Metallerin hazırlanması ve kimyasal özellikleri. Aşınma. Metallerin kimyasal özellikleri Planlanan öğrenme çıktıları

Metal korozyonu(korozyon - korozyon), metallerin ve alaşımların çevre ile fiziksel ve kimyasal reaksiyonudur ve bunun sonucunda özelliklerini kaybederler. Korozyon, malzeme ile çevre arasındaki faz sınırındaki reaksiyona dayanır: 3Fe+2O2=Fe3O4.

Oluşma koşullarına göre korozyon aşağıdakilere ayrılır: 1) iletişim; 2) yuva; 3) su hattı boyunca; 4) sıçrama alanlarında; 5) değişken ıslanma bölgelerinde; 6) asidik buharların yoğunlaşması yoluyla ilerlemek; 7) radyasyon; 8) ısı transferi sırasında meydana gelen; 9) kaçak akımlardan oluşur.

Korozyon türleri:

Kimyasal veya gaz korozyonu (metaller ve alaşımlar, nem yokluğunda oksijen, hidrojen ve diğer gazlarla etkileşime girerek yok edilir).

Elektrokimyasal korozyon (elektrolit çözeltisinde bir metal veya alaşımın temasının meydana gelmesi).

Kimyasal korozyon. Metal oksidasyonu ve korozyon maddesinin (çoğunlukla oksijen) indirgenmesi işlemleriyle temsil edilir: 2Me + O2 = 2MeO.

Gaz korozyonu önemli bir rol oynar - metallerin kuru gazlarda (yakıt yanma ürünleri vb.) yüksek sıcaklıklarda korozyonu.

Gaz korozyon hızını etkileyen faktörler:

1) metalin doğası (alaşım);

2) gaz ortamının bileşimi;

3) ortaya çıkan korozyon ürünlerinin (oksit filmleri) mekanik özellikleri;

4) sıcaklık.

Elektrokimyasal korozyon Daha yaygın olarak, bir elektrolit ortamında (tuz, asit, toprak vb. çözeltileri) ayrı ayrı meydana gelen metal oksidasyonu ve aşındırıcı bir maddenin indirgenmesi süreçlerini içerir.

Elektrokimyasal korozyonun seyri iki eşlenik reaksiyonun birleşimidir: anodik reaksiyon (oksidasyon) Me = Mez+ + ze- ve katodik reaksiyon (indirgeme) D + ze-+ (Dze-), burada D– bir metalin (oksijen, hidrojen iyonları ve bazı metaller) elektronlarını bağlayan bir depolarizatör (oksitleyici).

Demirin paslanma süreci: 2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe2++ 4OH-.

Karbon çeliklerinde katot-anot galvanik elemanları sıklıkla meydana gelir. Bu, çelik yüzeylerin farklı elektronik potansiyellere sahip alanlara farklılaşması nedeniyle oluşur.

Korozif ortama bağlı olarak elektrokimyasal korozyon aşağıdakilere ayrılır:

1) atmosferik; 2) toprak; 3) mikrobiyolojik; 4) sıvı.

Korozyonun yoğunluğu metalin (alaşımlarının) kimyasal bileşimine, yabancı maddelerin içeriğine ve oksitleyici maddenin kendisine, konsantrasyonuna ve havanın nemine bağlıdır.

50. Metallerin korozyondan korunması

Agresif ortamlarda metallerin ve alaşımların korozyondan korunması aşağıdakilere dayanmaktadır:

1) malzemenin kendisinin korozyon direncinin arttırılması; 2) çevrenin saldırganlığını azaltmak; 3) yalıtkan bir kaplama kullanılarak malzemenin çevre ile temasının önlenmesi; 4) belirli bir ortamda korunan ürünün elektrot potansiyelinin düzenlenmesi.

Galvanik korozyona karşı korunmak için kullanılan yöntemler vardır:

1) kimyasal olarak dirençli alaşımların kullanılması; 2) metal veya alaşım yüzeyinin kaplama yoluyla korunması; 3) aşındırıcı ortamın aktivitesinin azaltılması; 4) elektrokimyasal yöntemler.

Kimyasal olarak en dayanıklı alaşımlar paslanmaz (%13 krom) ve aside dayanıklı (%18 krom, %8-10 nikel) çeliklerdir.

