Pasivasyon Metallerin pasivasyon işlemi, korozyona karşı koruma sağlamak için yüzeyde ince filmlerin oluşturulması anlamına gelir

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Metalleri korozyondan korumaya yönelik geleneksel yöntemlerin, kritik yapıların ve malzemelerin performans özellikleri için geçerli olan teknik gereksinimleri karşılama olasılığı giderek azalmaktadır. Ev çerçevelerindeki, boru hatlarındaki ve metal kaplamalardaki taşıyıcı kirişler, ürünün uzun süreli kullanımı söz konusu olduğunda tek başına mekanik pas koruması olmadan yapamaz. Korozyon korumasına daha etkili bir yaklaşım, elektrokimyasal yöntem ve özellikle pasivasyondur. Bu, iş parçasının yüzeyinde koruyucu ve yalıtkan bir film oluşturan aktif solüsyonları kullanmanın yollarından biridir.

Teknolojiye genel bakış

Pasivasyon, yapısı gereği metal bir yüzey üzerinde ince bir film oluşturma süreci olarak anlaşılmalıdır.yüksek direnç ile karakterizedir. Ayrıca, bu kaplamanın işlevleri farklı olabilir - örneğin, akü elektrolitlerinde, yalnızca elektrotların hizmet ömrünü uzatmakla kalmaz, aynı zamanda kendi kendine deşarj yoğunluğunu da az altır. Korozyon koruması açısından, pasivasyon, bir malzemenin pas gelişimine neden olan agresif bir ortama direncini artırmanın bir yoludur. Koruyucu-yalıtkan bir kaplamanın aynı oluşum mekanizması farklı olabilir. Elektrokimyasal ve kimyasal yöntemler temelde farklıdır, ancak her iki durumda da nihai sonuç, iş parçasının dış yapısının kimyasal olarak aktif olmayan bir duruma geçişi olacaktır.

Elektrokimyasal korozyon önleyici koruma ilkesi

Elektrokimyasal pasivasyondaki anahtar faktör, hedef yüzey üzerindeki harici bir akımın etkisidir. Katot akımının aşındırıcı metal yapıdan geçişi anında, potansiyeli negatif yönde değişir ve bu da iş parçası moleküllerinin iyonlaşma sürecinin doğasını değiştirir. Harici bir polarizörün yanından anodik maruz kalma koşulları altında (asit ortam için tipik), akımda bir artış gerekebilir. Bu, polarizörü bastırmak ve ardından tam korozyon önleyici koruma elde etmek için gereklidir. Bununla birlikte, dış akım nedeniyle yüzeyin artan pasivasyonu ile hidrojen salınımı artar, bu da metalin hidrojenlenmesine yol açar. Sonuç olarak metal yapıda hidrojen çözünme süreci başlar ve bunu iş parçasının fiziksel özelliklerinde bir bozulma izler.

Katotkoruma yöntemi

Bu, katodik akım uygulama tekniğini kullanan bir tür elektrokimyasal korozyon önleyici yalıtımdır. Fakat bu yöntem farklı şekillerde uygulanabilir. Örneğin üretimde bazı durumlarda parçanın katot olarak harici bir akım kaynağına bağlanmasıyla yeterli potansiyel kayması sağlanır. Anot, inert bir yardımcı elektrottur. Bu yöntem, kaynak sonrası dikişlerin pasivasyonunu gerçekleştirir, sondaj yapılarının metal platformlarını ve yer altı boru hatlarını korur. Katodik pasivasyon yönteminin avantajları, çeşitli korozyon proseslerini bastırmadaki verimliliği içerir.

Genel pas hasarına ek olarak, oyuklaşma ve taneler arası korozyon önlenir. Koruyucu ve galvanik gibi katodik elektrokimyasal etki yöntemleri de uygulanmaktadır. Bu yaklaşımların ana özelliği, polarizör olarak daha elektronegatif bir metalin kullanılmasıdır. Bu eleman, korunan ürün ile temas halindedir ve işlem sırasında tahrip olan bir anot görevi görür. Benzer yöntemler genellikle küçük yapıların, bina bölümlerinin ve yapıların yalıtılmasında kullanılır.

Anot koruma yöntemi

Metal parçaların anodik izolasyonu ile potansiyel pozitif yönde kayar, bu da yüzeyin korozyon süreçlerine karşı direncine katkıda bulunur. Uygulanan anot akımının enerjisinin bir kısmı metalin iyonlaşmasına harcanır.moleküller ve diğer kısım - katodik reaksiyonu bastırmak için.

Bu yaklaşımın olumsuz faktörleri arasında, korozyon reaksiyonunun azalma hızı ile karşılaştırılamayacak kadar yüksek metal çözünme hızı vardır. Öte yandan, çok şey pasivasyonun uygulandığı metale bağlı olacaktır. Bunlar hem aktif olarak çözünen malzemeler hem de yapısı pasif durumda frenleme ve yıkım reaksiyonlarına katkıda bulunan eksik elektronik katmanlara sahip parçalar olabilir. Ancak her durumda, önemli bir korozyon önleyici koruma etkisi elde etmek için büyük anot akımlarının kullanılması gerekir.

