鉄フライパンの酸化被膜とは?

鉄フライパンは酸化皮膜によりサビを防げます。

鉄に生じるサビには(酸化物)には腐食を進行させる赤サビ(酸化第二鉄)と安定した性質を持つ黒サビ(四酸化三鉄)があります。自然発生する赤サビは鉄を腐食させますが、高温に熱することで形成される黒サビは鉄を腐食から守ります。

このことからも、鉄フライパンを使用する前には意図的に四酸化三鉄の層(Fe3O4)を形成させることがあります。

酸化被膜のメリットとは?

酸化被膜のメリットとは?

酸化被膜は鉄をサビにくくします。

鉄フライパンに生じるサビには2種類があります。それが鉄を腐食させる赤サビと安定した性質を持つ黒サビです。黒サビは鉄を600℃以上に熱することで生成される酸化被膜であり鉄は黒サビでおおわれているとサビにくくなります。

黒皮材(酸化スケール)が黒いのは熱間加工により生じた四酸化三鉄の色です。

赤サビ
酸化第二鉄(Fe2O3
進行性のサビ
黒サビ
四酸化三鉄(Fe3O4
安定性のサビ

このために鉄フライパンはから焼きします。

鉄フライパンは酸化被膜と油膜により守られています。酸化被膜は鉄を高温で酸化させて形成される四酸化三鉄(黒錆)であり、油膜は油(主に乾性油)を酸化重合させることで形成される樹脂層(ポリマー層)のことです。

酸化被膜を作っておくと油膜が剥がれてしまってもサビにくくなります。

しかし四酸化三鉄の層にはピンホールなどの小さな穴が無数に開いていますし自宅でのから焼きで形成される四酸化三鉄の層は不完全なものですので、油膜が切れた状態で放置しておくと赤サビが浮くこともあります。

酸化被膜の作り方は?

酸化被膜の作り方は?

酸化被膜は高温に熱することで形成されます。

家庭で酸化被膜を形成させるためには安全センサー(Siセンサー)のついていないガスコンロ(カセットコンロなど)を用いて熱していきます。600℃以上まで温度を上げなければいけませんのでそれなりの時間がかかります。

四酸化三鉄の形成温度は585℃です。

585℃というのは鉄が黒帯赤色に可視発光する温度帯となりますので安全面が確保できない場合には酸化被膜の形成にこだわる必要はありません。特に厚板のフライパンを熱する場合にはその熱容量の高さに腰が引けてしまっても不思議ではありません。

また、薄板のフライパンにバーナーを使ってしまうと温度差により歪むことがありますので注意が必要です。

補足説明

酸化被膜の形成に固執する必要はありません。酸化被膜を作らなくても鉄フライパンは問題なく使用できますし、本来の酸化被膜は炉を用いて900℃ほどまで加熱して形成されるものです。900℃というのは鉄が明るく発光する温度帯となりますので自宅では(ほぼ)不可能です。このことからも鉄フライパンに酸化被膜を形成させることは自己満足のためと言っても過言ではありません。

【まとめ】鉄フライパンの酸化被膜とは?

鉄フライパンの酸化被膜とは黒サビ(四酸化三鉄)です。黒サビは安定性のサビで進行性のサビである赤サビの発生を防いでくれます。これにより鉄フライパンの油膜が剥がれてしまってもサビにくくなるために扱いが容易になります。しかし四酸化三鉄の形成には600℃付近まで熱する必要がありますので必ずしも必要な作業ではありません。