Metalleri kaplamak için çeşitli kaplama türleri kullanılır - metalik, metalik olmayan, metal yüzeyinin elektrokimyasal ve kimyasal işlenmesi sırasında oluşan kaplamalar. Metal kaplamalar– krom, nikel, çinko, kadmiyum, alüminyum, kalay vb. Elektrokaplama yöntemleri kullanılarak uygulanır.

Metalik olmayan kaplamalar– vernikler, boyalar, emayeler, fenol-formaldehit reçineleri vb.

Metal işlemeden kaynaklanan kaplamalar, – oksit veya tuz filmleri (alüminyumun oksidasyonu).

Ortamın agresifliğini azaltma yöntemi, az miktarda sıvıyla kullanılan ürünler için en etkili yöntemdir. En yaygın agresif ortamlar su, alkali ve asitlerin sulu çözeltileri, toprak ve atmosferdir. Su ortamlarının agresifliği çözünmüş oksijen ve karbondioksit konsantrasyonuna bağlıdır. Fiziksel olarak oksijen ve karbondioksit, suyun indirgenmiş basınç altında ısıtılmasıyla, kimyasal olarak çelik veya demir talaşından geçirilmesiyle veya indirgeyici bir maddeyle işlenmesiyle giderilebilir. Sulu ortamların agresifliği de korozyon inhibitörleri kullanılarak ortadan kaldırılır. Anodik inhibitörler– hidroksit, karbonat, fosfatlar, nitrit ve sodyum benzoat. Katot inhibitörleri– çinko sülfatlar, sodyum bikarbonat.

En iyi etki katodik inhibitörlerle kombinasyon halinde elde edilir. Organik inhibitörler asidik ortamlarda kullanılır. İnhibitör-pasivatörler var - metali pasif bir duruma aktarıyorlar (peroksit tipi oksitleyiciler, asil metal bileşikleri).

Atmosferin agresifliği nemine ve alanına (endüstriyel, kırsal vb.) bağlıdır. Atmosferin etkisi, metal korozyon ürünlerinin ve yüzeydeki toz parçacıklarının higroskopikliğine bağlıdır. Çelik korozyon ürünlerinin higroskopikliği, küçük miktarlarda bakırla alaşımlanarak azaltılır. Toprağın aşındırıcı agresifliği, O2 içeriği, nem, elektrik iletkenliği ve pH ile belirlenir.

Korozyon genellikle metallerin dış ortamla kimyasal ve elektrokimyasal etkileşimi ve kararlı bileşiklere (oksitler, hidroksitler, tuzlar) dönüşmesi sonucu kendiliğinden yok olması olarak adlandırılır.

Kesin olarak konuşursak, korozyon, metaller agresif bir ortamla temas ettiğinde ortaya çıkan ve metal ürünlerin tahrip olmasına yol açan bir dizi redoks sürecidir. Agresif ortam derken, özellikle su veya elektrolit çözeltilerinin varlığında oksit atmosferi kastediyoruz (Dünya atmosferindeki oksijenin varlığı onu oksit yapar).

İşlemin mekanizmasına bağlı olarak metallerin kimyasal ve elektrokimyasal korozyonu arasında bir ayrım yapılır. Kimyasal korozyon, metal atomları ve çeşitli oksitleyici maddeler arasında yaygın bir kimyasal reaksiyondur. Kimyasal korozyon örnekleri, metallerin oksijenle yüksek sıcaklıkta oksidasyonu, alüminyum yüzeyinin havada oksidasyonu, metallerin klor, kükürt, hidrojen sülfit ile etkileşimidir. H2S, vb.

Elektrokimyasal korozyon çözeltilerde, yani esas olarak metallerin elektrolit çözeltilerle temasa geçtiği durumlarda, özellikle de metallerin daha az aktif metallerle temas halinde olduğu durumlarda meydana gelir. Korozyon hızı önemli ölçüde metallerin aktivitesine ve ayrıca sudaki yabancı maddelerin konsantrasyonuna ve doğasına bağlıdır. Saf suda metaller neredeyse korozyona uğramazlar ve daha aktif metallerle temas halinde, elektrolit çözeltilerinde bile korozyona uğramazlar.

Metal korozyonunun nedeni

Demir de dahil olmak üzere birçok metal yer kabuğunda oksitler halinde bulunur. Metalden okside geçiş enerji açısından olumlu bir süreçtir, başka bir deyişle oksitler metallere göre daha kararlı bileşiklerdir. Süreci tersine çevirmek ve metali cevherden çıkarmak için çok fazla enerji harcamak gerekir, bu nedenle demir okside dönüşme eğilimindedir - dedikleri gibi demir paslanır. Paslanma, metallerin çevrenin etkisi altında oksidasyonu süreci olan korozyona verilen isimdir.

