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めっき 皮 膜 の 腐 食 と 分 析 腐 食 の 促 進 因 子 とその 解 析 大 阪 府 立 産 業 技 術 総 合 研 究 所 森 河 務 腐 食 とその 加 速 因 子 腐 食 とは? 腐 食 を 加 速 する 因 子 めっき 皮 膜 の 耐 食 性 めっき 皮 膜 の 耐 食 性 耐 食 性 の 向 上 法 腐 食 原 因 解 析 への 表 面 分 析 の 適 用 各 種 分 析 方 法 の 特 徴 表 面 分 析 のプロセスと 分 析 法 の 選 定 ポイント 1 金 属 の 腐 食 2 1

腐 食 損 失 度 の 例 腐 食 形 態 % 全 面 腐 食 31.5 応 力 腐 食 割 れ& 疲 労 腐 食 割 れ 23.4 孔 食 15.7 粒 界 腐 食 10.2 エローシ ョン キャヒ テーション フレッチンク 9.0 高 温 腐 食 2.3 溶 接 腐 食 2.3 温 度 差 腐 食 2.3 すき 間 腐 食 1.8 選 択 腐 食 1.1 水 素 脆 化 0.5 ガルバニ 腐 食 0.0 2 年 間 の 解 析 例 (Du Pont Comp. Report) 3 腐 食 とは? 我 々の 環 境 では 酸 素 水 が 存 在 している 金 属 と 酸 素 の 親 和 性 は 高 いため 我 々の 環 境 下 では 表 面 に 酸 化 物 が 形 成 している この 状 態 では まだ 腐 食 が 問 題 になることは 少 ない 一 般 に 腐 食 が 問 題 になるのは 生 成 した 酸 化 物 層 の 一 部 が 破 壊 され 目 視 や 電 気 的 性 質 化 学 的 性 質 等 で 問 題 が 発 生 するレ ベルに 成 長 した 場 合 である 腐 食 を 促 進 する 因 子 としては 水 ハロケ ンを 含 む 無 機 アニオン 有 機 酸 ほこりなど 多 くのものがある 酸 化 物 層 H 2 O,O 2 金 属 局 部 的 破 壊 金 属 促 進 成 分 イオン, 有 機 酸, 埃 金 属 錆 の 成 長 電 気 化 学 作 用 2 H 2 O+O 2 +e 4OH - M M n+ +e 4 2

腐 食 反 応 が 進 行 する 条 件? 電 子 の 受 け 渡 し ( 電 気 化 学 反 応 ) 金 属 電 子 供 与 腐 食 水 イオン 媒 体 酸 化 剤 電 子 授 受 O2 H + 水 の 役 割 1. 水 は 金 属 の 腐 食 させる 酸 化 剤 が 存 在 できる 2. 金 属 が 酸 化 された 金 属 イオ ンを 安 定 化 できる 3. 金 属 イオン 酸 化 剤 などの イオンの 流 れを 形 成 する ( 腐 食 電 池 の 形 成 ) 4. 水 酸 化 物 酸 化 物 が 安 定 に 存 在 できる 5 腐 食 反 応? 水 滴 腐 食 生 成 物 Fe 2+ OH - O 2 金 属 Fe e - 局 部 アノート 局 部 カソート 金 属 の 溶 解 反 応 Fe Fe 2+ +2e - 酸 素 の 還 元 反 応 1/2O 2 + H 2 O +2e - 2OH - 6 3

