JP7142856B2

JP7142856B2 - 金属材の耐食性試験方法及び耐食性試験装置

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Publication number: JP7142856B2
Application number: JP2018041687A
Authority: JP
Inventors: 達哉江▲崎▼; 勉重永; 良則礒本
Original assignee: Mazda Motor Corp; Hiroshima University NUC
Current assignee: Mazda Motor Corp; Hiroshima University NUC
Priority date: 2018-03-08
Filing date: 2018-03-08
Publication date: 2022-09-28
Anticipated expiration: 2038-03-08
Also published as: JP2019158386A

Description

本開示は、金属材の耐食性試験方法及び耐食性試験装置に関するものである。

従来より、電気化学的な手法により金属材の耐食性を評価することが行われている。

例えば、特許文献１には、被膜を有する金属部材及び対極部材を水に浸漬し、測定電源の負端子側及び正端子側をそれぞれ金属部材及び対極部材に電気的に接続し、対極部材から被膜を通して金属部材に流れる拡散限界電流に基づいて被膜の防食性能を評価する技術が開示されている。

特開２００７－２７１５０１号公報

しかしながら、このような従来の方法では、被測定物である金属部材を電解液等の溶液に浸漬しなければならない。そうすると、測定対象が限られ、例えば大きな製品であれば一部を切り出して測定に供さねばならず、切断面において新たな腐食が発生すること等により測定の信頼性が低下し得るという課題があった。また、製品の部位毎の耐食性評価を精度よく且つ簡便に行うことが困難であるという課題があった。

本開示は、金属材の耐食性を精度よく且つ簡便に行うことができる金属材の耐食性試験方法及び耐食性試験装置をもたらすことを課題とする。

ここに開示する第１の技術に係る金属材の耐食性試験方法は、参照電極に対する金属材の電位に基づいて該金属材の耐食性を評価する耐食性試験方法であって、前記参照電極と前記金属材との間に両者に接触するように電解液が配置されており、前記電解液は、基端側開口部と先端側開口部とを備えた筒状の容器に収容されており、前記参照電極は、前記基端側開口部を通じて前記容器内に挿入されるとともに、前記電解液に浸漬されており、前記容器の前記先端側開口部から吐出された前記電解液の液滴が、該容器内部の該電解液と連続した状態でその表面張力により該先端側開口部の先に保持されており、前記電解液の前記液滴は前記金属材の測定部位に接触しており、前記容器内部の前記先端側開口部側にスポンジ部材が配置されており、前記容器内部の前記基端側開口部側から前記先端側開口部側に延びるように糸状部材が配置されており、前記糸状部材は前記スポンジ部材に接触していることを特徴とする。

本構成によれば、測定対象である金属材の測定部位には、電解液の液滴を接触させるようにしたから、金属材を電解液に浸漬させる必要がなく、金属材の一部を切り出して測定に供する必要がない。そうすると、複雑形状部品や微細部品の一部分のみの電位測定が可能となり、その一部分のみの耐食性の評価が可能となる。また、金属材の一部を切り出す作業が不要となるから、金属材の表面状態を保持することができ、より精度の高い耐食性評価が可能となるとともに、耐食性評価の工程が簡素化され、評価時間が短縮される。また、金属材を電解液に浸漬させる必要がないから、例えば、湿潤、塩水噴霧、乾燥、泥付着状態等の種々の環境下での電位測定、延いては耐食性評価が可能となる。

また、前記電解液は、基端側開口部と先端側開口部とを備えた筒状の容器に収容されており、前記参照電極は、前記基端側開口部を通じて前記容器内に挿入されるとともに、前記電解液に浸漬されており、前記容器の前記先端側開口部から吐出された前記電解液の液滴が、該容器内部の該電解液と連続した状態でその表面張力により該先端側開口部の先に保持されており、前記電解液の前記液滴は前記金属材の前記測定部位に接触している。

本構成によれば、電解液の液滴を容器の先端側開口部の先に保持して、当該液滴を金属材の測定部位に接触させることにより、金属材の電位測定を可能としたから、金属材の耐食性試験をより簡便且つ短時間で行うことができる。

第２の技術は、第１の技術において、前記液滴の径は、０．１ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であることを特徴とする。

本構成によれば、液滴のサイズを上記範囲とすることにより、その表面張力による液滴の保持が確実となるから、金属材の測定部位の電位測定を安定して行うことができるとともに、同一測定部位における連続的な耐食性評価を行うことができる。