Doğadaki metallerin döngüsü aşağıdaki diyagram kullanılarak gösterilebilir:

Metal ürünler paslanır çünkü yapıldıkları çelik atmosferde bulunan oksijen ve su ile reaksiyona girer. Demir veya çeliğin korozyonu sırasında, çeşitli bileşimlerdeki ferum(III) oksidin hidratlı formları oluşur.(Fe 2 O 3 ∙ xH20). Oksit hava ve su geçirgendir ve metal yüzeyinde koruyucu bir tabaka oluşturmaz. Bu nedenle oluşan pas tabakasının altında metal korozyonu devam eder.

Metaller nemli havayla temas ettiğinde her zaman korozyona uğrarlar ancak paslanma oranını birçok faktör etkiler. Bunlar arasında şunlar yer almaktadır: metaldeki yabancı maddelerin varlığı; demirin yüzeyiyle temas eden çözeltilerde asitlerin veya diğer elektrolitlerin varlığı; Bu çözeltilerin içerdiği oksijen.

Metal bir yüzeyin elektrokimyasal korozyon mekanizması

Çoğu durumda korozyon elektrokimyasal bir süreçtir. Metalin yüzeyinde, farklı alanların oksidasyon alanları ve indirgeme alanları olarak hareket ettiği elektrokimyasal hücreler oluşur.

Redoks paslanma işleminin iki reaksiyonu aşağıdadır:

Demir korozyon reaksiyonunun genel denklemi şu şekilde yazılabilir:

Demir veya çeliğin yüzeyinde su ile temas ettiğinde meydana gelen işlemler şematik olarak şu şekilde gösterilebilir:

Bir damla su içinde çözünmüş oksijen konsantrasyonu, metal yüzeyindeki hangi alanların indirgeme bölgesi ve hangilerinin oksidasyon bölgesi olduğunu belirler.

Çözünmüş oksijen konsantrasyonunun daha yüksek olduğu damlanın kenarlarında oksijen, hidroksit iyonlarına indirgenir.

Oksijeni azaltmak için gereken elektronlar, demirin oksidasyonu sırasında salındıkları ve çözünmüş oksijen konsantrasyonunun düşük olduğu damlanın merkezinden hareket eder. Demir iyonları çözeltiye girer. Serbest kalan elektronlar metal yüzey boyunca damlanın kenarlarına doğru hareket eder.

Yukarıdakiler korozyonun neden bir su damlasının ortasında veya bir boya tabakasının altında en şiddetli olduğunu açıklamaktadır: bunlar oksijen kaynağının sınırlı olduğu alanlardır. Burada Demir'in çözeltiye girdiği "kabuklar" adı verilen oluşumlar oluşur.

Pas, demir iyonlarının ve hidroksit iyonlarının metal yüzeyinden yayıldığı bir çözeltideki bir dizi ikincil işlemin sonucu olarak ortaya çıkar. Yüzeyde koruyucu tabaka oluşmaz.

Oksijen indirgeme reaksiyonunun etkinliği ortamın asitliğine bağlıdır, dolayısıyla asidik ortamda korozyon hızlanır. Deniz suyu spreyindeki sodyum klorür gibi herhangi bir tuz kirliliği, suyun elektriksel iletkenliğini arttırdığından pas oluşumuna katkıda bulunur.

Korozyon sorunu hiçbir zaman tamamen çözülemeyebilir ve umulabilecek en iyi şey onu durdurmak değil, yavaşlatmaktır.

Korozyona karşı koruma yöntemleri

Günümüzde korozyonu önlemenin çeşitli yolları vardır.

Metalin agresif ortamdan ayrılması - boyama, yağlarla yağlama, aktif olmayan metaller veya emaye ile kaplama (I), Metal yüzeyinin daha aktif metallerle temas ettirilmesi (II). Korozyon inhibitörlerinin (korozyon inhibitörleri) ve korozyona dayanıklı alaşımların (III) kullanılması.

I. Çeliği korozyondan korumanın en basit yolu, metali atmosferik havadan izole etmektir. Bu, yağ, gres kullanılarak veya koruyucu bir boya tabakası uygulanarak yapılabilir.

