Rintangan kakisan logam

Apakah rintangan kakisan?

Keupayaan logam untuk menahan kakisan dipanggil rintangan kakisan. Keupayaan ini ditentukan oleh kadar kakisan dalam keadaan tertentu. Ciri kuantitatif dan kualitatif digunakan untuk menilai tahap kakisan.

Ciri-ciri kualitatif ialah:

• menukar rupa permukaan logam;

• perubahan dalam struktur mikro logam.

Ciri-ciri kuantitatif ialah:

• masa sebelum kemunculan tumpuan pertama kakisan;

• bilangan fokus kakisan yang terbentuk dalam tempoh masa tertentu;

• penipisan logam setiap unit masa;

• perubahan jisim logam per unit luas per unit masa;

• isipadu gas yang diserap atau dibebaskan semasa kakisan per unit permukaan per unit masa;

• ketumpatan arus elektrik untuk kadar kakisan tertentu;

• perubahan dalam sifat dalam tempoh masa (sifat mekanikal, pemantulan, rintangan elektrik).

Logam yang berbeza mempunyai rintangan kakisan yang berbeza.Untuk meningkatkan rintangan kakisan, kaedah khas digunakan: mengaloi untuk keluli, penyaduran krom, aluminisasi, penyaduran nikel, lukisan, salutan zink, pempasifan, dll.

Besi dan keluli

Dengan kehadiran oksigen dan air tulen, besi cepat terhakis, tindak balas berjalan mengikut formula:

Dalam proses kakisan, lapisan karat yang longgar menutupi logam, dan lapisan ini sama sekali tidak melindunginya daripada pemusnahan selanjutnya, kakisan berterusan sehingga logam itu musnah sepenuhnya. Kakisan besi yang lebih aktif disebabkan oleh larutan garam: jika walaupun sedikit ammonium klorida (NH4Cl) terdapat di udara, proses kakisan akan berjalan lebih cepat. Dalam larutan asid hidroklorik (HCl) yang lemah, tindak balas juga akan berjalan secara aktif.

Asid nitrik (HNO3) dalam kepekatan melebihi 50% akan membawa kepada pempasifan logam - ia akan ditutup dengan lapisan pelindung, walaupun rapuh. Asid nitrik terwap selamat untuk besi.

Asid sulfurik (H2SO4) dalam kepekatan di atas 70% memasifkan besi, dan jika kelas keluli St3 disimpan dalam 90% asid sulfurik pada suhu 40 ° C, maka di bawah keadaan ini kadar kakisan tidak akan melebihi 140 mikron setahun. Jika suhu 90 ° C, maka kakisan akan berterusan pada kadar 10 kali lebih tinggi. Asid sulfurik dengan kepekatan besi 50% akan larut.

Asid fosforik (H3PO4) tidak akan menghakis besi, begitu juga pelarut organik kontang seperti larutan alkali, ammonia akueus, Br2 kering dan Cl2.

Jika anda menambah seperseribu natrium kromat ke dalam air, ia akan menjadi perencat kakisan besi yang sangat baik, seperti natrium heksametafosfat. Tetapi ion klorin (Cl-) mengeluarkan filem pelindung dari besi dan meningkatkan kakisan.Seterika secara teknikalnya tulen, mengandungi kira-kira 0.16% kekotoran dan sangat tahan terhadap kakisan.

Keluli aloi sederhana dan keluli aloi rendah

Penambahan mengaloi kromium, nikel atau kuprum dalam keluli aloi rendah dan aloi sederhana meningkatkan ketahanannya terhadap air dan kakisan atmosfera. Lebih banyak kromium, lebih tinggi rintangan pengoksidaan keluli. Tetapi jika kromium kurang daripada 12%, maka media aktif secara kimia akan memberi kesan merosakkan pada keluli tersebut.

Keluli aloi tinggi

Dalam keluli aloi tinggi, komponen pengaloian adalah lebih daripada 10%. Jika keluli mengandungi daripada 12 hingga 18% kromium, maka keluli tersebut akan menahan sentuhan dengan hampir mana-mana asid organik, dengan makanan, akan tahan kepada asid nitrik (HNO3), bes, banyak larutan garam. Dalam 25% asid formik (CH2O2) keluli aloi tinggi akan terhakis pada kadar kira-kira 2 mm setahun. Walau bagaimanapun, agen penurunan kuat, asid hidroklorik, klorida dan halogen akan memusnahkan keluli aloi tinggi.

