無機物質(知識)の問題
鉄は湿った空気中では酸化されてさびやすい。そこで、鉄にクロムとニッケルを加えて合金にすると、表面にクロムを含むち密な酸化物の被膜が生じて内部が保護されるため、非常にさびにくくなる。この合金は、流し台や包丁などの台所用品、化学工業の装置などに広く用いられている。この合金を何というか。
この問題で使うもの
- セラミックス・ガラス・合金(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(22 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
鉄に別の金属を加えて性質を改良した合金のうち、さびにくさを特徴とするものを考えよう。
ヒント 2
クロムは表面にち密な酸化物の被膜をつくり、不動態となって内部を保護する。
ヒント 3
鉄・クロム・ニッケルの合金であり、主成分が銅やアルミニウムの合金(黄銅・青銅・ジュラルミン)や、表面をめっきしたトタン・ブリキとは区別しよう。
答えと解説
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ステンレス鋼
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解説を読む
鉄 にクロム (さらにニッケル )を加えた合金をステンレス鋼という。クロムは表面にち密な酸化物の被膜をつくって不動態となり、内部の金属が酸素や水と反応するのを防ぐので、ステンレス鋼は非常にさびにくい。このため、台所用品・建材・化学工業の装置などに用いられる。
似た合金との違い:
- ジュラルミンは、アルミニウムに銅・マグネシウムなどを加えた合金で、軽くて強度が大きいため航空機の機体などに用いられる。鉄を主成分とする合金ではない。
- 黄銅(しんちゅう)は銅と亜鉛の合金、青銅は銅とスズの合金であり、主成分は銅である。
- 形状記憶合金(ニッケルとチタンの合金など)は、変形しても加熱するともとの形に戻る合金であり、さびにくさを目的としたものではない。
- トタンやブリキは鉄板の表面をそれぞれ亜鉛・スズでめっきしたもので、合金ではない。
別解
鉄にクロム(約18%)とニッケル(約8%)を加えた合金は、表面にクロムを含むち密な酸化物の被膜ができて非常にさびにくい。これがステンレス鋼で、台所用品や化学装置などに用いられる。