Günümüzde organik polimerlerden yapılan koruyucu kaplamalar yaygın olarak kullanılmaktadır. Kaplama farklı renklerde yapılabilir ve korozyon sorununa oldukça esnek bir çözümdür. Günlük yaşamda bizi çevreleyen şeylere kısa bir bakış bile böyle bir çözümün birçok örneğini verir: buzdolabı, bulaşık kurutma makinesi, tepsi, bisiklet vb.

II. Bazen demir başka bir metalden ince bir tabaka ile kaplanır. Bazı üreticiler araba gövdelerini galvanizli çinko kaplı çelikten yaparlar. Bu işlemle tabana sıkı bir şekilde yapışan bir çinko oksit tabakası oluşur ve galvanik kaplama hasar görmediği takdirde servis meyvesinden iyi bir şekilde korur.

Böyle bir kaplamanın kusurları olsa bile, makinenin çelik gövdesi yine de hızlı tahribata karşı korunur çünkü bu sistemde çinko, demirden daha reaktif bir metal olduğundan demirden ziyade tercihen korozyona uğrar. Bu durumda çinko feda edilir. Kurbanlık ("kurbanlık") metallerin kullanımına ilişkin ilk tekliflerden biri, deniz teknelerinin gövdelerinin metal kaplamasını korozyondan korumak için 1824 yılında yapılmıştır.

Günümüzde açık denizdeki petrol platformlarını korozyondan korumak için çinko bloklar kullanılıyor: Pahalı, karmaşık çelik yapılardan kaynaklanan korozyon, kolayca değiştirilebilen metal parçalarına aktarılıyor. Böyle bir korumanın ilkesi nedir? Bunu bir diyagram kullanarak açıklayalım.

Denizdeki tüm destek boyunca belirli aralıklarla çinko bloklar yapıştırılır. Çinko demirden daha aktif olduğundan (elektrokimyasal voltaj serisinde solda yer alır), çinko ağırlıklı olarak oksitlenir ve demir yüzeyi çoğunlukla dokunulmaz. Prensip olarak, elektrokimyasal voltaj serisinde demirin solunda yer alan herhangi bir metal, çelik ürünleri korumak için kullanılabilir.

Benzer bir prensip, tüm demir çubukların birbirine bağlandığı ve toprağa gömülü bir magnezyum parçasına bağlandığı konut binalarının betonarme yapılarını korumak için kullanılır.

III. Korozyona karşı koruma sorununa çok yaygın bir çözüm, korozyona dayanıklı alaşımların kullanılmasıdır. Günlük yaşamda kullanılan, özellikle suyla sürekli temas halinde olan birçok çelik ürün: mutfak eşyaları, kaşık, çatal, bıçak, çamaşır makinesi küveti vb. - Ek koruma gerektirmeyen paslanmaz çelikten yapılmıştır.

Sert çelik, 1913 yılında Sheffield kimyageri Harry Brearley tarafından icat edildi. Silah namlularının hızlı aşınmasını araştırdı ve silahın ömrünü bu şekilde uzatmanın mümkün olup olmadığını görmek için yüksek krom içerikli çeliği denemeye karar verdi.

Tipik olarak çeliği analiz ederken numune asit içinde çözüldü. Böyle bir analizi yürüten Brearley beklenmedik zorluklarla karşılaştı. Yüksek krom içeriğine sahip çeliği çözünmedi. Ayrıca laboratuvara bırakılan numunelerin orijinal parlaklığını koruduğunu da fark etti. Brearley, korozyona dayanıklı bir çelik icat ettiğini hemen fark etti.

Harry Briarley'in icadı bazı önyargılarla karşılaştı. Sheffield'in önde gelen metal alet üreticilerinden biri, Briarley'in fikrinin "doğaya aykırı" olduğunu düşünürken, bir diğeri "her kullanımdan sonra temizlenmesi gereken bıçaklarda korozyona karşı direncin büyük bir avantaj olmadığını" söyledi. Bugün, pişirme kaplarının parlaklığını koruduğuna ve yiyeceklerin içerdiği asitlerden etkilenmediğine kesin gözüyle bakıyoruz.

Paslanmaz çelik korozyona uğramaz çünkü yüzeyinde bir krom(III) oksit filmi oluşur. Bu oksit pasın aksine sudan etkilenmez ve metal yüzeye sıkı bir şekilde yapışır. Yalnızca birkaç nanometre kalınlığındaki oksit film çıplak gözle görülmez ve metalin doğal parlaklığını gizlemez. Aynı zamanda havayı ve suyu geçirmez ve metali korur. Üstelik yüzey filmini kazırsanız hızla iyileşir.