大 気 腐 食 Ⅰ; 乾 き 大 気 腐 食 表 面 に 液 膜 が 存 在 せず 腐 食 速 度 は 小 さい 腐 食 速 度 Ⅱ; 湿 り 大 気 腐 食 相 対 湿 度 が100% 以 下 で 金 属 表 面 には 目 に 見 えない 薄 い 水 膜 で 覆 われているとき で 腐 食 速 度 は 水 膜 が 厚 くな るにつれて 大 きくなる 水 膜 の 厚 さ Ⅲ Ⅳ;ぬれ 大 気 腐 食 表 面 が 水 に 覆 われている 状 態 で 結 露 雨 霧 などに よりミクロンレベルの 水 膜 が 存 在 した 状 態 で 腐 食 速 度 は 比 較 的 大 きい 7 湿 度 が 及 ぼす 金 属 表 面 の 吸 着 水 量 と 腐 食 速 度 への 影 響 金 属 の 腐 食 速 度 を 増 加 する 臨 界 湿 度 が 存 在 する 8 4

金 属 表 面 の 汚 染 金 属 表 面 には 様 々な 汚 染 物 質 が 吸 着 している 大 気 吸 着 水 金 属 無 機 物 Cl - 汚 染 物 質 カ ス SOx 酸 化 物 水 酸 化 物 有 機 物 R-OH R R R 様 々な 汚 染 物 質 洗 浄 剤 めっき 液 フラックス 前 処 理 剤 人 間 の 汗 腐 食 性 ガス 油 ホルマリン カルホ ン 酸 フッ 化 物 シリコーン クリーンな 環 境 であっても 微 量 な 汚 染 は 生 じる 9 空 気 中 での 金 属 の 表 面 変 化 c/s 10000 8000 6000 4000 AR1111 1.SPE c/s 1.5 x 10 2 1 AR1111 1.SPE Ni-OH Ni-O H2O 2000 0.5 0 295 290 285 Binding Energy (ev) 280 0 540 535 530 525 Binding Energy (ev) x 10 4 15 AR1111~1.SPE Ni 10 Satellites Ni-O c/s Ni-OH 5 0 880 870 860 850 Binding Energy (ev) 金 属 は 瞬 間 的 に 酸 化 と 有 機 物 によ る 汚 染 が 起 こる 10 5

毛 細 管 現 象 による 飽 和 蒸 気 圧 の 低 下 11 表 面 状 況 による 臨 界 湿 度 表 面 状 況 清 浄 な 空 気 中 の 表 面 食 塩 付 着 清 浄 な 大 気 中 でさびた 表 面 Sox 汚 染 空 気 中 の 清 浄 表 面 食 塩 水 中 でさびた 表 面 塩 化 カルシウム 付 着 表 面 臨 界 湿 度 (%) 100 78 70 65 55 35 12 6

大 気 腐 食 によるトラブル マイグレーション ピンホール クリープ ウィスカー 印 加 電 圧 での 金 属 の 溶 出 と 再 析 出 貴 金 属 めっきの 下 地 金 属 の 選 択 腐 食 腐 食 生 物 の 広 がり スズ 亜 鉛 めっき 上 でのひげ 結 晶 フレッティング 応 力 腐 食 割 れ 局 部 腐 食 全 面 腐 食 全 面 腐 食 ピンホール 水 膜 繰 り 返 し 摺 動 での 電 気 接 点 コネクターの 接 触 不 良 応 力 下 での 腐 食 による 破 断 塩 などの 付 着 による 孔 食 接 触 部 の 隙 間 腐 食 金 属 全 面 における 腐 食 めっき エッジクリープ 腐 食 性 ガス 塩 類 埃 マイグレーション 金 属 (+) 金 属 ( ) 基 板 13 電 子 部 品 のトラブル 例 Znめっきの 全 面 腐 食 Cuのマイグレーション Cu 2 Sのクリープ 放 電 針 (Ni/Auめっき) Agめっきの 孔 食 ( 下 地 Ni) Snのウィスカ 14 7

