに対し、水素をチャージしなかった試料Ｎｏ． １８、１９では、変色もなく、ヨウ素粒子も観察されなかった。これにより、水素をチャージした試料におけるヨウ素の生成および発色が材料中の水素によるものであることが裏付けられた。
【００４１】
また、試料Ｎｏ． ６、１２では、材料を折り曲げることにより、ごく短時間の反応でも折り曲げ部の周辺が発色した。これは材料が変形することによって材料中の水素が放出されたものと推測することができる。
【００４２】
以上のとおり、水素チャージした試料に対して、ヨウ素酸カリウム・デンプン溶液を材料表面に供給した場合、ヨウ素デンプン反応の発色が起こっていることから、ヨウ素が生成していることは明らかである。実際、試料Ｎｏ． １〜１２のサンプルをＳＥＭ／ＥＤＳ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ／Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）観察したところ、ヨウ素粒子を確認することができた。一例として試料Ｎｏ．１の拡大観察結果を図３に示す。かかる拡大観察により、微小領域の水素吸蔵部位を求めることも可能である。
【００４３】
また、試料Ｎｏ． １５に見るように、ヨウ素酸イオン濃度が０．３０ｍｏｌ／ｌを超えても、発色の改善は見られず、一方試料Ｎｏ． １６から、０．０１０ｍｏｌ／ｌ未満では水素によるヨウ素の生成量が少ないため、目視観察がやや困難であるが、ミクロ観察ではヨウ素粒子が少ないものの、観察することができた。Ｎｏ． １７はデンプンを含まないため、発色は認められなかったが、Ｎｏ． １６と同様、ヨウ素粒子は少ないものの、拡大観察することができた。
【００４４】
また、試料Ｎｏ． １３、１４、２０、２１の水素可視化鋼板でも、Ｎｏ． ２０はやや観察困難であったものの、基材を透して発色が目視観察された。もっとも、ヨウ素酸カリウム濃度が０．３０ｍｏｌ／ｌと多い試料Ｎｏ． ２１ではＮｏ． １４に比して発色性は改善されなかった。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、鋼やアルミニウム合金などの材料中から表面に拡散してきた水素をヨウ素酸イオンなどの５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンと反応させて粒子状のヨウ素を生成させ、あるいはさらに生成したヨウ素をヨウ素デンプン反応により発色させることにより、材料表面において材料中から拡散してきた水素を簡便に可視化することができ、そのヨウ素を拡大観察することで、材料中の吸蔵水素の存在を把握することができる。特に、生成したヨウ素をヨウ素デンプン反応により発色させる場合には、目視観察によって材料中の吸蔵水素の存在を広狭にかかわらず容易に把握することができる。このため、本発明は、例えば橋梁などの鋼構造物や自動車用鋼、アルミ部品等の応力集中部などにおいて、吸蔵水素による脆化、遅れ破壊の起こる可能性の予測を簡便に行うことができる。また、電池分野の水素吸蔵合金などの水素利用技術における水素濃化チェックなどに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水素可視化粘着材の部分断面模式図である。
【図２】実施例で用いた試験材の平面図である。
【図３】材料表面に拡散してきた水素とヨウ素酸イオンとの反応によって材料表面に粒子状に生成したヨウ素の電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１ 基材
２ 水素可視化粘着層
Claims (11)
- 材料の表面に供給することによって、材料中から拡散してきた水素をヨウ素として生成させて可視化する水素可視化剤であって、
５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンを本質的成分として含む組成物からなる、水素可視化剤。 - 組成物がヨウ素酸イオン：０．０１０ｍｏｌ／ｌ以上を本質的成分として含むヨウ素酸イオン溶液からなる、請求項１に記載した水素可視化剤。
- 材料の表面に供給することによって、材料中から拡散してきた水素をヨウ素として生成させ、生成したヨウ素とデンプンとをヨウ素デンプン反応によって発色させて可視化する水素可視化剤であって、
５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンとデンプンとを本質的成分として含む組成物からなる、水素可視化剤。 - 組成物がヨウ素酸イオン：０．０１０ｍｏｌ／ｌ以上、デンプン：１〜５０ｇ／ｌを本質的成分として含むヨウ素酸イオン・デンプン溶液からなる、請求項３に記載した水素可視化剤。
- 材料の表面に付着させることによって、材料中から拡散してきた水素をヨウ素として生成させ、生成したヨウ素とデンプンとをヨウ素デンプン反応によって発色させて可視化する水素可視化粘着材であって、
透明あるいは半透明の合成樹脂製のフィルムあるいはシートからなる基材と、前記基材表面に形成された水素可視化粘着層とを備え、前記水素可視化粘着層はヨウ素酸イオン：０．０１０ｍｏｌ／ｌ以上、デンプン：１〜５０ｇ／ｌを本質的成分として含む、水素可視化粘着材。 - 材料の表面に請求項１〜４に記載した水素可視化剤を供給し、材料の表面において材料中から拡散してきた水素と５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンとを反応させ、生成したヨウ素によって水素を可視化する、吸蔵水素の可視化方法。
- 生成したヨウ素を拡大観察する、請求項６に記載した吸蔵水素の可視化方法。
- 材料の表面に請求項３または４に記載した水素可視化剤を供給し、材料の表面において材料中から拡散してきた水素と５価以上の酸化状態にあるヨウ素を含むイオンとを反応させ、生成したヨウ素とデンプンとをヨウ素デンプン反応によって発色させ、その発色によって水素を可視化する、吸蔵水素の可視化方法。
- 発色を目視観察する、請求項８に記載した吸蔵水素の可視化方法。
- 母材と、この母材の表面に請求項１〜４のいずれか１項に記載した水素可視化剤によって形成された水素可視化層とを備えた、吸蔵水素可視化材料。
- 母材と、請求項５に記載した水素可視化粘着材とを備え、前記母材の表面に前記水素可視化粘着材の水素可視化粘着層が付着した、吸蔵水素可視化材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32893199A JP3545292B2 (ja) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | 水素可視化剤、吸蔵水素の可視化方法および吸蔵水素可視化材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32893199A JP3545292B2 (ja) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | 水素可視化剤、吸蔵水素の可視化方法および吸蔵水素可視化材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001147225A JP2001147225A (ja) | 2001-05-29 |
| JP3545292B2 true JP3545292B2 (ja) | 2004-07-21 |
Family
ID=18215706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32893199A Expired - Fee Related JP3545292B2 (ja) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | 水素可視化剤、吸蔵水素の可視化方法および吸蔵水素可視化材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3545292B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005103676A1 (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-03 | Japan Science And Technology Agency | 水素分布の可視化方法、水素分布の可視化システム、水素分布の可視化用発光試薬、水素検出方法および水素検出試薬 |
| JP2005331284A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Kobe Steel Ltd | 水素ガス検知剤および水素ガス検知装置 |
| JP4718468B2 (ja) | 2004-07-14 | 2011-07-06 | 本田技研工業株式会社 | レーザ分析装置、およびレーザ分析方法、並びに気体漏れ検査装置 |
| JP4600103B2 (ja) * | 2005-03-17 | 2010-12-15 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 水素マイクロプリント法 |
| JP4739959B2 (ja) * | 2005-10-12 | 2011-08-03 | 株式会社神戸製鋼所 | 水素ガス検知材および水素ガス検知部材、並びに水素ガス漏洩検知法 |
