Pasifasi ialah Proses pempasifan logam bermaksud penciptaan filem nipis pada permukaan untuk melindungi daripada kakisan

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

Kaedah tradisional untuk melindungi logam daripada kakisan semakin kurang berkemungkinan memenuhi keperluan teknikal yang digunakan pada sifat prestasi struktur dan bahan kritikal. Rasuk galas dalam bingkai rumah, talian paip dan pelapisan logam tidak boleh dilakukan tanpa perlindungan karat mekanikal sahaja apabila ia melibatkan penggunaan produk jangka panjang. Pendekatan yang lebih berkesan untuk perlindungan kakisan ialah kaedah elektrokimia dan, khususnya, pasif. Ini adalah salah satu cara untuk menggunakan penyelesaian aktif yang membentuk filem pelindung dan penebat pada permukaan bahan kerja.

Gambaran keseluruhan teknologi

Pasifasi harus difahami sebagai proses membentuk filem nipis pada permukaan logam, yang strukturnyadicirikan oleh rintangan yang tinggi. Selain itu, fungsi salutan ini boleh berbeza - contohnya, dalam elektrolit bateri, ia bukan sahaja memanjangkan hayat perkhidmatan elektrod, tetapi juga mengurangkan keamatan pelepasan diri. Dari sudut pandangan perlindungan kakisan, pempasifan adalah cara untuk meningkatkan rintangan bahan kepada persekitaran yang agresif yang mencetuskan perkembangan karat. Mekanisme pembentukan salutan penebat pelindung yang sama mungkin berbeza. Kaedah elektrokimia dan kimia pada asasnya berbeza, tetapi dalam kedua-dua kes, keputusan akhir ialah peralihan struktur luar bahan kerja kepada keadaan tidak aktif secara kimia.

Prinsip perlindungan anti-karat elektrokimia

Faktor utama dalam pempasifan elektrokimia ialah kesan arus luaran pada permukaan sasaran. Pada saat laluan arus katod melalui struktur logam yang menghakis, potensinya berubah ke arah negatif, yang juga mengubah sifat proses pengionan molekul bahan kerja. Di bawah keadaan pendedahan anodik dari sisi polarizer luaran (biasa untuk media asid), peningkatan arus mungkin diperlukan. Ini adalah perlu untuk menekan polarizer dan seterusnya mencapai perlindungan anti-karat penuh. Walau bagaimanapun, dengan peningkatan pempasifan permukaan akibat arus luaran, pelepasan hidrogen meningkat, yang membawa kepada penghidrogenan logam. Akibatnya, proses pelarutan hidrogen dalam struktur logam bermula, diikuti dengan kemerosotan dalam sifat fizikal bahan kerja.

Katodkaedah perlindungan

Ini adalah sejenis penebat anti-karat elektrokimia yang menggunakan teknik penggunaan arus katodik. Tetapi kaedah ini boleh dilaksanakan dengan cara yang berbeza. Sebagai contoh, dalam beberapa kes dalam pengeluaran, anjakan potensi yang mencukupi disediakan dengan menyambungkan bahagian itu kepada sumber arus luaran sebagai katod. Anod ialah elektrod tambahan lengai. Kaedah ini melakukan pempasifan jahitan selepas kimpalan, melindungi platform logam struktur penggerudian dan saluran paip bawah tanah. Kelebihan kaedah pempasifan katodik termasuk kecekapan dalam menyekat pelbagai jenis proses kakisan.

Selain kerosakan karat umum, kakisan pitting dan intergranular dicegah. Kaedah tindakan elektrokimia katodik seperti pelindung dan galvanik juga diamalkan. Ciri utama pendekatan ini ialah penggunaan logam yang lebih elektronegatif sebagai polarizer. Elemen ini bersentuhan dengan produk yang dilindungi dan bertindak sebagai anod, dimusnahkan semasa operasi. Kaedah yang serupa biasanya digunakan apabila menebat struktur kecil, bahagian bangunan dan struktur.

Kaedah perlindungan anod

Dengan penebat anodik bahagian logam, potensi beralih ke arah positif, yang turut menyumbang kepada rintangan permukaan terhadap proses kakisan. Sebahagian daripada tenaga arus anod yang digunakan dibelanjakan untuk pengionan logammolekul, dan bahagian lain - untuk menyekat tindak balas katodik.

Antara faktor negatif pendekatan ini ialah kadar pelarutan logam yang tinggi, yang tidak dapat dibandingkan dengan kadar pengurangan tindak balas kakisan. Sebaliknya, banyak bergantung kepada logam yang digunakan untuk pempasifan. Ini boleh menjadi bahan dan bahagian yang melarut secara aktif dengan lapisan elektronik yang tidak lengkap, yang strukturnya dalam keadaan pasif juga menyumbang kepada tindak balas brek dan pemusnahan. Tetapi dalam apa jua keadaan, untuk mencapai kesan perlindungan anti-karat yang ketara, penggunaan arus anod yang besar diperlukan.