めっき 皮 膜 の 耐 食 性 めっき 皮 膜 の 特 性 めっき 皮 膜 の 耐 食 性 向 上 法 15 めっき 皮 膜 の 耐 食 性 16 8

腐 食 ピットの 測 定 例 装 飾 めっき(Cu/Ni/Crめっき) EDX 17 めっき 皮 膜 の 耐 食 性 を 向 上 させるには? 1 皮 膜 欠 陥 を 減 少 させる 2 めっき 皮 膜 の 均 一 性 を 向 上 させる 3 めっき 皮 膜 の 厚 みを 増 加 する 4 めっき 皮 膜 の 構 造 を 変 える( 多 層 化 合 金 化 など) 5 後 処 理 ( 塗 装 防 錆 剤 クロメート 処 理 など)を 行 う 6 使 用 環 境 に 応 じためっき 皮 膜 を 選 定 する 18 9

装 飾 めっきの 例 仕 上 げめっき 下 地 めっき(2) ( 外 観 耐 食 性 付 与 ) 色 調 硬 度 耐 摩 耗 性 下 地 めっき(1) 光 沢 梨 地 付 与 ( 耐 食 性 密 着 性 付 与 ) 光 沢 半 光 沢 サテン ベロア シル キー パール( 中 間 研 磨 ) 素 地 加 工 - 仕 上 研 磨 ( 光 沢 ) 梨 地 (ホーニン グ サンドブラスト) ヘアライン スピ ン ダイヤカット 各 種 模 様 銀 めっきハ ール 仕 上 品 表 装 飾 めっきにおける 素 材 の 加 工 下 地 めっき 仕 上 めっき 例 素 材 の 加 工 性 下 地 めっき 中 間 層 のめっき 仕 上 めっき 化 成 処 理 外 装 仕 上 A. 研 磨 イ.Cuめっき a. 光 沢 Niめっき 1.Crめっき I. 硫 化 処 理 1クリヤー 塗 装 B.ト ライホーニンク ロ.Niめっき b. 光 沢 銅 めっき 2. 黒 色 Crめっき ii. 酸 浸 漬 による 着 色 2 着 色 塗 装 C. 液 体 ホーニンク c. 梨 地 状 Niめっき 3. 黒 色 Niめっき D. 成 型 加 工 4.Auめっき (フ ラスチック) 5.Agめっき 6.Rhめっき 7. 黄 銅 めっき 8.Sn-Co 合 金 めっき 9.Sn-Ni 合 金 めっき 10.Sn-Ni 合 金 めっき 電 気 めっきガイド( 全 国 鍍 金 工 業 組 合 連 合 会 )より 19 めっき 厚 さと 多 孔 性 ピンホールレス 3μm 以 上 は 必 要 20 10

クロムめっきの 厚 みと 耐 食 性 (クラック 発 生 による 耐 食 性 低 下 ) 21 0606_300.spe: Au contact Area 金 めっきの 表 面 Sur1/Full/1 x 105 0606_300.spe 4.5 3.6000e+005 max TRI Osaka ESCA 3.21 min 4 3.5 極 表 面 の 分 析 (XPS 測 定 ) -Au4f7 3 Au Ni Cu c/s 2.5 2 1.5 -O KLL -Cu2p3 -Ni2p3 -Cu LMM -Au4p1 -Cu LMM -O1s -Au4p3 -Au4d3 -Au4d5 -C1s 1 0.5 0 1100 1000 900 800 700 600 500 400 Binding Energy (ev) 300 200 100 22 11

装 飾 用 めっき 皮 膜 の 種 類 クロム 色 系 クロムめっき 金 色 系 金 および 金 合 金 めっき 古 美 色 系 銀 めっき 着 色 処 理 Sn-Co 合 金 めっき Cu-Zn 合 金 めっき Cu-Zn-Sn 合 金 めっき 銅 めっき 着 色 処 理 Sn-Ni 合 金 めっき Cu-Zn 合 金 めっき 着 色 処 理 銀 色 系 銀 めっき 黒 色 系 黒 クロムめっき* Cu-Sn 合 金 めっき 黒 ニッケルめっき : 使 用 環 境 によりクリヤ 塗 装 される :めっき 後 必 ずクリア 塗 装 される *めっき 後 油 塗 布 される ロジウムめっき 黒 Sn-Ni 系 合 金 めっき 23 耐 食 性 ( 亜 鉛 めっきとクロメートの 例 ) 表 各 種 クロメート 皮 膜 の 耐 食 性 比 較 の 一 例 噴 霧 時 間 皮 膜 種 類 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 500 有 色 クロメート 0 0 0 0 2 4 5 光 沢 クロメート 0 2 4 5 黒 色 クロメート 0 0 0 0 0 2 5 緑 色 クロメート 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 試 験 品 各 5 個 JIS H 8610 塩 水 噴 霧 試 験 数 字 は 白 さび 発 生 個 数 電 気 めっきガイド( 全 国 鍍 金 工 業 組 合 連 合 会 )より 24 12

