Korozyon ve Elektrodepozisyon
Korozyon ve elektrodepozisyon, metal malzemelerin bozunmasını ve metal kaplama teknolojilerini yöneten, elektrot reaksiyonları aracılığıyla metallerin çözündüğü veya biriktiği uygulamalı elektrokimyasal süreçlerdir.
Tanım
Metallerin elektrokimyasal çözünmesi (korozyon) ve elektrokimyasal birikmesi (elektrokaplama) ile bunları kontrol eden yüzey filmleri ve yöntemlerle ilgilenen uygulamalı elektrokimya dalıdır.
Kapsam
Bu alan, metal-çevre etkileşimlerinin elektrokimyasını kapsamaktadır: eşlenik anodik çözünme ve katodik indirgenme yoluyla metallerin kendiliğinden korozyonu, elektrokaplama ile metallerin kasıtlı biriktirilmesi, pasif filmlerin ve koruyucu kaplamaların oluşumu ve korozyon koruma stratejileri. Termodinamik kararlılığı, elektrot kinetiğini ve yüzey kimyasını mühendislik uygulamalarıyla ilişkilendirmektedir.
Alt konular
Temel sorular
- Eşlenik anodik ve katodik reaksiyonlar, metallerin kendiliğinden korozyonunu nasıl yönlendirmektedir?
- Bir elektrolit içinden akım geçirilerek metal kontrollü bir şekilde nasıl biriktirilmektedir?
- Pasif filmler ve kaplamalar korozyonu nasıl yavaşlatmakta veya önlemektedir?
- Bir metalin korozyona uğrayıp uğramayacağını veya korunup korunmayacağını hangi termodinamik ve kinetik faktörler belirlemektedir?
Temel kuramlar
- Korozyonun Karışık Potansiyel Teorisi
- Serbestçe korozyona uğrayan bir metal, anodik metal çözünme hızları ile katodik indirgenme (oksijen veya protonların) hızlarının eşit olduğu bir korozyon potansiyeli benimsemektedir; bu korozyon akımı metal kaybı hızını belirlemektedir.
- Birikmenin Faraday Kontrolü
- Elektrodepozisyonda biriken metal miktarı Faraday yasaları tarafından yönetilirken, çekirdeklenme, büyüme ve katkı maddeleri kaplamanın morfolojisini, yapışmasını ve kalitesini kontrol etmektedir.
Klinik önem
Korozyon, altyapı, ulaşım ve endüstride büyük ekonomik ve güvenlik kayıplarına neden olurken, elektrodepozisyon koruyucu ve dekoratif kaplamaları, elektronik ara bağlantıları ve metallerin elektrolitik kazanımını mümkün kılmaktadır; bu süreçlerin kontrolü, malzeme mühendisliği ve kaynak kullanımı açısından merkezi bir öneme sahiptir.
Tarihçe
Faraday'ın elektroliz yasaları (1830'lar) birikme ve çözünmeyi nicelendirmiştir; Evans, 20. yüzyılın başlarında korozyonu elektrokimyasal bir süreç olarak tanımlamış ve Pourbaix'ın potansiyel–pH diyagramları (1940'lar–1960'lar) metallerin termodinamik kararlılık alanlarını haritalamıştır.
Öne çıkan isimler
- Marcel Pourbaix
- Ulick R. Evans
- Michael Faraday
İlgili konular
Temel eserler
- jones1996
- paunovic2006
- bard2001
Sıkça sorulan sorular
- Korozyon sadece paslanma mıdır?
- Paslanma, demir ve çeliğin spesifik korozyonudur; korozyon daha geniş anlamda, herhangi bir metalin çevresiyle eşlenik oksidasyon ve indirgenme reaksiyonları yoluyla elektrokimyasal bozunmasıdır.
- Elektrodepozisyon korozyonun tersi midir?
- Korozyon, bir metalin iyonlara kendiliğinden anodik çözünmesidir; oysa elektrodepozisyon, metal iyonlarını bir yüzeye geri indirgemek için uygulanan bir akım kullanır; her ikisi de aynı elektrot reaksiyonları ve Faraday yasaları tarafından yönetilmektedir.