金属腐食

Engineering

この記事は、「トコトンやさしい金属腐食の本 吉村 泰修 著 日刊工業新聞社」を参考にさせて頂いています

工業社会

人類は紀元前7000年から8000年頃の新石器時代では、石や動物の骨を鋭利な矢じりに加工し、動物の狩や日常生活に用いていたようです。

時代年代金属の進化加工の進化
新石器時代紀元前8000年人類の金属(金・銅)との出会い 
紀元前5000年自然銅を叩いて作られた銅器鍛造
紀元前4000年銅鉱石から金属銅へ
金を溶解して固める
溶解
鋳造
青銅器時代紀元前3000年銅から青銅へ
青銅の武器・装飾品
合金
鍛造:叩いて圧力を加えることで内部の隙間を潰して結晶を微細化し、結晶の方向を整えて強度を高める。合わせて、目的の形状に整形する方法
鋳造:熔けた金属を鋳型に流し込んで整形する方法

工業材料の種類は、金属材料、樹脂材料、セラミックス材料およびこれらの複合材料に分類されます。各材料の特性を下記に記します。

金属材料:金属光沢、強度、延性、熱や電気の伝導性

樹脂材料:軽量性、耐食性、成形性、非伝導性

セラミックス材料:強度、軽量性、耐熱性、耐食性、非伝導性

複合材料:上記3種類の材料を2種以上組み合わせて、単独で得られない特性を発揮

金属の種類と分類

金属材料には様々な特性があり、いくつかの切り口で分類できます。

鉄とそれ以外で分類する鉄/非鉄金属
鉄はあらゆる分野の基盤となっている金属材料で、非鉄金属は鉄以外の金属材料の全てを対象としており、鉄が有していない様々な優れた特徴を持っています。
密度が4~5g/cm3の前後で分類する軽金属/重金属(鉄の密度は、7.8g/cm3)

密度が4~5g/cm3よりも高い金属はとしては、金、銀、銅、鉄、鉛などが該当します。密度が4~5g/cm3以下の金属材料を軽金属と呼びます。それぞれの金属及ぶその合金は、構造体の軽量化を図る場合に重要な金属材料となります。

コモンメタル/レアメタルでの分類
多く生産・消費される鉄、銅、アルミニウム、鉛、亜鉛、錫の6種類の金属をコモンメタルあるいはベースメタルと呼びます。
非鉄金属の中で生産・消費量の少ない元素をレアメタルと呼びます。日本では47種類の非鉄金属が該当します。海外では、マイナーメタルとも呼ばれています。

レアメタルとしては、クロムニッケルなどがある。

レアアース:希土類金属のことを指す。レア(まれ)なアース(土)=「希土」レアメタルの中でさらに希少な価値を持つ金属 

レアメタル:日本では、47種類 「トコトンやさしい金損腐食の本」より 別の文献では、31種類と記述されています。


・レアメタル:産出量が少なかったり、抽出が難しい希少金属…チタン、コバルト、ニッケルなど。

・レアアース:レアメタルの一部である17元素。最先端技術を用いた製品に不可欠。…スカンジウム、イットリウムなど。 「AmebaTV」より


●超貴重な「レアアース」は日本にも大量にねむっている⁉
日本の経済産業省が「安定供給の確保が政策的に重要である」として指定した31種のレアメタルの中でも、希土類に属する物質は「レアアース」という呼び名で総称されています。政治・経済的な理由で決められたレアメタルとは異なり、純粋に化学的に分類された金属元素で、17種類の元素によって構成されています。

レアアースは、地球上にわずかしか存在していませんが、ハイテク産業で使われる合金や触媒の添加物として重要な役割を果たします。たとえば、低環境負荷型のハイブリッド車に用いられる高性能モーターにはネオジム(元素記号はNd)やジスプロシウム(元素記号はDy)、液晶テレビの画面材料にはイリジウム(元素記号はIr)が必須です。そのほかにも、環境への負荷を減らすためのグリーンテクノロジーには不可欠な存在で、今後、さらに需要が増えるのは確実とされています。

現在、レアアースの埋蔵量は世界全体で900万トンあるが、そのうち5~9割が中国にあると推測され、生産量でも95パーセント以上を中国が独占。そのため2010年に、中国が輸出禁止措置をとった際には世界中に衝撃が走り、9割以上を中国からの輸入に頼っていた日本のハイテク産業も、大きな打撃を受けた。

著=雑学総研/『人類なら知っておきたい 地球の雑学』

希土類元素

周期表 周期表の6周期の遷移元素に1つの箱に入る元素グループがあり、ランタノイド(ランタン族)と呼ばれる。これらは極めて化学的性質が似ており、スカンジウムとイットリウムを加えて、希土類元素という。

「金属の科学 図解雑学 徳田昌則著」を参考にさせてもらっています。

 
貴金属
 

貴金属は、化学的に安定で希少な非鉄金属とされています。金、銀、プラチナ、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、オスミウムの8種類の非鉄金属が該当します。

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