Dari sudut pandangan ini, kaedah ini tidak digalakkan untuk digunakan untuk penyelenggaraan penebat jangka pendek, walau bagaimanapun, kos tenaga yang rendah untuk mengekalkan arus bertindih sepenuhnya membenarkan pempasifan anodik. By the way, sistem perlindungan yang terbentuk pada masa hadapan memerlukan kekuatan semasa hanya 10-3 A/m2.

Penggunaan perencat kimia

Pendekatan teknologi alternatif untuk meningkatkan rintangan logam apabila beroperasi dalam persekitaran yang agresif. Perencat memberikan pempasifan kimia, yang mengurangkan keamatan pembubaran logam dan, ke tahap yang berbeza-beza, menghapuskan kesan berbahaya daripada kerosakan kakisan.

Dengan sendirinya, perencat adalah, dalam erti kata lain, adalah analog daripada arus tertindih, tetapi dengan tindakan gabungan kimia atau elektrokimia. Bahan organik dan bukan organik bertindak sebagai pengaktif filem pelindung, dan lebih kerap -sebatian kompleks yang dipilih khas. Pengenalan perencat ke dalam persekitaran yang agresif menyebabkan perubahan dalam struktur permukaan logam, menjejaskan tindak balas elektrod kinetik.

Keberkesanan perlindungan akan bergantung pada jenis logam, keadaan luaran dan tempoh keseluruhan proses. Oleh itu, dalam jangka panjang, pempasifan keluli tahan karat akan memerlukan lebih banyak sumber tenaga untuk mengatasi persekitaran yang agresif daripada dalam kes loyang atau besi. Tetapi mekanisme tindakan perencat itu sendiri masih akan memainkan peranan penting.

Perencat-pasif

Perlindungan kakisan aktif mengikut prinsip pembentukan rintangan pasif boleh dibentuk oleh perencat yang berbeza. Oleh itu, sebatian penjerapan dalam bentuk anion, kation, dan molekul neutral digunakan secara meluas, yang boleh mempunyai kesan kimia dan elektrostatik pada permukaan logam. Ini adalah cara universal untuk perlindungan anti-karat, tetapi kesannya dikurangkan dalam persekitaran di mana polarisasi oksigen mendominasi. Sebagai contoh, perencat khas dengan sifat pengoksidaan mesti digunakan untuk memasifkan keluli tahan karat. Ini termasuk molibdat, nitrit, dan kromat, yang menghasilkan filem oksida dengan anjakan polarisasi positif yang mencukupi untuk membebaskan molekul oksigen. Pada permukaan logam, kemisorpsian atom oksigen yang terhasil berlaku, menyekat kawasan paling aktif salutan dan mewujudkan potensi tambahan untuk melambatkan tindak balas pelarutan struktur logam.

Penggunaan pempasifan dalam perlindungan semikonduktor

Pengendalian elemen semikonduktor di bawah voltan tinggi memerlukan pendekatan khas untuk perlindungan kakisan. Berhubung dengan kes sedemikian, pempasifan logam dinyatakan dalam pengasingan bulat kawasan aktif bahagian tersebut. Perlindungan tepi elektrik dibentuk menggunakan diod dan transistor bipolar. Pempasifan planar melibatkan penciptaan cincin pelindung, serta menyalut permukaan kristal dengan kaca. Kaedah pempasifan mesa lain melibatkan pembentukan alur untuk meningkatkan tahap tegasan maksimum yang dibenarkan pada permukaan hablur logam struktur.

Pengubahsuaian filem anti-karat

Salutan yang terbentuk hasil daripada pempasifan membolehkan pelbagai tetulang tambahan. Ini boleh menjadi penyaduran, penyaduran krom, mengecat dan mencipta filem pemuliharaan. Kaedah pengukuhan tambahan perlindungan anti-karat seperti itu juga digunakan. Untuk salutan zink, penyelesaian khas sedang dibangunkan berdasarkan komponen polimer dan kromium. Untuk baldi tergalvani biasa, bahan tambahan tidak reaktif pembilasan boleh digunakan.

Kesimpulan

Kakisan ialah proses yang merosakkan yang boleh menjelma dengan cara yang berbeza, tetapi dalam setiap kes ia menyumbang kepada kemerosotan sifat operasi tertentu logam. Adalah mungkin untuk mengecualikan berlakunya proses sedemikian dalam pelbagai cara, serta penggunaan logam mulia, yang dicirikan oleh pengurangan pada mulanya.sensitiviti karat. Walau bagaimanapun, atas sebab kewangan dan teknologi tertentu, penggunaan perlindungan anti-karat standard atau penggunaan logam dengan rintangan kakisan yang tinggi tidak selalu dapat dilakukan.

Penyelesaian optimum dalam kes sedemikian ialah pempasifan - ia adalah kaedah yang agak berpatutan dan berkesan untuk melindungi logam daripada pelbagai jenis. Mengikut beberapa pengiraan, satu elektrod dengan perencat yang dipilih dengan betul boleh mencukupi untuk melindungi daripada kakisan saluran paip bawah tanah sepanjang 8 kilometer. Bagi keburukan, ia dinyatakan dalam kerumitan teknikal menggunakan kaedah pempasifan elektrokimia pada dasarnya.