Keluli tahan karat yang mengandungi 8 hingga 11% nikel dan 17 hingga 19% kromium lebih tahan terhadap kakisan berbanding keluli kromium tinggi sahaja. Keluli sedemikian menahan media pengoksidaan berasid, seperti asid kromik atau asid nitrik, serta alkali yang kuat.

Nikel sebagai bahan tambahan akan meningkatkan ketahanan keluli terhadap persekitaran tidak mengoksida, kepada faktor atmosfera. Tetapi persekitaran adalah berasid, mengurangkan dan berasid dengan ion halogen, - mereka akan memusnahkan lapisan oksida pasif, akibatnya, keluli akan kehilangan ketahanannya terhadap asid.

Keluli tahan karat dengan penambahan molibdenum dalam jumlah 1 hingga 4% mempunyai rintangan kakisan yang lebih tinggi daripada keluli krom-nikel.Molibdenum akan memberi rintangan kepada asid sulfurik dan sulfurik, asid organik, air laut dan halida.

Ferrosilicon (besi dengan tambahan 13 hingga 17% silikon), yang dipanggil tuangan besi-silikon, mempunyai rintangan kakisan kerana kehadiran filem oksida SiO2 dan yang tidak boleh dimusnahkan oleh asid sulfurik, nitrik, atau kromik, mereka hanya menguatkan filem pelindung ini. Tetapi asid hidroklorik (HCl) akan mudah menghakis ferrosilicon.

Aloi nikel dan nikel tulen

Nikel tahan kepada banyak faktor, kedua-dua atmosfera dan makmal, untuk membersihkan dan air masin, kepada garam alkali dan neutral seperti karbonat, asetat, klorida, nitrat dan sulfat. Asid organik yang tidak beroksigen dan tidak panas tidak akan membahayakan nikel, serta mendidih kalium hidroksida beralkali pekat (KOH) dalam kepekatan sehingga 60%.

Hakisan disebabkan oleh media penurun dan pengoksidaan, pengoksidaan garam beralkali atau berasid, asid pengoksidaan seperti nitrogen, halogen gas lembap, oksida nitrogen dan sulfur dioksida.

Logam monel (sehingga 67% nikel dan sehingga 38% tembaga) lebih tahan asid daripada nikel tulen, tetapi tidak akan menahan tindakan asid pengoksidaan yang kuat. Ia berbeza dalam rintangan yang agak tinggi terhadap asid organik, kepada sejumlah besar larutan garam. Hakisan atmosfera dan air tidak mengancam logam monel; fluorida juga selamat untuknya. Logam monel akan selamat menahan 40% hidrogen fluorida (HF) mendidih seperti platinum.

Aloi aluminium dan aluminium tulen

Filem oksida pelindung aluminium menjadikannya tahan terhadap pengoksida biasa, asid asetik, fluorin, atmosfera sahaja dan sejumlah besar cecair organik.Secara teknikal aluminium tulen, di mana kekotoran kurang daripada 0.5%, sangat tahan terhadap tindakan hidrogen peroksida (H2O2).

Ia dimusnahkan oleh tindakan asas kaustik dalam persekitaran yang sangat mengurangkan. Asid sulfurik cair dan oleum tidak berbahaya untuk aluminium, tetapi asid sulfurik berkekuatan sederhana akan memusnahkannya, begitu juga dengan asid nitrik panas.

Asid hidroklorik boleh memusnahkan filem oksida pelindung aluminium. Sentuhan aluminium dengan garam merkuri atau merkuri adalah merosakkan bekas.

Aluminium tulen lebih tahan terhadap kakisan daripada, sebagai contoh, aloi duralumin (di mana sehingga 5.5% tembaga, 0.5% magnesium dan sehingga 1% mangan), yang kurang tahan terhadap kakisan. Silumin (menambah 11 hingga 14% silikon) lebih stabil dalam hal ini.

Aloi kuprum dan kuprum tulen

Kuprum tulen dan aloinya tidak terhakis dalam air masin atau udara. Kuprum tidak takut kakisan: bes cair, NH3 kering, garam neutral, gas kering dan kebanyakan pelarut organik.

Aloi seperti gangsa, yang mengandungi banyak tembaga, tahan terdedah kepada asid, walaupun asid sulfurik cair pekat sejuk atau panas, atau asid hidroklorik pekat atau cair pada suhu bilik (25 ° C).

Dengan ketiadaan oksigen, kuprum tidak terhakis jika bersentuhan dengan asid organik. Fluorin mahupun hidrogen fluorida kering tidak mempunyai kesan merosakkan pada kuprum.