第３の技術は、第１又は第２の技術において、前記参照電極は銀／塩化銀電極であり、前記電解液は塩化ナトリウム水溶液であることを特徴とする。

本構成によれば、より簡便に金属材の耐食性評価を行うことができる。

第４の技術は、参照電極に対する金属材の電位に基づいて該金属材の耐食性を評価する耐食性試験装置であって、基端側開口部と先端側開口部とを備えた筒状の容器と、前記容器に収容された電解液と、前記基端側開口部から前記容器内に挿入され、前記電解液に浸漬された前記参照電極と、前記参照電極と、前記金属材と、に電気的に接続された電位測定部とを備え、前記容器は、前記基端側開口部を有する容器本体と、前記容器本体の先端側に接続され、前記先端側開口部を有する筒状のノズル部とを備えており、前記ノズル部内部の前記先端側開口部側にスポンジ部材が配置されており、前記ノズル部内部の前記容器本体側から前記先端側開口部側に延びるように糸状部材が配置されており、前記糸状部材は前記スポンジ部材に接触しており、前記容器の前記先端側開口部から吐出された前記電解液の液滴が、該容器内部の該電解液と連続した状態でその表面張力により該先端側開口部の先に保持されており、前記液滴を前記金属材の測定部位に接触させた状態で、前記電位測定部により前記参照電極に対する該測定部位の前記電位を測定することを特徴とする。

本構成によれば、測定対象である金属材を電解液に浸漬させる必要がなく、金属材の一部を切り出して測定に供する必要がない。そうして、複雑形状部品や微細部品の一部分のみの電位測定が可能となり、その一部分のみの耐食性の評価が可能となる。また、装置構成が簡単であることから、装置のハンドリング性や耐久性が向上する。さらに、種々の環境下での電位測定、延いては耐食性評価が可能となる。
また、前記容器は、前記基端側開口部を有する容器本体と、前記容器本体の先端側に接続され、前記先端側開口部を有する筒状のノズル部とを備えている。本構成によれば、測定によりノズル部が汚染された場合であっても、ノズル部を交換することにより、新たな測定が可能となり、装置の利便性が向上する。また、ノズル部を交換することにより、液滴が吐出される先端側開口部の開口径を容易に調節することができる。
そして、前記ノズル部内部の前記先端側開口部側にスポンジ部材が配置されており、前記ノズル部内部の前記容器本体側から前記先端側開口部側に延びるように糸状部材が配置されており、前記糸状部材は前記スポンジ部材に接触している。本構成によれば、容器内部、特にノズル部内部の電解液に気泡が生じた場合であっても、容器本体に収容された電解液が糸状部材に浸透するとともにノズル部の先端側開口部側に配置されたスポンジ部材まで到達する。そして、スポンジ部材まで到達した電解液はスポンジ部材に浸透した状態で保持される。そうして、先端側開口部からの電解液の液滴の吐出を確保するとともに、糸状部材及びスポンジ部材により、液滴と容器本体側の電解液との接続も確保される。

第５の技術は、第４の技術において、前記容器の前記先端側開口部の開口径は、０．１ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であることを特徴とする。

本構成によれば、先端側開口部の開口径を上記範囲とすることにより、先端側開口部から吐出される液滴のサイズを、その表面張力により先端側開口部の先に確実に保持可能なサイズに制限することができ、液滴の落下等を抑制して測定の信頼性を向上させることができる。

第６の技術は、第４又は第５の技術において、前記参照電極の前記電解液に浸漬された部分の先端部分から前記容器の前記先端側開口部までの前記容器の長さは、前記容器の前記先端側開口部の開口径の５倍以上５００倍以下であることを特徴とする。

本構成によれば、参照電極から先端側開口部までの容器の長さを所定範囲とすることにより、参照電極から金属材の測定個所までの距離をある程度確保することができ、複雑形状部品や微細部品の一部分等の測定が容易となる。

第７の技術は、第４乃至第６の技術のいずれか一において、前記参照電極は銀／塩化銀電極であり、前記電解液は塩化ナトリウム水溶液であることを特徴とする。

以上述べたように、本開示によると、測定対象である金属材の測定部位には、電解液の液滴を接触させるようにしたから、金属材を電解液に浸漬させる必要がなく、金属材の一部を切り出して測定に供する必要がない。そうすると、複雑形状部品や微細部品の一部分のみの電位測定が可能となり、その一部分のみの耐食性の評価が可能となる。また、金属材の一部を切り出す作業が不要となるから、金属材の表面状態を保持することができ、より精度の高い耐食性評価が可能となるとともに、耐食性評価の工程が簡素化され、評価時間が短縮される。また、金属材を電解液に浸漬させる必要がないから、例えば、湿潤、塩水噴霧、乾燥、泥付着状態等の種々の環境下での電位測定、延いては耐食性評価が可能となる。

実施形態１に係る耐食性試験装置を模式的に示す図である。測定対象である金属材としてのコンデンサを示す図である。測定部１１を拡大して示す図である。容器本体の（ａ）側面図及び（ｂ）底面図である。ノズル部の（ａ）側面図及び（ｂ）底面図である。実施形態１に係る耐食性試験方法の工程を説明するためのフローチャートである。図５のＡ－Ａ線における断面図であり、実施形態２におけるノズル部の構成を示す図である。表面に模擬泥を塗布した金属板の耐食性試験を行う様子を示した図である。種々の試験モードにおける耐食性試験の結果を示すグラフである。スポット溶接部からの距離と電位との関係を示すグラフである。