Ne yazık ki paslanmaz çelik pahalıdır ve hangi çeliğin kullanılacağını seçerken bunu dikkate almak zorundayız. Modern teknolojide, yüksek dirençli çelik çoğunlukla şu bileşimle kullanılır: %74 demir, %18 krom, %8 nikel.

Paslanmaz çeliğin kullanımı, koruyucu yağlayıcı ve boya katmanlarının kullanılması gibi her zaman ekonomik olarak haklı görülmediğinden, günümüzde demir ürünleri kaplamak için sıklıkla ince bir çinko (galvanizli demir) veya kalay (kalaylı demir) tabakası kullanılır. İkincisi konserve gıda üretiminde sıklıkla kullanılır.

Konserve gıdaların iç metal yüzeyini kalayla kaplayarak koruma yöntemi İngiliz Peter Durand tarafından önerildi. Böyle bir korumayla konserve yiyecekler uzun süre yenilebilir kalır. Ne yazık ki konserve yiyecek ve içecek sektörü de zorluklardan muaf değil. Farklı ürünler kutunun içinde metal üzerinde farklı etkilere sahip olan ve korozyona neden olabilecek farklı ortamlar oluşturur.

20. yüzyılın başında konserve bira üretilmeye başlandı. Ancak yeni ürün hemen başarıya ulaşmadı ve bunun nedeni bankaların içeriden yok edilmesiydi. Kavanozları kaplamak için kullanılan ince kalay tabakası çok nadiren katı çıkıyordu. Çoğu zaman küçük kusurları vardı. Sulu bir çözeltide demir, kalaydan daha hızlı oksitlenir (daha yüksek aktivitesi nedeniyle). Demir iyonları Fe 2+ birada çözündü (ki bu genellikle anemi için iyi bir ilaçtır) ve içeceğe metalik bir tat verdi ve ayrıca şeffaflığını da azalttı. Bu, konserve biranın popülaritesini azalttı. Ancak üreticiler, kutuların içini özel bir inert organik vernikle kaplamaya başladıktan sonra bu sorunun üstesinden gelmeyi başardılar.

Konserve meyveler sitrik asit gibi organik asitler içerir. Solüsyonda bu asitler kalay iyonlarının bağlanmasını teşvik eder. sn 2+ ve böylece kalay kaplamanın çözünme hızı artar, böylece konserve meyvelerde (şeftali vb.) kalay esas olarak paslanır. Bu şekilde gıdaya giren kalay iyonları toksik değildir. Ağızda adacık bir tat vermeleri dışında, konserve meyvelerin tadını önemli ölçüde değiştirmezler. Ancak böyle bir kavanozun çok uzun süre saklanması durumunda sorunlar ortaya çıkabilir. Oksitlenen ince kalay tabakası, organik asitlerin etkisi altında sonunda çökecek ve demir tabakasını oldukça hızlı bir şekilde korozyona uğratmaya başlayacaktır.

“Metalleri korozyondan koruma yöntemleri” - Galvanik fedakarlık koruması. Kimyasal korozyon. Korozyon mekanizması. Birçok metal korozyona uğrar. Anot yok edilir. Pas kapatma. Fosfatlama. Korozyon süreci. Yenmek. Yüzeyler. Korozyon çatlaması. Elektrokimyasal korozyon. Korozyon koruması. Soğuk galvanizleme.

“Metallerin korozyonu ve çeşitleri” - Korozyon türlerinin sınıflandırılması. Bilişsel görevler. Test tüpleri. Laboratuvar deneyimi. Korozyon sürecini tetikleyen faktörler. Aşınma. Katotta meydana gelen işlemler. Korozyon süreci. Korozyon yoğunluğu. Korozyona karşı korunma yöntemleri. Metal ürünlerin korunmasına örnekler. Yaratıcı görev. Görevler.

“Metal korozyonu” - Metallere neden ihtiyaç duyulur? Metallerin ve alaşımların çevrenin etkisi altında yok olmasına korozyon denir. Metallerin fiziksel özellikleri. Metallerin korozyonu Metal elde etme yöntemleri. Elektroliz. Metal bağlantı. İki metalden daha aktif olanı paslanır. Metallerin genel fiziksel özellikleri. Metallerin kimyasal özellikleri.

“Metallerin korozyon türleri” - Metallerin elektrokimyasal gerilim serileri. Elektrokimyasal korozyon. Aşınma. Korozyona karşı koruma türleri. Kimyasal korozyon. Anıtlar. Paslı sıçan. Korozyona karşı korunma yöntemleri. Korozyon türleri. Metallerin korozyonu. Tehlike.

