「サビの言い分」サビこそが本来の姿?サビでサビを食い止める⁉

NHK
2023年10月14日 午前10:30 公開

サビなどの腐食対策にかかる費用は、年間4兆円以上!
どうして金属はサビてしまうのか?
サビに隠された驚きの事実が明らかになります!

もくじ ●サビこそが本来の姿? ●サビでサビを食い止める⁉ ●身の回りで活躍するサビたち

サビこそが本来の姿⁉

アンチの言い分「見ただけでイヤになる!」 サビの言い分「サビは鉄の本来の姿なのだ」

”本来の姿”とは、一体どういうことなのか?まずは鉄がどのようにできるのかを見てみると…
鉄の原料は、オーストラリアなどで採掘される赤茶色の鉄鉱石です。

鉄鉱石は製鉄所の高炉で2000℃の高温で溶かされることで、水分や酸素などを奪われ…

冷たく光る鉄の姿になります。
つまり、鉄は 人間の手によって無理やり姿を変えられてしまったのです。

では、鉄はどのようにサビていくのか?
ピカピカの鉄は、人工的に水や酸素を抜き取られて作られている不安定な状態。

そのため、水や酸素と触れるだけで、元の赤い鉄鉱石の状態に戻ろうとします。
これがサビの正体なのです。

ちなみに…鉄がサビるときには弱い電気と熱が発生するのですが、これを利用したものが、カイロです

袋の中には、鉄の粉や水、活性炭、塩などが入っており、鉄の粉が水と酸素に触れて急速にサビることで熱が発生して温まる、という仕組みです。

塩には電気が通るのを良くする性質と水を集める性質があり、鉄の粉がサビるスピードを速めています。(海沿いの建物などがサビやすいのは、海風の塩分のためです。)

サビでサビを食い止める!?

アンチの言い分「本来の姿はわかったけど、サビないでほしい」
サビの言い分「世の中には、あえてサビさせているものもある!」

一体、どういうことなのか?
解説してくれるのは30年以上、サビを研究している、物質・材料研究機構の片山英樹さん。

その”あえて”サビさせている素材が、この耐候性鋼という鉄鋼材料。

耐候性鋼とサビた鉄板を比較したところ、表面上では同じに見えます。

しかし、断面を顕微鏡で拡大して見てみると…
こちらは普通の鉄にできた赤サビの断面です。

普通の鉄にできたサビには隙間があり、ここに水や酸素が入ると腐食がさらに進んでしまいます。

一方、耐候性鋼は、隙間がないサビが出来ていて、酸素や水を遮断。
これ以上の腐食を抑えることができます。

耐候性鋼はメンテナンスコストを大幅に抑えることが出来るそうです。
例えば鉄骨の橋。サビが増えると定期的にペンキを塗り直しますが、50mで約7000万円の費用がかかるといわれています。
耐候性鋼にすれば一切塗装をせずに済むので、費用を抑えることができるそうです。

サビをもってサビを制する!
この技術は橋やマンションなど、いろいろな場所で利用されています。

身の回りで活躍するサビたち

アンチの言い分「もっと身近なところで役立ってほしい」 サビの言い分「身近なところでたくさん役立っている!」

では、ここでクイズです。
ここは中華料理店の厨房です。どこでサビが役立っているでしょうか?

正解は中華鍋。
中華鍋は、黒サビの膜で覆うことで赤サビの発生を抑えています。

この現象について、先ほども登場した片山英樹さんに伺うと…
中華鍋の黒サビは、鉄を超高温で熱して 冷ます過程でできるサビ。
黒サビが全体を覆うことで、水が鉄に触れなくなり、赤サビの発生を抑えているそうです。

続いては、こちらの京都の風景(イメージ)です。どこでサビが役立っているでしょうか?

正解は、銅製の屋根。

片山さんは「緑青(ろくしょう)と言われる青サビは、銅や真鍮などの金属に水や酸素が結びついてできるサビです。さらなる酸化を防ぐ役割がありますので、構造物を腐食から守っています」と解説。 

身近なものだと10円玉や大仏も銅や真鍮製。
※真鍮(しんちゅう):銅と亜鉛の合金で緑青が発生。

さらに自由の女神も緑青で覆われています。サビのおかげで今の形が守られているのです!

サビで守られている身近なものは他にも…
ステンレスは、一般的にはサビないと言われていますが、実はサビの仲間である、クロムの酸化物で覆われています。

ステンレスには、鉄の他にニッケルやモリブデン、そしてクロムなどの素材が入っています。

クロムは、鉄よりも先に酸素と結びつき、サビの仲間である無色透明の酸化物となってステンレスに膜を張ります。この膜が鉄と、水や酸素の結びつきを防ぐことで赤サビの発生を防いでいます。

サビは身近なところでも大活躍していたのです!

まとめ

いかがでしたか?
鉄がサビてしまうのは、本来の姿に戻ろうとしているだけなので仕方のないこと。
しかし、私たちの生活に役立つサビもたくさんあります!
身の回りでサビた鉄を見かけたら、優しく磨いてあげましょう。

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