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

（実施形態１）
図１は、本実施形態に係る金属材の耐食性試験装置１を模式的に示す図である。図２は、本実施形態に係る耐食性試験装置の測定対象であるコンデンサＲ（金属材）の構造を示している。なお、図１に示す測定対象である金属材は、コンデンサＲであり、図２の符号Ａで示す部分を拡大したものである。また、図３は耐食性試験装置１の測定部１１、図４は容器本体３、図５はノズル部４を示す図である。

＜耐食性試験装置＞
図１に示すように、本実施形態に係る金属材の耐食性試験装置１は、参照電極２に対するコンデンサＲの測定部位の電位を測定することによりコンデンサＲの測定部位における耐食性を評価する装置である。耐食性試験装置１は、参照電極２を含む測定部１１と、参照電極２及びコンデンサＲのチューブ部Ｒ１に配線１３，１４により電気的に接続された電位計１２（電位測定部）とを備えている。測定部１１は、基端側開口部３１と先端側開口部４１とを備えた筒状の容器３０を備えている。筒状の容器３０には、電解液６が収容されている。参照電極２は、容器３０の基端側開口部３１から容器３０内に挿入されており、容器３０内に収容された電解液６に浸漬されている。

－金属材－
図２に示すコンデンサＲは、例えば自動車用の熱交換器である。コンデンサＲは、チューブ部Ｒ１、フィン部Ｒ２（測定部位）、及びこれらチューブ部Ｒ１とフィン部Ｒ２とを接合させるフィレット部Ｒ３を備えている。コンデンサＲの上記３つの部材の中で、チューブ部Ｒ１は冷媒の通路であり、腐食により孔が形成されると冷媒の漏れにつながることから、最も耐食性を確保すべき部材である。従って、フィン部Ｒ２、フィレット部Ｒ３、そしてチューブ部Ｒ１の順に電位が高くなるように金属材料の種類を調整して、フィン部Ｒ２から腐食が始まるように構成されている。具体的に、例えば、アルミニウム製のコンデンサの場合、フィン部Ｒ２は、亜鉛を含有するアルミニウム－マンガン系合金製、フィレット部Ｒ３はアルミニウム－シリコンろう材、チューブ部Ｒ１は、アルミニウム－マンガン系合金及び純アルミニウム製の芯材に亜鉛の防食層を形成した構成等が採用されている。

－電位計及び配線－
電位計１２及び配線１３，１４は、特に限定されるものではなく、一般的に公知のものを採用することができる。

－参照電極－
参照電極としては、電気化学測定に用いられる一般的な参照電極を使用することができ、例えば銀／塩化銀電極、カロメル電極、水銀／硫酸水銀電極、水銀／酸化水銀電極、パラジウム／水素電極等を用いることができる。

参照電極の形状としては、一部又は全部が容器本体３に収容される形状であれば特に限定されるものではなく、丸棒状、角棒状、球形等種々の形状のものを採用可能であるが、好ましくは入手容易な丸棒状である。

－電解液－
電解液６は、電気化学測定に用いられる一般的な電解液を使用することができるが、一般に金属材が曝され得る腐食液を模擬した溶液を使用することが好ましく、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硝酸カリウム、リン酸カルシウム、酒石酸水素カリウム等の水溶液である。電解液の濃度は、腐食液を模擬した溶液を採用する観点から、例えば１～１０質量％程度とすることができる。

－容器－
容器３０は、図３に示すように、基端側開口部３１を有する容器本体３と、先端側開口部４１を有する筒状のノズル部４とを備えている。ノズル部４は、容器本体３の先端側に接続されている。

容器本体３は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、軸Ｐ１を中心とする円筒状の部材であり、大径部３２と小径部３３とを有している。大径部３２は基端側開口部３１と大径部先端部３２ａとを有している。また、小径部３３は、大径部先端部３２ａに接続された小径部基端部３３ｄと、小径部先端部３３ａと、小径部基端部３３ｄから小径部先端部３３ａへ先細りとなるように延びる小径部テーパ部３３ｃとを有している。大径部３２は、内部に参照電極２の先端部２１を収容するとともに、容器３０内部に収容された電解液６との接触を確保可能な内径の大径部貫通孔３２ｂを有している。大径部貫通孔３２ｂの先端側には、先端側に向かって漸次細くなる大径部テーパ貫通孔３２ｃが形成されており、さらにその先に大径部細孔３２ｄが形成されている。小径部３３には、大径部細孔３２ｄと同一の内径を有する小径部貫通孔３３ｂが形成されている。大径部貫通孔３２ｂ、大径部テーパ貫通孔３２ｃ、大径部細孔３２ｄ、及び小径部貫通孔３３ｂはいずれも軸Ｐ１を中心とする。なお、大径部細孔３２ｄと小径部貫通孔３３ｂとは、大径部先端部３２ａと小径部基端部３３ｄとの接続により連通している。