めっき 皮 膜 の 耐 食 性 向 上 の 例 亜 鉛 めっきのクロメート 処 理 膜 厚 光 沢 < 有 色 < 黒 色 < 緑 色 ( 約 10~20% 程 度 の6 価 クロムを 含 む) クロメート 皮 膜 Znめっき 鉄 鋼 25 めっき 皮 膜 の 耐 食 性 向 上 の 例 亜 鉛 めっきのクロメート 処 理 26 13

6 価 クロムクロメート 皮 膜 の 自 己 修 復 性 ( 模 式 図 ) クロメートの 自 己 修 復 観 察 ( 走 査 振 動 電 極 による 観 察 ) 須 田 ら 材 料 と 環 境 46,99(1997)より 27 めっきの 構 造 ( 断 面 ) 単 層 のめっきだけではなく 幾 つかのめっき 金 属 を 組 み 合 わせを 行 うことも 多 い 物 理 的 性 質 化 学 的 な 性 質 の 異 なった 金 属 を 多 層 化 することによって 外 観 装 飾 耐 食 性 ハンダ 付 け 性 金 属 同 士 の 拡 散 抑 制 などの 機 能 性 が 得 られる 28 鈴 木 ( 愛 知 県 工 業 技 術 センター)らによる 14

めっき 皮 膜 の 耐 食 性 向 上 の 例 多 層 ニッケルめっき ( 約 1μm) ニッケルめっきの 腐 食 状 況 ニッケルめっきの 腐 食 電 位 がS 含 有 量 に 依 存 することを 利 用 する!! Sなしニッケル(S.B.Ni) > S 約 0.05% 光 沢 ニッケル(B.Ni)>S 0.1~0.2% トリニッケル(T.Ni) 29 Niめっき 皮 膜 中 のイオウ 含 有 量 と 腐 食 電 位 Sなしニッケル(S.B.Ni) > S 約 0.05% 光 沢 ニッケル(B.Ni) >S 0.1~0.2% トリニッケル(T.Ni) 30 15

めっき 皮 膜 の 耐 食 性 向 上 の 例 均 一 腐 食 と 不 均 一 腐 食 均 一 腐 食 ( 全 面 腐 食 ) 腐 食 の 進 行 に 伴 い アノード カソード 位 置 が 表 面 全 体 に 均 一 に 移 動 しながら 全 面 が 腐 食 する 不 均 一 腐 食 腐 食 される 場 所 (アノート 位 置 )が 固 定 される このため 腐 食 速 度 は 全 面 腐 食 にくらべ 著 しく 増 大 する 均 一 腐 食 不 均 一 腐 食 カソート 反 応 マイクロポーラスクロムめっき アノート 反 応 マイクロクラッククロムめっき 集 中 :アノート 反 応 :カソート 反 応 均 一 腐 食 と 不 均 一 腐 食 におけるアノート /カソート の 場 所 分 布 と 単 位 面 積 当 たりの 反 応 速 度 31 めっき 皮 膜 の 耐 食 性 向 上 の 例 腐 食 電 流 の 分 散 化 100μm 100μm マイクロポーラスクロムめっき マイクロクラッククロムめっき 非 金 属 粒 子 (0.02μm 程 度 )を 含 んだニッ ケルめっきにクロムめっきを 行 う 孔 数 約 2 万 ~40 万 個 /cm 2 特 殊 なクロムめっき 浴 や 応 力 の 高 いニッケル めっきを 下 地 として 多 数 のクラックを 発 生 させ る クラック 数 約 400~600 本 /cm 32 16