“Metal korozyon süreci” - İkincil alt grupların metalleri. Metallerin korozyonu. Metallerin korozyon özellikleri. Korozyon - metal hurdayı kemiren kırmızı bir fare. Metallerin ve alaşımların kendiliğinden yok edilmesi. Korozyona karşı korunma yöntemleri. Elektrokimyasal korozyon. Korozyon türleri. Kimyasal korozyon. İndirgeyici maddeler metallerdir. Alüminyum.

“Metallerin korozyonu” - Pratik aşama. Korozyona karşı korunma yöntemleri. Galvanik korozyona neden olan koşullar. Sıcaklık artışı. Tarihsel aşama. Elektrokimyasal korozyonun mekanizması. Metal ne kadar aktif olursa korozyona karşı o kadar duyarlı olur. Korozyona neden olan faktörler. Korozyon insanların yaşamını ve sağlığını olumsuz etkiler.

Toplamda 9 sunum var

Çevrenin kimyasal veya elektrokimyasal etkisi altındaki metal malzemeler korozyon adı verilen tahribatlara maruz kalır. Metal korozyonu metallerin oksitlenmiş bir forma geçmesi ve özelliklerini kaybetmesi sonucu metalik malzemelerin kullanılamaz hale gelmesine neden olur.

karakterize eden 3 özellik vardır aşınma:

• Aşınma- Kimyasal açıdan bu bir redoks işlemidir.
• Aşınma termodinamik sistem metal - çevre bileşenlerinin kararsızlığı nedeniyle ortaya çıkan kendiliğinden bir süreçtir.
• Aşınma esas olarak metalin yüzeyinde gelişen bir süreçtir. Ancak korozyonun metalin derinliklerine nüfuz etmesi mümkündür.

Metal korozyon türleri

En yaygın olanları şunlardır metal korozyon türleri:

1. Üniforma – tüm yüzeyi eşit şekilde kaplar
2. Düzensiz
3. Seçim
4. Yerel lekeler – yüzeyin bireysel alanları aşınmıştır
5. Ülseratif (veya çukurlaşma)
6. Leke
7. Kristaller arası - bir metal kristalinin sınırları boyunca yayılır
8. Çatlama
9. Yer altı

Korozyon sürecinin mekanizması açısından iki ana korozyon türü ayırt edilebilir: kimyasal ve elektrokimyasal.

Metallerin kimyasal korozyonu

Metallerin kimyasal korozyonu - bu, metal bağının tahrip edilmesinden sonra, metal atomlarının ve oksitleyici maddelerin bir parçası olan atomların oluştuğu bu tür kimyasal reaksiyonların ortaya çıkmasının sonucudur. Bu durumda metal yüzeyin ayrı bölümleri arasında elektrik akımı oluşmaz. Bu tür korozyon, elektrik akımı iletemeyen ortamlarda doğaldır - bunlar gazlar ve elektrolit olmayan sıvılardır.

Metallerin kimyasal korozyonu gaz veya sıvı olabilir.

Metallerin gaz korozyonu – bu, metal yüzeyinde nem yoğunlaşması olmadığında, agresif gaz veya buhar ortamlarının yüksek sıcaklıklarda metal üzerindeki etkisinin sonucudur. Bunlar örneğin oksijen, kükürt dioksit, hidrojen sülfür, su buharı, halojenlerdir. Bu tür korozyon, bazı durumlarda metalin tamamen tahrip olmasına yol açabilir (eğer metal aktifse), diğer durumlarda yüzeyinde koruyucu bir film oluşabilir (örneğin alüminyum, krom, zirkonyum).

Metallerin sıvı korozyonu – yağ, yağlama yağları, gazyağı vb. gibi elektrolit olmayan maddelerde meydana gelebilir. Bu tür korozyon, az miktarda nem varlığında bile kolaylıkla elektrokimyasal bir nitelik kazanabilir.

Kimyasal korozyon için metalin yok edilme hızı, oksitleyici maddenin yüzeyini kaplayan metal oksit filme nüfuz etme hızıyla orantılıdır. Metal oksit filmleri süreklilik tarafından belirlenen koruyucu özellikler sergileyebilir veya göstermeyebilir.