ノズル部４は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、軸Ｐ１を中心とする細長い円筒状の部材である。ノズル部４はノズル基端開口部４７を有するノズル基部４４と、ノズル基部４４から延出され、先端に向かって先細りとなるテーパ状に形成されたノズルヘッド部４５と、ノズルヘッド部４５の先端に設けられた先端側開口部４１とを備えている。ノズル部４内部には、ノズル貫通孔４６が形成されている。図３に示すように、容器本体３の小径部３３は、その小径部先端部３３ａがノズル基端開口部４７を通じてノズル貫通孔４６内に挿入されることにより、ノズル部４のノズル基部４４に装着される。そうして、小径部貫通孔３３ｂとノズル貫通孔４６とが連通することにより、電解液６の通路が形成される。

容器本体３及びノズル部４は絶縁性の材質であり、例えばポリプロピレン製、テフロン（登録商標）製等の樹脂製である。なお、ノズル部４としては、市販のピペットチップを用いてもよい。

本実施形態に係る耐食性試験装置１では、容器３０を容器本体３とノズル部４とを別体とすることで、例えば、測定によりノズル部４が汚染された場合であっても、ノズル部４を交換することにより、速やかに新たな測定が可能となり、装置の利便性が向上する。また、ノズル部４を交換することにより、後述する液滴６１が吐出される先端側開口部４１の開口径を容易に調節することができる。

＜耐食性試験方法＞
次に、本実施形態に係る耐食性試験装置１を用いた耐食性試験方法について説明する。

図６は、本実施形態に係る耐食性試験方法の工程を説明するためのフローチャートである。耐食性試験方法は、金属材準備工程Ｓ１と、測定部準備工程Ｓ２と、測定部配置工程Ｓ３と、電位測定工程Ｓ４と、耐食性評価工程Ｓ５とを備えている。

－金属材準備工程Ｓ１－
まず、測定対象である金属材、すなわちコンデンサＲを準備する。測定値の安定性を確保するため、測定前に、コンデンサＲの測定部位の表面を例えばアセトン等の溶剤で拭き取り（以下、「アセトン処理」と称することがある。）、表面の油分等を除去することが好ましい。

試験の種類により、必要があれば、模擬泥等を測定部位に塗布してもよい。また、耐候性試験等を行ってもよい。

－測定部準備工程Ｓ２－
次に、測定部１１の準備を行う。容器本体３とノズル部４とを接続し、容器３０内部に電解液６を注入する。なお、容器３０内の電解液６に気泡が見られる場合は、容器３０に振動を与えたり、細い糸等を容器３０内に挿入したりして気泡を予め取り除いておくことが好ましい。

そして、参照電極２を、容器本体３の基端側開口部３１を通じて容器本体３の大径部貫通孔３２ｂ内に挿入し、容器３０の内部に収容された電解液６に浸漬させる。このとき、基端側開口部３１から余剰の電解液６があふれた場合は拭き取るなどして取り除いておく。基端側開口部３１と参照電極２との隙間が広い場合や、測定部１１を下側から測定部位に配置する場合等は、参照電極２の落下や電解液６の漏れを抑制する観点から、基端側開口部３１と参照電極２との隙間をシールするシール部材を設けてもよい。

そして、コンデンサＲと参照電極２とを電位計１２を介して配線１３，１４により電気的に接続させる。

－測定部配置工程Ｓ３－
図３に示すように、電解液６に作用する重力により、先端側開口部４１から容器３０内部の電解液６が吐出され、液滴６１が形成される。そして、液滴６１の表面張力と重力との釣りあいにより、液滴６１は先端側開口部４１の先に形成されたまま、落下することなく保持される。すなわち、先端側開口部４１から吐出された電解液６の液滴６１は、容器３０内部の電解液６と連続した状態でその表面張力により先端側開口部４１の先に保持されている状態である。

ここに、図５に示すノズル部４の先端側開口部の内径、すなわち開口径Ｌ２は、好ましくは０．１ｍｍ以上３．５ｍｍ以下、より好ましくは０．１５ｍｍ以上３．２ｍｍ以下、特に好ましくは０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下である。このような構成とすることにより、後述する先端側開口部４１から吐出される液滴６１のサイズを、その表面張力により先端側開口部４１の先に確実に保持可能なサイズに制限することができ、液滴６１の落下等を抑制して測定の信頼性を向上させることができる。

