酸化アルミニウムのさび

一般小学生

まとめ

  • アルミニウムの表面に形成される灰白色の緻密な膜状のさびで、内部の腐食を防ぐ役割を持つ。
  • 空気中の酸素と反応して生じる酸化アルミニウム(Al2O3)の薄い皮膜であり、薬品に溶けにくい。
  • 鉄のさびとは対照的に、酸素や水分の浸透を遮断する「不動態」の状態を作り出す。
酸化アルミニウム不動態酸化被膜アルマイト

解説

アルミニウムはイオン化傾向が大きく、本来は非常に反応性の高い金属です。しかし、空気中にさらされるとすぐに表面が酸素と反応し、極めて薄く緻密な酸化アルミニウムの層を形成します。この層は非常に安定しており、外部からの酸素や水分の侵入を物理的に遮断するため、内部の金属がそれ以上酸化されるのを防ぎます。

鉄のさび(赤さび)が多孔質でボロボロと剥がれ落ち、内部まで腐食を進行させるのに対し、アルミニウムのさびは表面にしっかりと密着して剥がれにくい「保護被膜」として機能します。このように、金属の表面に腐食を防ぐ安定な酸化被膜が生じた状態を「不動態」と呼びます。

コラム

この自然にできる酸化被膜を、電気化学的な処理によって人工的に厚く、より強固にしたものが「アルマイト」です。アルマイト加工を施すことで、耐食性や耐摩耗性が飛躍的に向上するため、鍋やヤカンなどの調理器具、窓のサッシといった建材に広く利用されています。

なお、金属の酸化反応には発熱を伴うものがあり、鉄の粉末が酸化する際に出る熱を利用したのが「使いすてカイロ」です。アルミニウムの酸化も同様に化学反応の一種ですが、日常生活ではその保護機能が最も重要な役割を果たしています。

小学生のみなさんへ

アルミニウムは、ジュースの空き缶やアルミホイルなど、身の回りでたくさん使われている金属です。鉄のくぎなどは放っておくと赤茶色の「さび」が出てボロボロになりますが、アルミニウムはあまりボロボロになりませんね。

実は、アルミニウムも空気中の酸素と合体して「さび」を作っています。でも、このさびは鉄のさびとは違って、とても薄くて丈夫な「まく」のような形をしています。このまくが表面をぴったりとおおうことで、中の方までさびが進むのを防いでくれているのです。

この特別なさびのことを「酸化さんかアルミニウム」と呼びます。アルミニウムが長持ちするのは、この目に見えないくらい薄いさびのバリアのおかげなのです。

ルラスタコラム

おうちにあるアルミのなべやヤカンは、この「さびのバリア」を人工的に強くする「アルマイト」という加工がされています。わざと表面をさびさせることで、キズや汚れに強い道具に進化させているんですよ。

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