Süreklilik böyle bir film olduğu tahmin ediliyor Tüylenme-Kötü Sözler faktörü: (α = V ok /V Me) oluşan oksidin veya herhangi bir başka bileşiğin hacmi ile bu oksidin oluşumu için harcanan metalin hacmi ile ilgili olarak

α = V ok /V Ме = М tamam ·ρ Ме /(n·A Me ·ρ tamam),

burada V ok oluşan oksidin hacmidir

V Me, oksidi oluşturmak için tüketilen metalin hacmidir

M ok – oluşan oksidin molar kütlesi

ρ Me – metal yoğunluğu

n – metal atomlarının sayısı

A Me metalin atom kütlesidir

ρ ok - oluşan oksidin yoğunluğu

Oksit filmleri, α < 1 , sürekli değil ve bunların sayesinde oksijen metal yüzeye kolayca nüfuz eder. Bu tür filmler metali korozyondan korumaz. Alkali ve toprak alkali metallerin (berilyum hariç) oksijenle oksidasyonu sonucu oluşurlar.

Oksit filmleri, 1 < α < 2,5 sağlam ve metali korozyondan koruyabilirler.

Değerlerle a > 2,5 süreklilik koşulu artık karşılanmıyor bunun sonucunda bu tür filmler metali tahribattan korumaz.

Değerler aşağıdadır α bazı metal oksitler için

Metallerin elektrokimyasal korozyonu

Metallerin elektrokimyasal korozyonu sistem içerisinde bir elektrik akımının ortaya çıkmasıyla birlikte metallerin çeşitli ortamlarda yok edilmesi işlemidir.

Bu tip korozyonda, iki birleşik işlemin sonucu olarak kristal kafesinden bir atom çıkarılır:

• Anot – iyon formundaki metal çözeltiye girer.
• katodik – anodik işlem sırasında oluşan elektronlar bir depolarizatör (madde bir oksitleyici maddedir) tarafından bağlanır.

Elektronların katot bölgelerinden uzaklaştırılması işlemine depolarizasyon, uzaklaştırmayı destekleyen maddelere ise denir. depolarizatörler.

En yaygın olanı Hidrojen ve oksijen depolarizasyonu ile metallerin korozyonu.

Hidrojen depolarizasyonu Asidik bir ortamda elektrokimyasal korozyon sırasında katotta gerçekleştirilir

2H + +2e - = H2 hidrojen iyonu deşarjı

2H3O + +2e - = H2 + 2H2O

Oksijen depolarizasyonu nötr bir ortamda elektrokimyasal korozyon sırasında katotta gerçekleştirilir

O 2 + 4H + +4e - = H 2 O çözünmüş oksijen azaltımı

02 + 2H20 + 4e - = 4OH -

Tüm metaller, kendileriyle ilişkileri açısından elektrokimyasal korozyon, değerlerine göre belirlenen 4 gruba ayrılabilir:

1. Aktif metaller (yüksek termodinamik kararsızlık) - bunların hepsi alkali metaller - kadmiyum (E 0 = -0,4 V) aralığındaki metallerdir. Oksijen veya diğer oksitleyici maddelerin bulunmadığı nötr sulu ortamlarda bile korozyonları mümkündür.
2. Orta aktivite metalleri (termodinamik kararsızlık) - kadmiyum ve hidrojen arasında bulunur (E 0 = 0,0 V). Nötr ortamlarda oksijen yokluğunda korozyona uğramaz, asidik ortamlarda ise korozyona uğrarlar.
3. Düşük aktif metaller (orta termodinamik stabilite) - hidrojen ve rodyum arasındadır (E 0 = +0,8 V). Oksijen veya diğer oksitleyici maddelerin bulunmadığı nötr ve asidik ortamlarda korozyona karşı dayanıklıdırlar.
4. Asil metaller (yüksek termodinamik stabilite) – altın, platin, iridyum, paladyum. Sadece asidik ortamlarda, güçlü oksitleyici maddelerin varlığında korozyona maruz kalabilirler.

Elektrokimyasal korozyonçeşitli ortamlarda ortaya çıkabilir. Ortamın doğasına bağlı olarak aşağıdaki elektrokimyasal korozyon türleri ayırt edilir:

• Elektrolit çözeltilerinde korozyon- asitlerin, bazların, tuzların doğal sudaki çözeltilerinde.
• atmosferik korozyon– atmosferik koşullarda ve her türlü nemli gaz ortamında. Bu en yaygın korozyon türüdür.