そして、上記構成により、図３に示す液滴６１の径Ｌ３においても、好ましくは０．１ｍｍ以上３．５ｍｍ以下、より好ましくは０．１５ｍｍ以上３．２ｍｍ以下、特に好ましくは０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下である。液滴６１のサイズを上記範囲とすることにより、その表面張力による液滴６１の保持が確実となるから、電位測定を安定して行うことができ、例えば同一測定部位における連続的な耐食性評価を精度良く行うことができる。

次に、電解液６の液滴６１が先端側開口部４１の先に保持された状態で、当該液滴６１がコンデンサＲの測定部位であるフィン部Ｒ２の表面に接触するように測定部１１を配置させる。そうすると、電解液６は液滴状態でコンデンサＲのフィン部Ｒ２に接触し、参照電極２とコンデンサＲのフィン部Ｒ２との間に両者に接触するように電解液６が配置された状態となる。

なお、図３に示すように、参照電極２の電解液に浸漬された先端部２１（参照電極の電解液に浸漬された部分）の端部２１ａ（先端部分）から先端側開口部４１までの容器３０の長さＬ１は、先端側開口部４１の開口径Ｌ２の好ましくは５倍以上５００倍以下、より好ましくは１０倍以上４５０倍以下とすることができる。また、例えば、開口径Ｌ２が上述のごとく０．１ｍｍ以上３．５ｍｍ以下である場合には、上記容器３０の長さＬ１は、例えば１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下、好ましくは２０ｍｍ以上４５ｍｍ以下としてもよい。参照電極２から先端側開口部４１までの容器３０の長さを所定範囲とすることにより、参照電極２からコンデンサＲの測定部位であるフィン部Ｒ２までの距離をある程度確保することができる。そうして、複雑形状部品や微細部品の一部分等の測定が容易となる。

－電位測定工程Ｓ４－
液滴６１をコンデンサＲのフィン部Ｒ２に接触させた状態で、電位計１２によりフィン部Ｒ２と参照電極２間の電位差を測定する。測定時間は、電位を安定させる観点から、例えば１５秒程度以上、好ましくは２０秒程度以上１分程度以下とすることができる。

－耐食性評価工程Ｓ５－
測定により得られた電位の値から、測定部位の耐食性を評価する。具体的には、電位が高い程耐食性は高く、電位が低い程耐食性は低いと判断することができる。例えば、同一測定部位の電位の時間変化を測定することにより、電位の低下が観測された場合には、耐食性が低下していると評価することができる。また、複数の測定部位について、電位を測定し、比較することで、当該複数の測定部位のうち、耐食性の高い部位と低い部位とを判別することができる。

＜作用効果＞
本実施形態に係る耐食性試験装置１を用いた耐食性試験方法は、液滴６１をフィン部Ｒ２に接触させ、参照電極２に対するフィン部Ｒ２の電位を測定することにより、当該電位に基づいてコンデンサＲのフィン部Ｒ２の耐食性を評価することができる。そして、液滴６１をフィレット部Ｒ３やチューブ部Ｒ１に接触させることにより、これらフィレット部Ｒ３やチューブ部Ｒ１の電位測定及び耐食性評価が可能となる。上述のごとく、コンデンサＲの部位毎の電位は、チューブ部Ｒ１、フィレット部Ｒ３、フィン部Ｒ２の順に低くなるように構成され、フィン部Ｒ２から腐食が始まるように設定されている。各部位毎の電位を測定し、それらの耐食性を評価することで、コンデンサＲの劣化の程度を推測したり、コンデンサＲの劣化の原因を推測したりすることができる。

このように、本実施形態に係る耐食性試験装置１を用いた耐食性試験方法によれば、コンデンサＲ等の金属材を電解液６に浸漬させる必要がなく、また金属材の一部を切り出して測定に供する必要がない。そうすると、金属材の一部分のみの電位測定及び耐食性評価が可能となる。また、測定部１１を測定部位に配置して測定するだけであるから、装置のハンドリング性や耐久性が向上するとともに、耐食性評価の工程が簡素化され、評価時間が短縮される。また、金属材の切り出しが不要であるから、金属材の表面状態を保持することができ、より精度の高い耐食性評価が可能となる。さらに、金属材を電解液６に浸漬させる必要がないから、例えば、湿潤、塩水噴霧、乾燥、泥付着状態等の種々の環境下での電位測定、延いては耐食性評価が可能となる。そうして、金属材の耐食性試験をより簡便且つ短時間で行うことができる。

（実施形態２）
以下、本開示に係る他の実施形態について詳述する。なお、これらの実施形態の説明において、実施形態１と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

図７は、実施形態２に係る耐食性試験装置１のノズル部４の構成を示している。

図７に示すように、ノズル部４内部には、先端側開口部４１側にスポンジ部材４３が配置された構成としてもよい。このスポンジ部材４３は、電解液６が染み込むことでノズル部４内の先端側開口部４１側に電解液６を供給するためのものである。スポンジ部材４３としては、電解液６を含んで保持することができれば特に限定されるものではなく、具体的には例えばゴム製の連泡スポンジ、樹脂製の不織布スポンジ等を採用することができる。