環 境 に 応 じためっき 皮 膜 の 選 定 ( 雰 囲 気 ) 表 5 腐 食 性 ガスにおけるめっき 皮 膜 の 耐 食 性 発 生 源 の 例 重 油 の 燃 焼 など 重 油 の 燃 焼 アーク 放 電 など 下 水 処 理 レーヨン 製 紙 工 場 ダンボール など 食 塩 電 解 半 導 体 工 場 滅 菌 印 刷 肥 料 工 場 し 尿 処 理 フェノール 樹 脂 腐 食 性 ガス 優 れている やや 劣 る 劣 る SO 2 Sn Zn (Al) Ag Ni-Cr Au Ni (Sn-Pb) (Cu) (SUS) NO 2 Au (Al) (SUS) Ag Ni Sn Zn (Cu) H 2 S Au Sn Rh Zn Ni Ag-Sn (Cu) (Ag) (Al) (Sn-Pb) Ni/Cr Cl 2 Ag Ni (Sn-Pb) Sn Zn (Cu) (SUS) NH 3 Ag Ni Sn Zn (SUS) (Cu) (Sn-Pb) (Cu) (Al) ()は 金 属 33 環 境 に 応 じた 金 属 の 選 択 金 属 の 腐 食 性 は 環 境 で 変 化 する 34 17

腐 食 因 子 の 解 析 分 析 法 分 析 の 手 順 と 選 択 ポイント 解 析 例 35 大 気 腐 食 を 促 進 させる 因 子 ( 電 子 部 品 の 場 合 ) 腐 食 によるトラブル ** 接 続 不 良 断 線 短 絡 破 壊 ** ピット 硫 化 物 酸 化 物 クリープ デポジット フレッティング マイグレーション ウイスカー クリープ 応 力 腐 食 割 れ 腐 食 疲 労 水 素 脆 化 材 料 の 組 み 合 わせ ( 異 種 金 属 腐 食 ) 部 品 の 表 面 汚 染 腐 食 性 ガス はんだフラックス めっき 液 洗 浄 液 エッチング 液 ハロゲン 系 溶 剤 人 体 の 汗 Cl -,NO3 -, SO4 2-,S 2- 有 機 酸 アルカリ H2S,NO x,sox HCl,Cl 2 アミン アンモニア 有 機 酸 アルデヒド 海 塩 粒 子 段 ボール 木 製 外 装 材 プラスチック 接 着 剤 ゴム 断 熱 材 潤 滑 油 保 管 環 境 水 酸 素 電 気 熱 埃 応 力 36 18

