アルミが「錆びにくい」本当の理由とは？「不動態皮膜」の秘密
アルミニウムは非常に身近な金属で、スマホや飲料用の缶のような小さなものから、自動車や飛行機などの大きなものまで広く使われています。この広く使われる理由のひとつが「さびにくい」という特性です。では、なぜさびにくいのか、その理由を説明していきましょう。
不動態皮膜とは
アルミニウムは空気中の酸素と結合すると、その表面に「不動態皮膜」と呼ばれる薄い酸化被膜（Al2O3）を瞬時に形成します。この被膜がアルミニウムを保護し、高い耐食性を生み出しています。
不動態皮膜の特徴
不動態皮膜には、大きく分けて3つの特徴があります。
強固な保護バリア
アルミニウムは非常に酸化しやすい金属で、空気中の酸素に触れるとすぐに表面が酸化しますが、この際に酸化アルミニウムの層を生成します。この層は非常に緻密で安定したバリアとなり、内部のアルミニウムと外部の腐食性物質との接触を遮断し、それ以上の腐食を防ぎます。
自己修復能力
不動態皮膜は、何らかの理由で壊れたとしても自己修復が可能です。露出したアルミニウムが再び空気中の酸素と反応し、瞬時に新しい酸化皮膜を形成。すぐにバリアが再生されるため、保護機能が失われにくくなります。
透明で目立たない
不動態皮膜は非常に薄く透明です。そのため、皮膜で覆われた状態でも、一見するとアルミニウムは何も変化していないように見えます。鉄でよく見られる赤さびのように目立つ変化がないため、「アルミニウムはさびない」というイメージにつながりやすいのです。
不動態皮膜も壊れる？
不動態皮膜は非常に安定していますが、以下のような環境下では保護能力が損なわれることがあります。
強酸性・強アルカリ性
pHが4～8の範囲外の強酸性または強アルカリ性の環境では、皮膜が溶解・破壊され、腐食が進行しやすくなります。
異種金属との接触
銅や鉄など、アルミニウムよりも貴（イオン化傾向が低い）な金属と接触すると、「接触腐食（電食）」が起こり、局部的に腐食することがあります。
塩素イオン
海水など塩素イオン濃度の高い環境も腐食の原因となります。ご家庭でも、アルミ鍋で塩分の強い食品を長時間調理すると変色が生じることがあります。
不動態皮膜を厚くするには
不動態皮膜を人工的に厚く生成させる表面処理技術が「アルマイト（陽極酸化）」です。電気分解の作用を用いて、自然にできる酸化皮膜よりもはるかに厚く硬い酸化皮膜（アルマイト皮膜）を形成させることができます。その結果、アルミニウムの耐食性や耐摩耗性をさらに向上させられます。
「不動態皮膜」と「鉄のさび」の違い
鉄のさび
鉄がさびると酸化鉄が生じますが、これはもろく剥がれ落ちやすく、保護膜として機能しません。表面が失われて内部の鉄が次々と露出し、腐食が進行します。
アルミの不動態皮膜
アルミニウムが酸素と結合してできる不動態皮膜は剥がれにくく、内部の腐食を継続的に抑えるため、腐食は進行しにくくなります。
まとめ
金属は、そのままだと耐食性や使いやすさが劣ることがありますが、アルマイト加工のように適切な処理を加えることで性能を大きく向上できます。
株式会社ハタメタルワークスは、銅加工をはじめ、アルミを含む各種金属の特性を生かした加工を承っております。金属加工についてお考えでしたら、ぜひお気軽にご相談ください。
監修者情報
代表取締役 畑 敬三
株式会社ハタメタルワークスは、産業用電池や車輌機器向けの「銅加工」を専門とし、昭和10年の創業以来「誠実な対応」と「確かな製品」で信頼を築いてきました。迅速な対応により最短翌日納品が可能で、小ロットにも対応します。「小さな一流企業」を目指し、「銅加工ならハタメタルワークス」と評価されるまで成長。今後も独自の価値を提供し続けます。
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