そして、ノズル部４内部の容器本体３側に位置するノズル基部４４から先端側開口部４１側に延びるように糸状部材４２が配置されている。糸状部材４２の先端側はスポンジ部材４３に接触している。糸状部材４２は容器本体３側に注入された電解液６が確実に先端側開口部４１側、特にスポンジ部材４３に供給されるようにするためのものである。糸状部材４２は、電解液６が伝わることができれば特に限定されるものではないが、具体的には例えば、綿製、樹脂製の糸等を採用することができる。

上記構成とすることで、容器３０内部、特にノズル部４内部の電解液６に気泡６２が生じた場合であっても、容器本体３に収容された電解液６が糸状部材４２を伝ってノズル部４の先端側開口部４１側に配置されたスポンジ部材４３まで到達する。そして、スポンジ部材４３まで到達した電解液６はスポンジ部材４３に浸透した状態で保持される。そうして、先端側開口部４１からの電解液６の液滴６１の吐出を確実なものとするとともに、糸状部材４２及びスポンジ部材４３により、液滴６１と容器本体３側の電解液との接続も確保される。

なお、糸状部材４２及びスポンジ部材４３は、いずれか一方のみ配置されている構成であってもよい。例えば糸状部材４２のみ配置されている構成であっても、容器本体３側から先端側開口部４１側への電解液の供給を促進させることができる。また、例えば、スポンジ部材４３のみ配置されている構成であっても、スポンジ部材４３が電解液６を保持することで、先端側開口部４１側への電解液の供給を促進させることができる。この場合、気泡６２が形成されているときは、ノズル部４に振動を与える等の対策をとることにより気泡６２を取り除いておくことが望ましい。

（その他の実施形態）
実施形態１，２では、金属材としてコンデンサＲを例に挙げて説明したが、金属材は、コンデンサＲに限らず、金属製の部材であればよい。具体的には例えば、自動車部品、家電製品、建材等の金属製の部材が挙げられる。自動車部品としては、自動車用ラジエータ、エバポレータ、自動車用内外装部品、エンジン部品などが挙げられる。また、スポット溶接などの溶接部位、製品のエッジ部分、塗装被膜や酸化被膜などの被膜を有する部品、模擬泥などを表面に塗布した状態の部品であってもよい。また、金属材は、金属製部分と金属以外の材質の部分とを備えた複合部材であってもよい。この場合、金属以外の材質の部分は、樹脂製、繊維強化樹脂製その他種々の添加材を含む樹脂製、セラミック製等であってもよい。

また、金属材（金属材が複合部材の場合は金属製部分）の金属は、特に限定されるものではなく、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、鉄、銅、マンガン、クロム、亜鉛、金、銀、ニッケル等の金属及びこれらの合金等である。

なお、酸化被膜を備えた金属材の例としては、アルミニウム酸化物の被膜が形成されたアルミニウム材、クロム酸化物の被膜が形成されたステンレス材等が挙げられる。

また、金属材に塗装被膜が形成されている場合には、塗装被膜は例えばエポキシ樹脂系、アクリル樹脂系等のカチオン電着塗膜（下塗り塗膜）等が挙げられる。

金属材の形状は、特に限定されるものではなく、板状、棒状、管状、球状、ブロック状、複雑形状、微細形状等種々の形状であってよい。また、金属材は、金属製部品と金属以外の例えば樹脂製部品との複合部材等、種々の材質の複数の部品からなる複合部材であってもよい。

例えば、板状の金属材に模擬泥を塗布して耐食性試験を行う方法としては、図８に示す方法等が挙げられる。すなわち、例えば、金属材準備工程Ｓ１において、測定対象である金属材Ｍの測定部位の表面の油分をアセトン処理後、模擬泥８を塗布する。そして、模擬泥８の影響を評価するため、所定時間放置する。その後、測定部配置工程Ｓ３において、測定部１１の液滴６１が模擬泥８の下の金属材Ｍの測定部位に接触するように測定部１１を配置し、電位測定工程Ｓ４で測定を行う。そうして、耐食性評価工程Ｓ５において、測定により得られた電位から金属材Ｍの耐食性を評価することができる。また、例えば、模擬泥８塗布直後から電位の測定を開始し、電位の時間変化を観測することで、模擬泥８による耐食性の変化を観測することができる。

実施形態１，２では、ノズル部４は軸Ｐ１に沿って真っ直ぐ延びる形状であったが、ノズル部４として湾曲した形状の部材や、例えばフレキシブルチューブ等の変形可能なチューブ状部材等を採用してもよい。これにより、例えば製品の奥側や底面側等に位置するような、実施形態１，２の測定部１１では配置が困難な測定部位の耐食性試験を容易に行うことができる。

