Butler-Volmer式(過電位 η = E − Ecorr):
$$i = i_{corr}\!\left(e^{\eta/\beta_a}- e^{-\eta/\beta_c}\right)$$腐食速度(Faraday則):
$$\mathrm{CR}= \frac{i_{corr} M}{n F \rho}$$分極抵抗(Stern-Geary):
$$R_p = \frac{\beta_a \beta_c}{2.303\, i_{corr}(\beta_a+\beta_c)}$$タフェルスロープと腐食電流密度を入力し、エバンス分極図・腐食速度(mm/year)・Stern-Geary分極抵抗をリアルタイム計算。混成電位理論の核心を可視化する。
Butler-Volmer式(過電位 η = E − Ecorr):
$$i = i_{corr}\!\left(e^{\eta/\beta_a}- e^{-\eta/\beta_c}\right)$$腐食速度(Faraday則):
$$\mathrm{CR}= \frac{i_{corr} M}{n F \rho}$$分極抵抗(Stern-Geary):
$$R_p = \frac{\beta_a \beta_c}{2.303\, i_{corr}(\beta_a+\beta_c)}$$配管・タンクの寿命予測: 化学プラントや海底パイプラインでは、内部を流れる流体による腐食速度をこの理論で推定します。材料選定時に想定環境でのi_corrを評価し、許容腐食速度から検査間隔や耐用年数を決定します。
防食設計(カソード防食・めっき): カソード防食では、外部から電流を流して金属の電位を陰極側にシフトさせ、腐食電流i_corrを実質的にゼロに近づけます。エバンス図上では、陰極分極曲線全体が下に移動する効果として理解できます。
耐食材料の開発評価: 新合金や表面処理材の耐食性を比較する際、電位動分極測定で得られたβ_a, β_c, i_corrの値をベンチマークと比較します。特にi_corrの大小が耐食性の優劣を直接的に表します。
腐食事故の調査・解析: 予想外に早く腐食が進んだ部位の金属を回収し、分極曲線を測定することで、当初の想定と比べてβが小さかった(反応が促進されていた)のか、i_corrが大きかったのか、原因を特定する手がかりを得られます。
このツールを使い始めるとき、いくつかつまずきやすいポイントがあるから気をつけてね。まず「タフェルスロープβの単位」。ここではmV/decade(ミリボルト・パー・デカード)を使っているけど、文献によってはV/decadeだったり、自然対数ベースのVだったりする。例えばβ_a=60 mV/decadeは、電位が60mV上がると電流が10倍になるって意味だ。単位を間違えると計算が全く合わなくなるから要注意。
次に「分極抵抗Rpの解釈」。Rpの値が大きいほど腐食速度が小さいのは確かだけど、これは「微小分極領域」での近似だということを忘れてはいけない。実測でRpを求める時、印加する電位の幅が大きすぎるとタフェル近似から外れて、計算されたi_corrが実際より大きく出てしまうことがある。ツールで「分極抵抗 Rp」のスライダーを動かして、エバンス図の原点付近の傾きがどう変わるか確認してみるといいよ。
最後に「現実は直線じゃない」という根本的な理解。エバンス図は理解を助けるための強力なモデルだけど、実際の測定データはきれいな直線にならないことの方が多い。例えば、溶液中の物質拡散が律速になると陰極反応の線が水平(限界電流)になったり、不動態膜ができると陽極線がぐんと上に跳ね上がったりする。このツールのグラフは「理想的なケース」の教科書的な振る舞いだと心得よう。