腐食概論:鋼の腐食

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            【物体の温度変化】

 物体の外部から受けたエネルギーが,原子や分子の運動エネルギーに変換されたとき,物体の温度が上昇する。
 原子や分子の運動エネルギーは,熱伝導,対流,及び熱放射の過程を経て,物質間でやり取りされる。この過程で,物体の外に放出される量が外から受ける量より多い場合には,物体の温度が下がることになる。

 熱伝導は,物質の移動を伴わず,物質間の接触個所を通して,高温側から低温側へ熱が移動することをいう。熱伝導では,運動エネルギーが格子振動や伝導電子の振動を介して移動する。
 ダイヤモンドを除く物質では,伝導電子による寄与の方が大きいので,金属は,半導体や絶縁体よりも熱伝導性が良い。しかし,非常に硬いダイヤモンドは例外で,格子振動を介した熱伝導性の寄与が非常に大きく,金属より熱伝導性が良い。

 熱放射は,原子や分子の運動エネルギーを電磁波として外に放射する現象で,移動に物質同士の接触は必要ない。
 絶対温度が零度ではない全ての物体は,プランクの法則により電磁波を放射している。電磁波を放射する物体は温度が下がり,放射を受けた物体の温度が上がる

 電磁波の波長は,原子や分子の運動エネルギーすなわち温度で変わる。ある温度 T(K)の黒体から放射される電磁波のピークの波長λmax(m)は,ウィーンの変位則(Wien's displacement law)により,次式で求められる。
   λmax=0.002898/T
 大気環境での一般的な温度範囲を 10~50℃とすると,放射される電磁波のピークの波長は,約 9~10μmとなる。これは,一般的な遠赤外線(8μm以上)の領域である。ちなみに 0.78~2.5μmを近赤外線, 2.5~8μmを中赤外線という。

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