خوردگی و آبکاری الکتریکی
خوردگی و آبکاری الکتریکی فرآیندهای الکتروشیمیایی کاربردی هستند که در آنها فلزات از طریق واکنشهای الکترودی حل میشوند یا رسوب میکنند و تخریب مواد و فناوریهای پوششدهی فلزات را کنترل میکنند.
Definition
شاخهای از الکتروشیمی کاربردی که به انحلال الکتروشیمیایی فلزات (خوردگی) و رسوب الکتروشیمیایی آنها (آبکاری الکتریکی)، همراه با لایههای سطحی و روشهایی که آنها را کنترل میکنند، میپردازد.
Scope
این حوزه شامل الکتروشیمی برهمکنشهای فلز-محیط است: خوردگی خودبهخودی فلزات از طریق انحلال آندی و کاهش کاتدی جفتشده، رسوب عمدی فلزات با آبکاری الکتریکی، تشکیل لایههای غیرفعال و پوششهای محافظ، و راهبردهای حفاظت در برابر خوردگی. این حوزه پایداری ترمودینامیکی، سینتیک الکترود و شیمی سطح را به عمل مهندسی پیوند میدهد.
Sub-topics
Core questions
- چگونه واکنشهای آندی و کاتدی جفتشده، خوردگی خودبهخودی فلزات را هدایت میکنند؟
- چگونه فلز با عبور جریان از یک الکترولیت به روشی کنترلشده رسوب میکند؟
- چگونه لایههای غیرفعال و پوششها خوردگی را کند یا از آن جلوگیری میکنند؟
- چه عوامل ترمودینامیکی و سینتیکی تعیین میکنند که آیا یک فلز خورده میشود یا محافظتشده باقی میماند؟
Key theories
- نظریه پتانسیل مختلط خوردگی
- یک فلز در حال خوردگی آزادانه، پتانسیل خوردگی را اتخاذ میکند که در آن نرخ انحلال آندی فلز و کاهش کاتدی (اکسیژن یا پروتونها) برابر است؛ این جریان خوردگی نرخ از دست دادن فلز را تعیین میکند.
- کنترل فارادایی رسوب
- در آبکاری الکتریکی، مقدار فلز رسوبکرده توسط قوانین فارادی کنترل میشود، در حالی که هستهزایی، رشد و افزودنیها، مورفولوژی، چسبندگی و کیفیت پوشش را کنترل میکنند.
Clinical relevance
خوردگی باعث خسارات اقتصادی و ایمنی عظیمی در زیرساختها، حملونقل و صنعت میشود، در حالی که آبکاری الکتریکی پوششهای محافظ و تزئینی، اتصالات الکترونیکی و استخراج الکتریکی فلزات را امکانپذیر میسازد؛ کنترل این فرآیندها برای مهندسی مواد و استفاده از منابع حیاتی است.
History
قوانین فارادی در الکترولیز (دهه ۱۸۳۰) رسوب و انحلال را کمیسازی کرد؛ ایوانز در اوایل قرن بیستم خوردگی را به عنوان یک فرآیند الکتروشیمیایی معرفی کرد و نمودارهای پتانسیل-pH پوربه (دهههای ۱۹۴۰-۱۹۶۰) حوزههای پایداری ترمودینامیکی فلزات را ترسیم کردند.
Key figures
- Marcel Pourbaix
- Ulick R. Evans
- Michael Faraday
Related topics
Seminal works
- jones1996
- paunovic2006
- bard2001
Frequently asked questions
- آیا خوردگی فقط زنگزدگی است؟
- زنگزدگی خوردگی خاص آهن و فولاد است؛ خوردگی به طور گستردهتر، تخریب الکتروشیمیایی هر فلزی از طریق واکنشهای اکسیداسیون و کاهش جفتشده با محیط آن است.
- چگونه آبکاری الکتریکی معکوس خوردگی است؟
- خوردگی انحلال آندی خودبهخودی یک فلز به یونها است، در حالی که آبکاری الکتریکی از یک جریان اعمالشده برای کاهش یونهای فلزی به سطح استفاده میکند؛ هر دو توسط همان واکنشهای الکترودی و قوانین فارادی کنترل میشوند.