(0 Голосов)

 

Металлическая деталь до и после пассивации

Под пассивацией металлов в технологии обработки поверхностей понимается самопроизвольное образование или целенаправленное создание на металлическом материале защитного поверхностного слоя, предотвращающего или сильно замедляющего коррозию материала основания.

Самопроизвольная пассивация

Наступление коррозии при воздействии на незащищённый металл атмосферного воздуха или другой агрессивной среды зависит от химических свойств металла. В отличие от благородных (драгоценных) металлов, например, золота (Au) и платины (Pt), коррозия которых протекает очень медленно, менее благородные (химически более активные) металлы, такие как железо (Fe), цинк (Zn) и алюминий (Al), имеют склонность к коррозии.

Однако наступление и скорость коррозии металла зависят от возможности образования на нём пассивирующего слоя.

Технически важными материалами, образующими пассивирующий слой, являются алюминий, никель (Ni), титан (Ti), свинец (Pb), цинк и кремний (Si).

Однако лучшим примером способности образовывать пассивирующий слой является металл хром (Cr): хотя он химически более активен (менее благороден), чем железо, но ведёт себя по отношению к коррозии в атмосфере и воде почти как благородный металл – этот эффект хорошо известен на примере хромированной сантехнической арматуры ванных комнат, которая годами сохраняет свою чистоту и блеск.

Очень тонкая невидимая оксидная плёнка [у хромоникелевых сталей её толщина составляет порядка 10 нм (около 50 атомных слоёв), у чистого хрома – 5 атомных слоёв] отделяет металл от атмосферы, поэтому его дальнейшее окисление возможно только посредством диффузии сквозь оксидную плёнку. Однако пассивирующий слой препятствует диффузии и тем самым останавливает дальнейшую коррозию материала.

Ещё одним примером явления пассивации является нержавеющая сталь: содержащийся в ней хром, начиная с массовой доли 13 %, образует слой оксида хрома, препятствующий дальнейшему окислению. В случае повреждения этого оксидного слоя, незащищённый металл вступает в контакт с атмосферой, и при этом автоматически образуется новый пассивирующий слой, то есть можно говорить о способности оксидного слоя к самовосстановлению.

Тем не менее, при неблагоприятных условиях (наличии галогеносодержащей среды, электрохимического потенциала) материалы с пассивирующим слоем могут становиться подверженными сквозной коррозии.

Самым известным примером металла, не обладающего самопроизвольной пассивацией, является обычная сталь. Коррозионный слой стали, ржавчина, состоит из быстро увеличивающегося в толщину слоя оксида железа, который, однако, не замедляет дальнейшее развитие коррозии.

Чтобы рассчитать, обладает ли оксидная плёнка металла защитным характером, можно использовать так называемый критерий (отношение) Пиллинга-Бедуорта (англ.: Pilling-Bedworth ratio).



Обновлено (02.10.2015 15:53)