Bu bakış açısından, bu yöntemin yalıtımın kısa süreli bakımı için kullanılması tavsiye edilmez, ancak üst üste binen akımı sürdürmek için düşük enerji maliyetleri anodik pasivasyonu tamamen haklı çıkarır. Bu arada, gelecekte oluşturulan koruma sistemi sadece 10-3 A/m2'lık bir akım gücü gerektirir.

Kimyasal inhibitörlerin kullanımı

Agresif ortamlarda çalışırken metallerin direncini artırmaya yönelik alternatif bir teknolojik yaklaşım. İnhibitörler, metallerin çözünme yoğunluğunu az altan ve değişen derecelerde korozyon hasarının zararlı etkilerini ortadan kaldıran kimyasal pasivasyon sağlar.

Kendi başına bir inhibitör, bir anlamda, üst üste binen akımın bir analogudur, ancak kimyasal veya elektrokimyasal birleşik etkiye sahiptir. Organik ve inorganik maddeler, koruyucu filmin aktivatörleri olarak işlev görür ve daha sık olarak -özel olarak seçilmiş karmaşık bileşikler. Bir inhibitörün agresif bir ortama girmesi, metal yüzeyin yapısında değişikliklere neden olarak kinetik elektrot reaksiyonlarını etkiler.

Korumanın etkinliği metalin türüne, dış koşullara ve tüm sürecin süresine bağlı olacaktır. Bu nedenle, uzun vadede, paslanmaz çeliğin pasivasyonu, agresif bir ortama karşı koymak için pirinç veya demirden daha fazla enerji kaynağı gerektirecektir. Ancak inhibitörün kendisinin etki mekanizması yine de kilit bir rol oynayacaktır.

İnhibitörler-pasifleştiriciler

Pasif direnç oluşturma ilkelerine göre aktif korozyon koruması farklı inhibitörler ile oluşturulabilir. Bu nedenle, metal bir yüzey üzerinde kimyasal ve elektrostatik etkiye sahip olabilen anyonlar, katyonlar ve nötr moleküller şeklindeki adsorpsiyon bileşikleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunlar evrensel korozyon önleyici koruma araçlarıdır, ancak oksijen polarizasyonunun baskın olduğu ortamlarda etkileri azalır. Örneğin, paslanmaz çeliği pasifleştirmek için oksitleyici özelliklere sahip özel bir inhibitör kullanılmalıdır. Bunlar, oksijen moleküllerini serbest bırakmak için yeterli bir pozitif polarizasyon kaymasına sahip bir oksit filmi oluşturan molibdatlar, nitritler ve kromatları içerir. Metal yüzeyinde, ortaya çıkan oksijen atomlarının kimyasal adsorpsiyonu meydana gelir, bu da kaplamanın en aktif alanlarını bloke eder ve metal yapının çözünme reaksiyonunu yavaşlatmak için ek bir potansiyel yaratır.

Yarı iletkenlerin korunmasında pasivasyon kullanımı

Yarı iletken elemanların yüksek voltaj altında çalışması, korozyon korumasına özel bir yaklaşım gerektirir. Bu gibi durumlarla ilgili olarak, metalin pasivasyonu, parçanın aktif bölgesinin dairesel izolasyonunda ifade edilir. Diyotlar ve bipolar transistörler kullanılarak bir elektrik kenar koruması oluşturulur. Düzlemsel pasivasyon, koruyucu bir halkanın oluşturulmasını ve ayrıca kristal yüzeyin camla kaplanmasını içerir. Mesa pasifleştirmenin başka bir yöntemi, yapısal bir metal kristalin yüzeyinde izin verilen maksimum stres seviyesini artırmak için bir oluk oluşturulmasını içerir.

Korozyon önleyici filmin modifikasyonu

Pasivasyon sonucu oluşan kaplama, çeşitli ek güçlendirmelere izin verir. Bu kaplama, krom kaplama, boyama ve koruma filmi oluşturma olabilir. Korozyon önleyici korumanın yardımcı güçlendirme yöntemleri de bu şekilde kullanılır. Çinko kaplamalar için polimer ve krom bileşenlere dayalı özel çözümler geliştirilmektedir. Normal bir galvanizli kova için, yıkama reaktif olmayan katkı maddeleri kullanılabilir.

Sonuç

Korozyon, kendini farklı şekillerde gösterebilen, ancak her durumda metalin belirli operasyonel özelliklerinin bozulmasına katkıda bulunan yıkıcı bir süreçtir. Bu tür işlemlerin ortaya çıkmasını çeşitli şekillerde ve ayrıca başlangıçta indirgenmiş olarak karakterize edilen asil metallerin kullanımını dışlamak mümkündür.pas hassasiyeti. Ancak belirli finansal ve teknolojik nedenlerden dolayı standart korozyon önleyici korumanın kullanılması veya korozyon direnci yüksek metallerin kullanılması her zaman mümkün değildir.

Bu gibi durumlarda en uygun çözüm pasivasyondur - çeşitli türlerdeki metalleri korumak için nispeten uygun maliyetli ve etkili bir yöntemdir. Bazı hesaplamalara göre, 8 kilometrelik bir yer altı boru hattını korozyona karşı korumak için uygun şekilde seçilmiş bir inhibitöre sahip bir elektrot yeterli olabilir. Dezavantajlara gelince, prensipte elektrokimyasal pasivasyon yöntemlerini kullanmanın teknik karmaşıklığında ifade edilirler.