もののスケール m 人 ラジオ 波 100MHz 1GHz 核 磁 気 共 鳴 分 析 1010Hz (cm) mm 蟻 プリント 配 線 スルホール 直 径 マイクロ 波 振 動 数 マイクロ 波 分 光 分 析 ( 分 子 回 転 ) 10cm-1 波 長 μm 髪 の 毛 直 径 バクテリア タバコの 煙 トナー 粒 子 高 密 度 配 線 回 折 格 子 幅 CDヒ ット 径 LSI 配 線 磁 性 膜 厚 さ 工 業 用 クロム 装 飾 ニッケル 亜 鉛 めっき 太 陽 熱 吸 収 黒 めっき 光 沢 クロムめっき 装 飾 金 めっき 磁 性 めっき 赤 外 線 可 視 光 紫 外 線 塗 装 表 面 処 理 光 吸 収 変 色 腐 食 1000cm-1 ( 分 子 振 動 ) 赤 外 吸 収 分 析 ( 外 殻 電 子 遷 移 ) ( 原 子 分 子 の イオン 化 ) 波 数 1eV 電 子 ボ ル ト 原 子 吸 光 炎 光 分 析 可 視 紫 外 吸 収 分 析 発 光 分 光 分 析 nm (A ) テラス キンク 結 晶 核 生 成 原 子 保 護 膜 潤 滑 膜 LB 膜 超 格 子 品 物 陽 極 酸 化 孔 めっき X 線 電 子 線 γ 線 電 磁 波 不 動 態 ( 内 殻 電 子 遷 移 ) 接 触 抵 抗 1keV 潤 滑 触 媒 半 導 体 界 面 吸 着 拡 散 トンネル 電 流 物 性 光 電 子 分 光 分 析 X 線 分 析 放 射 化 分 析 分 析 37 各 種 表 面 分 析 法 (TRIにおける 利 用 ) XFS 組 成 FTIR Raman 結 合 状 態 微 細 構 造 TEM AFM STM XPS SEM EPMA AES 表 面 形 状 SIMS 元 素 分 布 深 さ 方 向 元 素 分 布 GDS 深 さ 方 向 構 造 結 晶 構 造 RBS PIXE XRD 38 19

最 表 面 層 の 分 析 nmレベルの 分 析 ( 数 原 子 ~ 数 十 原 子 層 ) 1 電 子 分 光 分 析 X 線 光 電 子 分 光 分 析 (ESCA, XPS) オージェ 分 光 分 析 (AES) 2 二 次 イオンを 用 いる 分 析 二 次 イオン 質 量 分 析 (SIMS) X 線 源 モニタカメラ 分 光 器 電 子 銃 Arエッチンク 銃 中 和 銃 試 料 導 入 口 ( 予 備 真 空 室 ) モノクロX 線 源 ハ ルフ コントロールホ タン 試 料 台 (XYZΘ) ATOMIKA SIMS 4000 39 表 面 層 の 分 析 0.1μm~ 数 μmレベル 1 電 子 を 用 いる 分 析 X 線 マイクロアナライザ(EPMA) 2 発 光 を 用 いる 分 析 発 光 分 光 分 析 (GDS OES) WDX 型 日 本 電 子 製 JXA-8800 EDX 型 エリオニクス 製 ERAX3000 40 20

バルク 分 析 の 表 面 分 析 への 適 用 1 蛍 光 X 線 分 析 2 洗 浄 による 表 面 分 析 ICP 発 光 分 光 分 析 原 子 吸 光 法 イオンクロマト 41 表 面 分 析 法 の 適 用 例 偏 折 結 晶 介 在 物 粒 界 破 断 面 ふくれ バルク 分 析 微 量 不 純 物 薄 膜 塗 装 拡 散 腐 食 汚 れ 表 面 処 理 変 色 酸 化 潤 滑 接 着 触 媒 不 動 態 膜 摩 耗 ぬれ X 線 分 析 X 線 マイクロアナリシス 蛍 光 X 線 分 析 X 線 回 折 電 子 分 光 X 線 光 電 子 分 光 分 析 オーシ ェ 電 子 分 光 分 析 質 量 分 析 2 次 イオン 質 量 分 析 発 光 分 光 分 析 ク ロー 放 電 分 光 分 析 赤 外 分 光 分 析 : 特 に 優 れている 優 れている : 可 能 である( 評 価 は 厳 密 なものではない) 42 21