Örneğin, demir çevresel bileşenlerle etkileşime girdiğinde, bazı bölümleri demir oksidasyonunun meydana geldiği anot görevi görürken, diğerleri oksijen indirgenmesinin meydana geldiği katot görevi görür:

A: Fe – 2e – = Fe 2+

K: Ö2 + 4H + + 4e - = 2H2O

Katot oksijen akışının daha fazla olduğu yüzeydir.

• Toprak korozyonu– Toprağın bileşimine ve havalandırmasına bağlı olarak korozyon az ya da çok yoğun şekilde meydana gelebilir. Asitli topraklar en agresif, kumlu topraklar ise en az agresif olanlardır.
• Havalandırma korozyonu— malzemenin farklı kısımlarına eşit olmayan hava erişimi olduğunda meydana gelir.
• Deniz korozyonu– Deniz suyunda çözünmüş tuzların, gazların ve organik maddelerin bulunması nedeniyle oluşur. .
• Biyokorozyon– metal korozyonuna katkıda bulunan CO 2, H 2 S vb. gazlar üreten bakteri ve diğer organizmaların aktivitesinin bir sonucu olarak ortaya çıkar.
• Elektrokorozyon– Elektrikli demiryolları, tramvay hatları ve diğer birimlerin çalışmaları sonucunda yer altı yapılarında kaçak akımların etkisi altında meydana gelir.

Metal korozyonuna karşı koruma yöntemleri

Metal korozyonuna karşı korunmanın ana yöntemi koruyucu kaplamaların oluşturulması– metalik, metalik olmayan veya kimyasal.

Metal kaplamalar.

metal kaplama korozyondan korunması gereken metalin üzerine aynı şartlarda korozyona dayanıklı başka bir metal tabakası ile uygulanır. Metal kaplama metalden yapılmışsa daha olumsuz potansiyel ( daha aktif ) korunan olandan buna denir anodik kaplama. Metal kaplama metalden yapılmışsa daha olumlu potansiyel(daha az aktif) korunandan daha az aktifse buna denir katot kaplama.

Örneğin, demire bir çinko tabakası uygulandığında, kaplamanın bütünlüğü tehlikeye girerse, çinko bir anot görevi görür ve yok edilir; bu sırada demir, çinkonun tamamı tükenene kadar korunur. Bu durumda çinko kaplama anodik.

katot demiri koruyan kaplama örneğin bakır veya nikel olabilir. Böyle bir kaplamanın bütünlüğü ihlal edilirse korunan metal tahrip olur.

Metalik olmayan kaplamalar.

Bu tür kaplamalar inorganik (çimento harcı, camsı kütle) ve organik (yüksek moleküler ağırlıklı bileşikler, vernikler, boyalar, bitüm) olabilir.

Kimyasal kaplamalar.

Bu durumda, korunan metal, yüzeyde bileşiğinin korozyona dayanıklı bir filmini oluşturmak için kimyasal işleme tabi tutulur. Bunlar şunları içerir:

oksidasyon – kararlı oksit filmlerin elde edilmesi (Al203, ZnO, vb.);

fosfatlama – koruyucu bir fosfat filmi elde etmek (Fe3 (PO 4) 2, Mn 3 (PO 4) 2);

nitrürleme – metalin (çelik) yüzeyi nitrojenle doyurulur;

mavileşme – metal yüzey organik maddelerle etkileşime girer;

sementasyon – metalin yüzeyinde karbonla bağlantısının elde edilmesi.

Teknik metalin bileşiminin değiştirilmesi aynı zamanda metalin korozyona karşı direncinin artmasına da yardımcı olur. Bu durumda metalin içine korozyon direncini artıran bileşikler eklenir.

Aşındırıcı ortamın bileşimindeki değişiklikler(korozyon önleyicilerin eklenmesi veya yabancı maddelerin ortamdan uzaklaştırılması) aynı zamanda metali korozyondan korumanın bir yoludur.

Elektrokimyasal koruma korunan yapının harici bir doğru akım kaynağının katotuna bağlanmasına ve bunun sonucunda katot haline gelmesine dayanır. Anot, tahrip edildiğinde yapıyı korozyondan koruyan hurda metaldir.

Sırt koruması – elektrokimyasal koruma türlerinden biri – aşağıdaki gibidir.

Daha aktif bir metalden yapılmış plakalar koruyucu. Daha negatif potansiyele sahip bir metal olan koruyucu anottur ve korunan yapı ise katottur. Koruyucunun ve korunan yapının bir akım iletkeni ile bağlantısı koruyucunun tahrip olmasına yol açar.