また、実施形態１，２では、容器３０を、容器本体３及びノズル部４の別体とする構成であったが、一体的に成形された構成としてもよい。これにより容器本体３及びノズル部４の接続部からの電解液６の漏れ等を抑制することができる。

次に、具体的に実施した実施例について説明する。

＜コンデンサの耐食性試験＞
本開示の耐食性試験方法により、コンデンサの部位毎の電位を測定し、コンデンサの部位毎の耐食性を評価した。結果を図９に示す。

－測定部－
参照電極は銀／塩化銀電極（東亜ディーケーケー社製ＨＳ－２０５Ｃ）、電解液は５質量％塩化ナトリウム水溶液を使用した。容器本体はテフロン（登録商標）製の成形部品として作製した。ノズル部は、ピペットチップ（アイビスピペットチップＩ－５０３Ｙイエロー１～２００μＬ）を用いた。糸状部材はフッ素樹脂製凧糸、スポンジ部材は連泡スポンジを使用した。

－試験条件－
コンデンサとして、市販のアルミニウム製自動車用ＰＦ型コンデンサを用いた。

図９の実施例１（新品）は、コンデンサを購入後、表面をアセトン処理後に測定に供した。なお、試験日数は０日目としている。

実施例２（ＣＣＴ）は、新品のコンデンサに対し、アセトン処理後に、複合サイクル腐食促進試験機（スガ試験機株式会社製）を用いて、１サイクル当たり８時間の複合サイクル試験を３サイクル（計２４時間）施したものである。なお、１サイクルは、塩水噴霧（５質量％塩化ナトリウム水溶液、３５℃、２時間）、次いで乾燥（２０～３０％相対湿度、６０℃、４時間）、次いで湿潤（＞９５％相対湿度、５０℃、２時間）からなる。上記３サイクルの複合サイクル試験（以下、「ＣＣＴ試験」と称することがある。）を終了した時点を０日目とし、７日目、１４日目の部位毎の電位を測定した。

実施例３（模擬泥）は、新品のコンデンサの測定部位をアセトン処理後、水：カオリナイト：塩化ナトリウム：硫酸ナトリウム：塩化カルシウム＝５００：５００：２５：２５：２５（質量比）からなる模擬泥を塗布したものである。模擬泥塗布直後を０日目として、７日目、１４日目の部位毎の電位を測定した。

－結果－
実施例１の新品では、符号Ｅ１ａ、Ｅ１ｂで示すように、チューブ部に比べ、フィン部の方が、電位が低く、腐食されやすい、すなわち耐食性が低いことが判った。これは、一般的なコンデンサの設計と整合する結果である。

実施例２のＣＣＴ試験を施したものでは、符号Ｅ２１ａ、Ｅ２１ｂで示す７日目において、新品のものに比べて、耐食性が向上していることが判った。また、１４日目には、符号Ｅ２２ａ、Ｅ２２ｂで示すように、チューブ部の耐食性は７日目から少し向上するとともに、フィン部の耐食性がさらに向上し、チューブ部とフィン部の耐食性の差が小さくなっていることが判った。これは、ＣＣＴ試験によりコンデンサの腐食が始まり、表面に酸化被膜が形成され、電位が変化するとともに、チューブ部とフィン部との電位の差が低減したものと考えられる。

実施例３の模擬泥を塗布したものでは、符号Ｅ４１ａ、Ｅ４１ｂで示すように、７日目には、新品のものに比べて、耐食性が大きく向上していることが判った。しかしながら、符号Ｅ４２ａ、Ｅ４２ｂで示すように、１４日目には、チューブ部の耐食性が低下し、フィン部の耐食性が上昇したことにより、両者の耐食性の差がほとんどなくなっていることが判った。

このように、従来の電気化学測定ではコンデンサの部位毎の電位を精度良く測定することは困難であったが、本開示に係る耐食性試験によれば、コンデンサの部位毎の耐食性評価、ＣＣＴ試験における耐食性評価、泥付着保湿状態での耐食性評価等を簡便に行うことが可能であることが判った。また、電位の時間変化を観測することで、腐食に伴うコンデンサ表面の酸化被膜形成に起因する電位変化、延いては耐食性の変化を観測することが可能となった。さらに、実施例２と実施例３の試験結果の違いから、環境によっては、チューブ部及びフィン部の電位差が確保されず、又は、チューブ部及びフィン部の電位が逆転し、チューブ部の腐食が進行し得る虞があることが示唆された。