部 品 の 入 手 腐 食 要 因 の 解 析 のフロー 腐 食 状 況 の 聞 き 取 り 調 査 材 料 : 材 質 加 工 熱 処 理 など 使 用 状 況 : 使 用 環 境 ( 温 度 湿 度 電 流 )など 保 存 環 境 : 保 存 期 間 輸 送 経 路 など 腐 食 状 況 の 観 察 類 似 例 との 照 合 分 析 方 法 の 選 定 試 料 採 取 と 分 析 位 置 事 例 と 比 較 腐 食 要 因 の 特 定 テ ータ 整 理 と 結 果 の 解 析 ( 材 料 および 腐 食 生 成 物 の 組 成 構 造 の 決 定 ) 分 析 ( 正 常 品 との 比 較 ) 対 策 必 要 に 応 じて 物 性 試 験 による 評 価 腐 食 試 験 再 現 試 験 を 実 施 まとめ 報 告 書 作 成 と 評 価 43 機 器 分 析 の 選 定 ポイント( 概 要 ) 面 積 深 さ 汚 染 物 質 の 種 類 と 量 に 応 じた 適 切 な 分 析 法 の 選 定 分 析 深 さ 元 素 分 析 洗 浄 後 検 出 表 面 ESCA 化 学 状 態 AES 局 所 分 析 ICP 高 感 度 イオンクロマト イオン 種 GC-MS 有 機 物 同 定 nm SIMS 高 感 度 RBS 非 破 壊 で 深 さ 分 析 有 機 物 分 析 FT-IR 有 機 物 同 定 μm EPMA 観 察 面 分 析 GDS 深 さ 分 析 数 十 μm XFR 非 破 壊 XRD 化 合 物 同 定 バルク ; 元 素 マッピング 可 能 陰 ; 深 さ 分 析 可 能 44 22

分 析 のフロー 非 破 壊 検 査 目 視 観 察 外 観 観 察 拡 大 観 察 故 障 個 所 の 特 定 分 析 方 法 の 選 定 ( 大 きさ 深 さ 材 質 ) 製 品 部 品 をよく 観 察 することがポイント 試 料 の 加 工 分 析 個 所 の 確 認 試 料 配 分 分 析 試 料 大 きさ 試 料 導 入 位 置 合 わせ 分 析 ( 正 常 品 と 比 較 ) 結 果 の 解 析 テ ータ 出 力 試 料 の 保 存 45 分 析 装 置 の 選 定 ポイント (μm) 100 Depth (Z) 10 1 (nm) 10 1 SAM,AES SIMS XRF XRD EPMA RBS FT-IR GDS ESCA 1 10 100 (nm) 1 10 (mm) 1 10 100 1000 (μm) Distance (XY) 46 23

分 析 装 置 の 選 定 ポイント( 大 きさと 感 度 ) 分 析 直 径 (mm) 100 10 1 (μm) 100 10 1 合 金 主 成 分 ESCA EPMA SAM,AES 材 料 不 純 物 湿 式 化 学 分 析 等 ( 濃 縮 など) XRF 発 光 分 析 SIMS 10 2 10 1 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 含 有 量 (%) (ppm) 47 硫 化 銅 のクリープ プリント 基 板 EDX SEM S Si Cu 48 24

スズめっき 端 子 の 変 色 ESCA 49 測 定 例 ( 黄 銅 の 応 力 腐 食 割 れ) ESCA 4000 1107_103.SPE c/s 12 x 104 10 8 6 4 2 -Zn2p1 -Zn2p3 -O KLL -Cu2p3 1107_102.SPE -CuLMM -ZnLMM -O 1s -ZnLMM -ZnLMM -N 1s -C 1s -Cu3p c/s 3500 3000 2500 2000 1500 415 410 405 400 395 Binding Energy (ev) 0 1000 900 800 700 600 500 400 Binding Energy (ev) 300 200 100 0 50 25