| JP4872087B2 (ja) * | 2007-02-28 | 2012-02-08 | 国立大学法人東北大学 | 応力腐食割れ及び孔食等の発生検知方法 |
| CN110312826A (zh) * | 2017-02-17 | 2019-10-08 | 日东电工株式会社 | 气体传感元件及其制造方法 |
-
1999
- 1999-11-19 JP JP32893199A patent/JP3545292B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001147225A (ja) | 2001-05-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | Transient formation of chromate in trivalent chromium process (TCP) coatings on AA2024 as probed by Raman spectroscopy | |
| JP3545292B2 (ja) | 水素可視化剤、吸蔵水素の可視化方法および吸蔵水素可視化材料 | |
| Blücher et al. | Scanning Kelvin probe force microscopy: A useful tool for studying atmospheric corrosion of MgAl alloys in situ | |
| Kovalov et al. | Operando electrochemical TEM, ex-situ SEM and atomistic modeling studies of MnS dissolution and its role in triggering pitting corrosion in 304L stainless steel | |
| Liu et al. | Protection of AA5083 by a zirconium-based conversion coating | |
| Tefashe et al. | Localized corrosion behavior of AZ31B magnesium alloy with an electrodeposited poly (3, 4-ethylenedioxythiophene) coating | |
| Qi et al. | Spectroscopic studies of chromium VI formed in the trivalent chromium conversion coatings on aluminum | |
| Mitsugi et al. | Pit formation induced by copper contamination on silicon surface immersed in dilute hydrofluoric acid solution | |
| Shruthi et al. | Detection of H2O2 from the reduction of dissolved oxygen on TCP-coated AA2024-T3: impact on the transient formation of Cr (VI) | |
| Xia et al. | A mechanistic study of sulfur-induced passivity degradation of alloy 800 in a simulated alkaline crevice environment at 300 C | |
| Gravina et al. | Corrosion behaviour of an assembly between an AA1370 cable and a pure copper connector for car manufacturing applications | |
| Weissenrieder et al. | In situ studies of sulfate nest formation on iron | |
| Dammulla et al. | Inhibiting the oxygen reduction reaction kinetics on carbon fiber epoxy composites through diazonium surface modification-impacts on the galvanic corrosion of coupled aluminum alloys | |
| Wu et al. | Inverse crevice corrosion of carbon steel: effect of solution volume to surface area | |
| Charles-Granville et al. | Effect of pH and Al Cations on Chromate Inhibition of Galvanic-Induced Corrosion of AA7050-T7451 Macro-Coupled to 316SS | |
| Yang et al. | Influence of ethanol content in the precursor solution on photo-assisted anodic deposition of ceria films | |
| Łosiewicz et al. | Application of the scanning kelvin probe technique for characterization of corrosion interfaces | |
| Biton et al. | On the electrochemical behavior and passivation of copper and brass (Cu70∕ Zn30) electrodes in concentrated aqueous KOH solutions | |
| Blücher et al. | Influence of ppb levels of SO2 on the atmospheric corrosion of aluminum in the presence of NaCl | |
| Ponomareva et al. | Alkaline Cleaning of Zn–Al–Mg Hot-Dip Galvanized Steels: Mechanisms and Surface Oxide Chemistry | |
| JP4600103B2 (ja) | 水素マイクロプリント法 | |
| Francis et al. | Mechanisms for pitting corrosion in alloy N04400 as revealed by imaging XPS, ToF‐SIMS and low‐voltage SEM | |
| Longo et al. | Hard X-ray photoelectron spectroscopy reveals self-organized structures of electrocatalytic nickel oxy-hydroxides | |
| Grandy | Effects of Gamma-Radiation on the Evolution of Copper Corrosion Dynamics in Deep Geological Repository Solution Environments | |
| Wang | The Corrosion of Thermally Oxidised Copper Materials in Anoxic Sulphide Solutions Containing Chloride |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040225 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040406 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040407 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080416 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090416 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100416 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100416 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110416 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120416 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |