Pasivasyon ve Korozyondan Korunma
Pasivasyon, metal çözünmesini önemli ölçüde yavaşlatan ince bir koruyucu film oluşumu olarak tanımlanmaktadır ve korozyonu kontrol etmek amacıyla kullanılan kaplamalar, inhibitörler ve katodik koruma gibi çeşitli elektrokimyasal stratejilerden birini oluşturmaktadır.
Tanım
Bir metalin korozyon hızının, ince ve yapışkan bir yüzey filmi (pasivasyon) oluşumu yoluyla azaltılması ve metalleri korozyondan korumak amacıyla kullanılan daha geniş kapsamlı elektrokimyasal yöntemler bütünü olarak tanımlanmaktadır.
Kapsam
Bu konu, korozyonu sınırlayan koruyucu mekanizmaları kapsamaktadır: paslanmaz çelik, alüminyum ve titanyum gibi metaller üzerinde kendiliğinden oluşan pasif oksit filmleri, bu filmlerin stabilitesi ve oyuklanmaya (pitting) yol açan bozulma koşulları ile bariyer kaplamalar, kurban anotlar, dış akım katodik koruma ve korozyon inhibitörleri aracılığıyla sağlanan mühendislik koruması incelenmektedir. Ayrıca, pasif film elektrokimyası ile dayanıklı malzeme tasarımı arasındaki bağlantı da ele alınmaktadır.
Temel sorular
- Pasif bir film nasıl oluşur ve korozyonu neden bu kadar güçlü bir şekilde baskılar?
- Pasiflik hangi koşullar altında bozulur ve oyuklanma (pitting) gibi lokalize saldırılara yol açar?
- Katodik koruma yöntemleri, metalin potansiyelini değiştirerek korozyonu nasıl önler?
- Bariyer kaplamalar ve inhibitörler, metalleri korumada pasivasyonu nasıl tamamlar?
Temel kuramlar
- Pasif film oluşumu ve bozulması
- Kritik bir potansiyelin üzerinde birçok metal, çözünmeyi büyüklük mertebeleri kadar azaltan ince bir oksit filmi oluşturmaktadır; klorür gibi agresif iyonlar bu filmi lokal olarak yırtarak oyuklanma korozyonunu başlatabilmektedir.
- Katodik koruma
- Metalin potansiyelini negatif yöne kaydırmak—onu bir kurban anoda bağlayarak veya dış akım uygulayarak—korunan yüzeyde oksidasyon yerine indirgenmeyi tercih edilebilir hale getirerek anodik çözünmeyi baskılamaktadır.
Klinik önem
Pasivasyon, paslanmaz çeliklere ve titanyum implantlara korozyon direnci sağlamaktadır; katodik koruma ise boru hatlarını, gemi gövdelerini ve betonarme yapıları korumaktadır. Bu yöntemler, altyapı ömrünü uzatmakta ve metalik tıbbi cihazların biyouyumluluğunu sağlamaktadır.
Tarihçe
Schönbein ve Faraday, 1830'larda demirin pasifliğini tanımlamışlardır; Davy, 1824'te gemi bakırlarının katodik korumasını sergilemiştir ve nokta-kusur modeli (point-defect model) gibi modern kuramlar, 20. yüzyılın sonlarında pasif film davranışını formüle etmiştir.
Öne çıkan isimler
- Christian Friedrich Schönbein
- Michael Faraday
- Digby D. Macdonald
- Humphry Davy
İlgili konular
Temel eserler
- jones1996
- macdonald1992
- bard2001
Sıkça sorulan sorular
- Paslanmaz çelik neden sıradan çelik gibi paslanmaz?
- İçeriğindeki krom, daha fazla oksidasyonu engelleyen ince, kendi kendini onaran pasif bir oksit filmi oluşturmaktadır; sıradan çelik ise korozyonun devam etmesine olanak tanıyan gözenekli, koruyucu olmayan bir pas oluşturmaktadır.
- Kurban anot bir yapıyı nasıl korur?
- Çinko veya magnezyum gibi daha aktif bir metal, yapıya elektriksel olarak bağlanmakta ve öncelikli olarak korozyona uğramaktadır; bu durum, korunan metali katodik tutan ve çözünmesini engelleyen elektronları sağlamaktadır.