なぜ？窒素中でも酸化？

質問

ステンレスのパイプを大気中で500℃～600℃で24時間ほど加熱したら紫色になりました。原因を調べてみましたら加熱により表面に酸化皮膜が形成されて、その膜の厚みにより着色するということが記載されていました(ステンレスのカラーリングという技術に応用されているそうです)。それならば窒素雰囲気中で加熱(ステンレスパイプを径の太いステンレスパイプ中に入れて、太いパイプにチューブをつないで窒素を流し太いパイプごと加熱)すれば酸化は起こらないから着色もないであろうと考えて行った結果、なぜか同様の着色が起こりました。
着色の原因は別にあったのでしょうか？どなたかご存知の方教えてください。

回答No.1

sanasha · ベストアンサー

窒化物が生成されたと考えます。私自身、ＳＵＳでは経験がありませんがＴｉでは窒化物による発色を確認しています。同様の反応がＳＵＳでも起きていると思います。(窒化Ｎｉ、窒化Ｆｅ、窒化Ｃｒ？)

ＳＵＳの場合、工業的にはコスト的に窒素と熱を使うと高くつくのでインコ法という電解法で発色させます。

お礼

ご回答ありがとうございます。
窒化皮膜ですか！窒素は不活性なので全く考えていませんでした。チタンでは窒化膜ができるんですね・・・
発色は膜自体の色ではなく、膜の厚みによる光の干渉によるものとのことなので窒化膜でも同様の発色がするということで納得しました。

回答No.2

leo-ultra

金属は素人なので、検討はずれの回答になるかもしれませんが、ご容赦下さい。

500～600℃という低い温度で窒化なんて起こるのですか？　SUSは詳しくないので。

むしろ私は窒素ガスの純度を疑いますが。
一般的にボンベで売っている窒素ガスはある程度酸素を含んでいます。
（だから、それが嫌な人は高純度アルゴンガスを使う。
それでも少しは酸素が含まれている。）

お礼

ご回答ありがとうございます。
私も少し窒化について調べてみましたが、どうもいわゆる窒化処理というのは500～550℃で行っていることが多いようです。(鋼など)
窒化材料のバルクを作成するというのではなく極表面だけに限った窒化ですのでこの程度の温度の方が良いのかもしれませんね。
なお、私が使用した窒素ガスは純度99.999%、業者曰く一般的な市販品はこの濃度だそうです。