مشکل غیرفعال شدن فلز

Jul 12, 2023 پیام بگذارید

غیرفعال شدن فلز ارتباط نزدیکی با آبکاری دارد. الزامات تصفیه ویژه برای موادی که به سختی آبکاری می شوند قبل از آبکاری در بسیاری از کتاب ها و راهنماها یافت می شود. بسیاری از دلایلی که باعث می‌شود این مواد به سختی بشقابی شوند، ارتباط نزدیکی با کندی آن‌ها دارد. سخنرانی چهارم به اختصار به موضوع انفعال و فعال سازی پرداخته است. این سخنرانی اهمیت این موضوع را برای آبکاری الکتریکی مورد توجه قرار می‌دهد و سپس با جزئیات بیشتری در مورد آن بحث می‌کند. انفعال و فعال سازی رفتار متضادی هستند: غیرفعال شدن باعث می شود پتانسیل الکترود فلز در جهت مثبت جابجا شود، در حالی که فعال سازی باعث جابجایی آن در جهت منفی می شود. با اندازه‌گیری منحنی پتانسیل-زمان فلز در محیط‌های مختلف، حالت غیرفعال و فعال‌سازی را می‌توان تعیین کرد. غیرفعال شدن به این دلیل است که یک لایه غیرفعال (بیشتر یک لایه اکسید) روی سطح فلز یا آلیاژ خالص تشکیل می شود. پس از تلاش برای حذف لایه غیرفعال، فلز یا آلیاژ خالص از حالت غیرفعال به حالت فعال تغییر می کند. در طول آبکاری، لایه آبکاری فقط می تواند بر روی سطح کاملاً فعال شده قرار گیرد تا نیروی اتصال و ظاهر خوبی به دست آید. اگر یک لایه غیرفعال بر روی سطح وجود داشته باشد، از یک طرف، فاصله بین لایه آبکاری و اتم های فلزی بدنه پایه بزرگ می شود و گرانش جهانی کاهش می یابد. از سوی دیگر، ایجاد پیوند فلزی بین دو اتم فلز غیرممکن است.

 

اینکه فلز منفعل می شود یا نه به شرایط محیطی مربوط می شود، اما مهمتر از آن به ماهیت خود فلز بستگی دارد. از این نظر، اندازه فلز "ضریب غیرفعال" را می توان مقایسه کرد: فلزی با ضریب غیرفعال شدن بزرگتر غیرفعال می شود و لایه غیرفعال متراکم تر است. ضریب غیرفعال شدن برخی از فلزات عبارت است از: تیتانیوم، 2.44; آلومینیوم، 0.82; کروم، 0.74; بریلیم، 0.73; مولیبدن، 0.49; منیزیم، O. 47; نیکل، 0.37; مته، 0.20; آهن، 0.18; منگنز، 0.13; روی، 0.024; کلسیم، مس، سرب، قلع، -0.{22}}. تیتانیوم فلزی است که به راحتی غیرفعال می شود، در حالی که کلسیم، مس، سرب و قلع به راحتی غیرفعال نمی شوند.

 

افزودن کسر جرمی معینی از یک یا چند فلز با ضریب غیرفعال شدن زیاد به فلزی با ضریب انفعال پایین برای تشکیل یک آلیاژ، غیرفعال شدن آن را به راحتی افزایش می دهد و در نتیجه مقاومت به خوردگی را بهبود می بخشد. به عنوان مثال، افزودن بیش از 13 درصد کروم به فولاد تبدیل به فولاد ضد زنگ فریتی یا مارتنزیتی می شود (مانند 0Crl3و 4Crl3) با افزودن تیتانیوم غیرفعال شده بیشتر و غیره، فولاد زنگ نزن آستنیتی مقاوم تر در برابر خوردگی می شود، معمولی این فولاد ضد زنگ lCrl8Ni9Ti غیر فرومغناطیسی است (حاوی 18 درصد کروم، 9 درصد نیکل و مقدار کمی تیتانیوم). فولاد ضد زنگ حاوی مولیبدن مقاومت به خوردگی اسید سولفوریک بهتری دارد. مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ روی - نیکل آبکاری شده و حتی آلیاژ روی - آهن بسیار بهتر از روی خالص آبکاری شده است. به منظور جایگزینی غیرفعال سازی روکش روی کروم شش ظرفیتی، معمولاً نمک نیکل و نمک کبالت به محلول غیرفعال سازی کروم سه ظرفیتی فعلی اضافه می شود. اگرچه مطالعات زیادی در مورد غیرفعال سازی بدون کروم انجام شده است، اما مقاومت در برابر خوردگی آن به خوبی غیرفعال سازی حاوی کروم نیست. برخی از مردم فکر می کنند که امیدوارکننده ترین غیرفعال سازی بدون کروم استفاده از نمک های تیتانیوم و فلزات خاکی کمیاب و به دنبال آن غیرفعال سازی مولیبدات است. در پایان دهه 1970، نویسنده محصولات غیرفعال سازی نقره با نمک تیتانیوم را مشاهده کرد که از تیتانیل سولفات به عنوان نمک اصلی استفاده می کرد، که نه تنها سفیدی بالایی داشت، بلکه مقاومت خوردگی خوبی نیز داشت. اما نقطه ضعف آن اطمینان از این بود که یون های تیتانیوم در وضعیت با ظرفیت بالا قرار دارند. برای افزودن مقدار زیادی پراکسید هیدروژن ناپایدار، آن را ترویج نکرده است.