＜スポット溶接部を備えたステンレス部品の耐食性試験＞
実施例４として、スポット溶接を施したステンレス鋼板の耐食性試験を行った。結果を図１０に示す。

－測定部－
上記コンデンサの耐食性試験で用いた測定部の構成と同一である。

－試験条件－
図１０の上部に示すように、スポット溶接部ＳＷを備えたステンレス鋼板Ｍ１について、スポット溶接部ＳＷの中心ＳＷ１から二点鎖線上における所定距離の測定位置において、本開示の耐食性試験方法により電位を測定し、耐食性を評価した。

ステンレス鋼板Ｍ１の表面をアセトン処理後、各測定部位に測定部１１を配置して、電位を測定した。スポット溶接部ＳＷの直径はＷ１であるが、中心ＳＷ１から直径Ｗ１で示す位置までの測定部位では、符号Ｆ１、Ｆ２及びＦ３で示すように、電位が－０．３０～－０．２５Ｖ程度となった。これに対し、中心ＳＷ１から直径Ｗ１で示す位置よりも遠い測定部位では、符号Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７及びＦ８で示すように、電位が－０．０５～０Ｖ程度となった。このことから、スポット溶接部ＳＷでは、スポット溶接部ＳＷ以外の部分に比べて耐食性が低下することが判った。また、本実験結果から、例えばステンレス表面の酸化被膜の膜質を定量的に評価することも可能と考えられる。

本開示は、金属材の耐食性試験方法及び耐食性試験装置の分野において、極めて有用である。

１耐食性試験装置
１１測定部
１２電位計
２参照電極
３容器本体
３０容器
３１基端側開口部
４ノズル部
４１先端側開口部
４２糸状部材
４３スポンジ部材
６電解液
６１液滴
Ｌ１長さ
Ｌ２（先端側開口部４１の）開口径
Ｒコンデンサ（金属材）
Ｒ２フィン部（測定部位）

Claims

参照電極に対する金属材の電位に基づいて該金属材の耐食性を評価する耐食性試験方法であって、
前記参照電極と前記金属材との間に両者に接触するように電解液が配置されており、
前記電解液は、基端側開口部と先端側開口部とを備えた筒状の容器に収容されており、
前記参照電極は、前記基端側開口部を通じて前記容器内に挿入されるとともに、前記電解液に浸漬されており、
前記容器の前記先端側開口部から吐出された前記電解液の液滴が、該容器内部の該電解液と連続した状態でその表面張力により該先端側開口部の先に保持されており、
前記電解液の前記液滴は前記金属材の測定部位に接触しており、
前記容器内部の前記先端側開口部側にスポンジ部材が配置されており、
前記容器内部の前記基端側開口部側から前記先端側開口部側に延びるように糸状部材が配置されており、
前記糸状部材は前記スポンジ部材に接触している
ことを特徴とする金属材の耐食性試験方法。
請求項１において、
前記液滴の径は、０．１ｍｍ以上３．５ｍｍ以下である
ことを特徴とする金属材の耐食性試験方法。
請求項１又は請求項２において、
前記参照電極は銀／塩化銀電極であり、
前記電解液は塩化ナトリウム水溶液である
ことを特徴とする金属材の耐食性試験方法。
参照電極に対する金属材の電位に基づいて該金属材の耐食性を評価する耐食性試験装置であって、
基端側開口部と先端側開口部とを備えた筒状の容器と、
前記容器に収容された電解液と、
前記基端側開口部から前記容器内に挿入され、前記電解液に浸漬された前記参照電極と、
前記参照電極と、前記金属材と、に電気的に接続された電位測定部とを備え、
前記容器は、
前記基端側開口部を有する容器本体と、
前記容器本体の先端側に接続され、前記先端側開口部を有する筒状のノズル部とを備えており、
前記ノズル部内部の前記先端側開口部側にスポンジ部材が配置されており、
前記ノズル部内部の前記容器本体側から前記先端側開口部側に延びるように糸状部材が配置されており、
前記糸状部材は前記スポンジ部材に接触しており、
前記容器の前記先端側開口部から吐出された前記電解液の液滴が、該容器内部の該電解液と連続した状態でその表面張力により該先端側開口部の先に保持されており、
前記液滴を前記金属材の測定部位に接触させた状態で、前記電位測定部により前記参照電極に対する該測定部位の前記電位を測定する
ことを特徴とする金属材の耐食性試験装置。
請求項４において、
前記容器の前記先端側開口部の開口径は、０．１ｍｍ以上３．５ｍｍ以下である
ことを特徴とする金属材の耐食性試験装置。
請求項４又は請求項５において、
前記参照電極の前記電解液に浸漬された部分の先端部分から前記容器の前記先端側開口部までの前記容器の長さは、前記容器の前記先端側開口部の開口径の５倍以上５００倍以下である
ことを特徴とする金属材の耐食性試験装置。
請求項４乃至請求項６のいずれか一において、
前記参照電極は銀／塩化銀電極であり、
前記電解液は塩化ナトリウム水溶液である
ことを特徴とする金属材の耐食性試験装置。