測 定 例 (SUSの 深 さ 分 析 ) ESCA 4000 6 4000 6 10000 6 2000 4 c/s 2000 4 5000 4 0 600 590 580 570 Binding Energy (ev) Fe2p3 2 0 890 880 870 860 850 Binding Energy (ev) O1s 2 0 545 540 535 530 Binding Energy (ev) 2 525 c/s x 10 4 2 1 0 740 730 720 710 Binding Energy (ev) O Ni 80% 6 6 10000 C 60% 4 4 4 5000 Fe-O 40% 2 0 Cr-O 2 700 545 540 535 530 525 20% Binding Energy (ev) c/s Concentratin (at%) 100% 0% Fe(M) Cr(M) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 Etching Time (min) 51 めっき 界 面 SUS 上 のNiめっき GDS 密 着 不 良 ( 脱 脂 不 十 分 ) 前 処 理 なし めっき(1um) O C Fe Ni Cr 正 常 脱 脂 なストライクNiめっき + 酸 Wood めっき(1um) O C Fe Ni Cr 6 6 5 5 4 4 Int. (a.u.) 3 Int. (a.u.) 3 2 2 1 1 0 0 20 40 Time (s) 0 0 20 40 Time (s) 森 河, 未 発 表 データ 52 26

プリント 基 板 ( 金 めっきコネクタ) EDX Area A Area B O C Cl Ni Cu 53 0606_350.spe: Durty Au contact Area プリント 基 板 ( 金 めっきコネクタ) TRI Osaka 05 Jun 3 Al mono 150.0 W 0.0 0.0 187.85 ev 1.3558e+005 max 4.82 min Sur1/Full/1 ESCA x 104 0606_350.spe 15 -O1s 10 5 -Cl2p -Si2s -Si2p -Cu3p c/s -O KLL -O KLL -F KLL -F1s -N1s -Cu2p -Cu LMM3 -Cu LMM1 -C1s 0 1100 1000 900 800 700 600 500 400 Binding Energy (ev) 300 200 100 54 27

銀 の 変 色 EDX 55 銀 の 変 色 0606_100.spe: coloured Ag TRI Osaka 05 Jun 3 Al mono 150.0 W 0.0 0.0 187.85 ev 5.8892e+005 max 55.04 s ESCA Sur1/Full/1 x 105 0606_100.spe 7 6 -Ag3d5 5 c/s 4 3 2 1 -O KLL -I MNN -Ag3s -I3d3 -I3d5 -Ag3p1 -Ag3p3 -O1s -C1s -Cl2s -S2s -Cl2p -S2p -Ag4s -Ag4p -Se3d -Ag4d 0 1100 1000 900 800 700 600 500 400 Binding Energy (ev) 300 200 100 56 28

測 定 例 ( 銀 の 変 色 深 さ 分 析 ) ESCA 0606_101.pro: coloured Ag 05 Jun 3 Al mono 150.0 W 0.0 0.0 29.35 ev 1.5231e+000 max Na1s/Full TRI Osaka 100 0606_101.pro 90 80 Atomic Concentration (%) 70 60 50 40 30 C1s Ag3d 20 O1s S2p 10 Cl2p Na1s 0-1 0 1 2 3 4 5 Sputter Time (min) 57 腐 食 の 種 類 湿 食 全 面 腐 食 均 一 腐 食 濃 淡 電 池 孔 食 すきま 腐 食 微 生 物 腐 食 局 部 腐 食 環 境 要 素 大 気 腐 食 淡 水 腐 食 海 水 腐 食 土 壌 腐 食 化 学 環 境 異 種 金 属 接 触 腐 食 応 力 腐 食 割 れ 水 素 脆 性 電 食 ( 迷 走 電 流 ) 摩 耗 腐 食 腐 食 疲 労 割 れ 粒 界 腐 食 選 択 腐 食 潰 食 エローシ ョン 衝 撃 腐 食 キャヒ テーション 擦 過 腐 食 フレッティンク 58 29

分 析 法 の 選 定 分 析 はどこまで するか? 分 析 の 費 用 装 置 人 手 は? 分 析 に 要 求 す ることは? 試 料 の 性 質 は? 分 析 対 象 はなにか? 分 析 対 象 の 濃 度 範 囲 は? 分 析 の 精 度 は? 分 析 に 許 される 時 間 は? 分 析 の 頻 度 は? 費 用 と 人 は? 機 器 の 対 応 は? 59 30