Kakisan kuprum dan aloinya: punca dan penyelesaian

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Ali kuprum dan tembaga mempunyai kekonduksian elektrik dan haba yang tinggi, boleh dimesin, mempunyai rintangan kakisan yang baik, jadi ia digunakan secara aktif dalam banyak industri. Tetapi apabila ia memasuki persekitaran tertentu, kakisan tembaga dan aloinya masih nyata. Apakah itu dan cara melindungi produk daripada kerosakan, kami akan mempertimbangkan dalam artikel ini.

Apakah itu kakisan

Ini adalah pemusnahan logam akibat pendedahan kepada alam sekitar. Di negara yang mempunyai industri yang maju, kerosakan akibat kakisan adalah 4–5% daripada pendapatan negara. Bukan sahaja logam merosot, tetapi juga mekanisme dan bahagian yang dibuat daripadanya, yang membawa kepada kos yang sangat tinggi. Talian paip yang berkarat sering membocorkan bahan kimia berbahaya, mengakibatkan pencemaran tanah, air dan udara. Semua ini memberi kesan buruk kepada kesihatan manusia. Hakisan tembaga adalah pemusnahan spontannya di bawah pengaruh unsur-unsur individu persekitaran manusia. Punca kerosakan pada logam adalah ketidakstabilankepada bahan individu di udara. Semakin tinggi suhu, semakin tinggi kadar kakisan.

Sifat tembaga

Tembaga ialah logam pertama yang mula digunakan manusia. Ia berwarna keemasan, dan di udara ia ditutup dengan filem oksida dan memperoleh warna merah-kuning, yang membezakannya daripada logam lain yang mempunyai warna kelabu. Ia sangat plastik, mempunyai kekonduksian haba yang tinggi, dianggap sebagai konduktor yang sangat baik, kedua selepas perak. Dalam asid hidroklorik lemah, air tawar dan laut, kakisan kuprum boleh diabaikan.

Di udara terbuka, logam teroksida dengan pembentukan filem oksida yang melindungi logam. Lama kelamaan, ia menjadi gelap dan menjadi coklat. Lapisan yang menutupi kuprum dipanggil patina. Ia menukar warnanya daripada keperangan kepada hijau dan juga hitam.

Hakisan elektrokimia

Ini adalah jenis pemusnahan produk logam yang paling biasa. Hakisan elektrokimia memusnahkan bahagian mesin, pelbagai struktur yang terletak di dalam tanah, air, atmosfera, pelincir dan cecair penyejuk. Ini adalah kerosakan pada permukaan logam di bawah pengaruh arus elektrik, apabila, semasa tindak balas kimia, elektron dilepaskan dan dipindahkan dari katod ke anod. Ini difasilitasi oleh struktur kimia logam yang heterogen. Apabila kuprum bersentuhan dengan besi, sel galvanik muncul dalam elektrolit, di mana besi menjadi anod, dan kuprum menjadi katod, kerana besi dalam siri voltan mengikut jadual berkala berada di sebelah kiri kuprum dan lebih aktif.

Dalam sepasang besi dengan kuprum, kakisan besi berlaku lebih cepat daripada kuprum. Ini kerana apabila besi dimusnahkan, elektron daripadanya berpindah ke kuprum, yang kekal dilindungi sehingga seluruh lapisan besi musnah sepenuhnya. Sifat ini selalunya digunakan untuk melindungi bahagian dan mekanisme.

Kesan kekotoran pada kemerosotan logam

Adalah diketahui bahawa logam tulen boleh dikatakan tidak menghakis. Tetapi dalam amalan, semua bahan mengandungi sejumlah kekotoran. Bagaimanakah ia menjejaskan keselamatan semasa pengendalian produk? Andaikan bahawa terdapat bahagian yang diperbuat daripada dua logam. Pertimbangkan bagaimana kakisan kuprum dengan aluminium berlaku. Apabila terdedah kepada udara, permukaannya ditutup dengan lapisan nipis air. Perlu diingatkan bahawa air terurai menjadi ion hidrogen dan ion hidroksida, dan karbon dioksida yang terlarut dalam air membentuk asid karbonik. Ternyata tembaga dan aluminium, yang direndam dalam larutan, mencipta sel galvanik. Selain itu, aluminium ialah anod, kuprum ialah katod (aluminium berada di sebelah kiri kuprum dalam siri voltan).

Ion aluminium memasuki larutan, dan elektron berlebihan berpindah ke kuprum, menyahcas ion hidrogen berhampiran permukaannya. Ion aluminium dan ton hidroksida bergabung dan memendap pada permukaan aluminium sebagai bahan putih, menyebabkan kakisan.

Kakisan kuprum dalam persekitaran asid

Tembaga mempamerkan ketahanan yang baik terhadap kakisan dalam semua keadaan kerana ia jarang menggantikan hidrogen kerana ia berada dalam siri voltan elektrokimiaberdiri berhampiran logam berharga. Penggunaan kuprum yang meluas dalam industri kimia adalah disebabkan ketahanannya terhadap banyak media organik yang agresif:

• nitrat dan sulfida;
• resin fenolik;
• asid asetik, laktik, sitrik dan oksalik;
• kalium dan natrium hidroksida;
• larutan asid sulfurik dan hidroklorik yang lemah.

Sebaliknya, terdapat kemusnahan tembaga yang kuat dalam:

• larutan asid garam kromium;
• asid mineral - perklorik dan nitrik, dan kakisan meningkat dengan peningkatan kepekatan.
• asid sulfurik pekat, meningkat dengan peningkatan suhu;
• ammonium hidroksida;
• garam pengoksida.

Kaedah Pemeliharaan Logam

Secara praktikal semua logam dalam medium gas atau cecair mengalami pemusnahan permukaan. Cara utama untuk melindungi kuprum daripada kakisan adalah dengan menggunakan lapisan pelindung pada permukaan produk, yang terdiri daripada:

• Logam - lapisan logam digunakan pada permukaan tembaga produk, yang lebih tahan terhadap kakisan. Sebagai contoh, loyang, zink, kromium dan nikel digunakan sebagai ia. Dalam kes ini, sentuhan dengan persekitaran dan pengoksidaan akan berlaku dengan logam yang digunakan untuk salutan. Jika lapisan pelindung rosak sebahagiannya, maka logam asas, tembaga, musnah.
• Bahan bukan logam ialah salutan bukan organik yang terdiri daripada jisim vitreous, mortar simen, atau organik - cat, varnis, bitumen.
• Kimiafilem - perlindungan dibentuk dengan kaedah kimia, mencipta sebatian pada permukaan logam yang boleh melindungi tembaga daripada kakisan. Untuk melakukan ini, filem oksida, fosfat digunakan atau permukaan aloi tepu dengan nitrogen, bahan organik, atau dirawat dengan karbon, yang sebatiannya mengekalkannya dengan pasti.

Selain itu, komponen pengaloian dimasukkan ke dalam komposisi aloi kuprum, yang meningkatkan sifat anti-karat, atau komposisi persekitaran diubah, menyingkirkan kekotoran daripadanya dan memperkenalkan perencat yang melambatkan tindak balas.

Kesimpulan

Tembaga bukanlah unsur yang aktif secara kimia, kerana ini, pemusnahannya sangat perlahan dalam hampir semua persekitaran. Oleh itu, ia digunakan secara meluas dalam banyak sektor ekonomi negara. Sebagai contoh, logam sangat stabil dalam air tawar dan laut yang bersih. Tetapi apabila kandungan oksigen meningkat atau aliran air semakin laju, rintangan kakisan berkurangan.