Tetapi aloi kuprum dan kuprum tulen terhakis oleh pelbagai asid jika oksigen hadir, serta bersentuhan dengan NH3 basah, beberapa garam asid, gas basah seperti asetilena, CO2, Cl2, SO2. Kuprum mudah berinteraksi dengan merkuri. Loyang (zink dan kuprum) tidak sangat tahan terhadap kakisan.

Semak butiran lanjut di sini - Kuprum dan aluminium dalam kejuruteraan elektrik

Zink tulen

Air bersih, seperti udara bersih, tidak menghakis zink. Tetapi jika terdapat garam, karbon dioksida atau ammonia dalam air atau udara, maka hakisan zink akan bermula. Zink larut dalam bes, terutamanya dengan cepat — dalam asid nitrik (HNO3), lebih perlahan — dalam asid hidroklorik dan sulfurik.

Pelarut organik dan produk petroleum umumnya tidak mempunyai kesan menghakis pada zink, tetapi jika sentuhan berpanjangan, contohnya dengan petrol retak, keasidan petrol akan meningkat kerana ia teroksida di udara dan kakisan zink akan bermula.

Plumbum tulen

Rintangan tinggi plumbum kepada air dan kakisan atmosfera adalah fakta yang terkenal. Ia tidak menghakis saya mengetuai dan apabila berada di dalam tanah. Tetapi jika air mengandungi banyak karbon dioksida, maka plumbum akan larut di dalamnya, kerana bikarbonat plumbum terbentuk, yang sudah larut.

Secara umum, plumbum sangat tahan terhadap larutan neutral, tahan sederhana terhadap larutan alkali, serta beberapa asid: sulfurik, fosforik, kromik dan sulfurik. Dengan asid sulfurik pekat (daripada 98%) pada suhu 25 ° C, plumbum perlahan-lahan boleh larut.

Hidrogen fluorida pada kepekatan 48% akan melarutkan plumbum apabila dipanaskan. Plumbum bertindak balas kuat dengan asid hidroklorik dan nitrik, dengan asid formik dan asetik. Asid sulfurik akan menutupi plumbum dengan lapisan larut sedikit plumbum klorida (PbCl2) dan pembubaran selanjutnya tidak akan diteruskan. Dalam asid nitrik pekat, plumbum juga akan disalut dengan lapisan garam, tetapi asid nitrik cair akan melarutkan plumbum. Klorida, karbonat dan sulfat tidak agresif terhadap plumbum, manakala larutan nitrat adalah sebaliknya.

Titanium tulen

Rintangan kakisan yang baik adalah ciri titanium.Ia tidak teroksida oleh pengoksida yang kuat, tahan larutan garam, FeCl3, dsb. Asid mineral pekat akan menyebabkan kakisan, tetapi asid nitrik yang mendidih dalam kepekatan kurang daripada 65%, asid sulfurik - sehingga 5%, asid hidroklorik - sehingga 5% - tidak akan menyebabkan kakisan titanium. Rintangan kakisan biasa terhadap bes, garam alkali dan asid organik membezakan titanium daripada logam lain.

Zirkonium tulen

Zirkonium lebih tahan terhadap asid sulfurik dan hidroklorik daripada titanium, tetapi kurang tahan terhadap aquaregia dan klorin basah. Ia mempunyai rintangan kimia yang tinggi terhadap kebanyakan bes dan asid, tahan terhadap hidrogen peroksida (H2O2).

Tindakan klorida tertentu, asid hidroklorik pekat mendidih, aqua regia (campuran HNO3 nitrik pekat (65-68 wt.%) dan HCl masin (32-35 wt.%), asid sulfurik pekat panas dan punca asid nitrik wasap Mengenai kakisan, ini adalah sifat zirkonium sebagai hidrofobisiti, iaitu, logam ini tidak dibasahi sama ada oleh air atau larutan akueus.

Tantalum tulen

Rintangan kimia yang sangat baik Tantalum adalah serupa dengan kaca. Filem oksida padatnya melindungi logam pada suhu sehingga 150 ° C daripada tindakan klorin, bromin, iodin. Kebanyakan asid dalam keadaan normal tidak bertindak pada tantalum, malah aquaregia dan asid nitrik pekat tidak menyebabkan kakisan. Larutan alkali boleh dikatakan tidak mempunyai kesan pada tantalum, tetapi hidrogen fluorida bertindak ke atasnya, dan larutan alkali panas pekat digunakan, cair alkali digunakan untuk melarutkan tantalum.