Metalli-passivointi-ongelma

Oct 09, 2020 Jätä viesti

Metallin passivointi liittyy läheisesti galvanointiin. Erityisesti kovapinnoitettujen materiaalien käsittelyvaatimukset ennen pinnoittamista löytyvät monista kirjoista ja käsikirjoista. Suurin osa syistä, miksi näitä materiaaleja on vaikea levyttää, liittyvät läheisesti niiden tylsyyteen. Neljäs luento on käsitellyt lyhyesti passivointia ja aktivointia. Tässä luennossa otetaan huomioon tämän kysymyksen merkitys galvanoinnille ja sitten käsitellään sitä tarkemmin. Passivointi ja aktivointi ovat päinvastaista käyttäytymistä: passivointi saa metallin elektrodipotentiaalin siirtymään positiiviseen suuntaan, kun taas aktivointi saa sen siirtymään negatiiviseen suuntaan. Mittaamalla metallin potentiaaliaikakäyrä eri väliaineissa voidaan määrittää passivoitumis- ja aktivointitila. Passivointi johtuu siitä, että puhtaan metallin tai seoksen pinnalle muodostuu passivointikerros (enimmäkseen oksidikerros). Sen jälkeen kun yritetään poistaa passivointikerros, puhdas metalli tai seos muuttuu passivointitilasta aktivoituun tilaan. Galvanoinnin aikana pinnoitekerros voidaan kerrostua vain täysin aktivoidulle pinnalle hyvän tartuntavoiman ja ulkonäön saavuttamiseksi. Jos pinnalla on passivointikerros, yhtäältä pinnoituskerroksen ja rungon metalliatomien välinen etäisyys kasvaa ja yleinen painovoima pienenee; toisaalta on mahdotonta muodostaa metallisidosta kahden metalliatomin välille.


Se, passiiko metalli vai ei, liittyy väliaineolosuhteisiin, mutta mikä tärkeintä, se riippuu itse metallin luonteesta. Tässä suhteessa metallin&koko; passiivisuuskerroin" voidaan verrata: metallia, jolla on suurempi passivointikerroin, on helpompi passivoida ja passivointikerros on tiheämpi. Joidenkin metallien passivointikerroin on: titaani, 2,44; alumiini, 0,82; kromi, 0,74; beryllium, 0,73; molybdeeni, 0,49; magnesium, O. 47; nikkeli, 0,37; pora, 0,20; rauta, 0,18; mangaani, 0,13; sinkki, 0,024; kalsium, kupari, lyijy, tina, ~ 0,00. Titaani on metalli, joka on helposti passivoituva, kun taas kalsium, kupari, lyijy ja tina eivät ole helposti passivoituvia.


Yhden tai useamman suuren passivoitumiskertoimen omaavan metallin massaosuuden lisääminen metalliin, jolla on matala passivaatiokerroin, seoksen muodostamiseksi lisää sen passiivisuutta helposti parantamalla siten korroosionkestävyyttä. Esimerkiksi yli 13% kromin lisäämisestä teräksestä tulee ferriittistä tai martensiittista ruostumatonta terästä (kuten 0Crl3ja 4Crl3); lisäämällä enemmän passivoitua titaania jne., tulee tyypillisesti korroosionkestävämpi austeniittinen ruostumaton teräs. Se on ei-ferromagneettista ruostumatonta lCrl8Ni9Ti-terästä (sisältää 18% kromia, 9% nikkeliä ja pienen määrän titaania). Molybdeeniä sisältävällä ruostumattomalla teräksellä on parempi rikkihapon korroosionkestävyys. Galvanoidun sinkki-nikkeliseoksen ja jopa sinkki-rautaseoksen korroosionkestävyys on paljon parempi kuin galvanoidun puhtaan sinkin. Kuusiarvoisen kromisinkkipinnoituksen passivaation korvaamiseksi nykyiseen kolmiarvoiseen kromipassivointiliuokseen lisätään tavallisesti nikkelisuolaa ja kobolttisuolaa. Vaikka kromittomasta passivaatiosta on tehty monia tutkimuksia, sen korroosionkestävyys ei ole yhtä hyvä kuin kromia sisältävän passivaation. Jotkut ihmiset ajattelevat, että lupaavin kromiton passivointi on titaanisuolojen ja harvinaisten maametallien käyttö, jota seuraa molybdaattipassiivaus. Kirjoittaja oli nähnyt 1970-luvun lopulla titaanisuolahopea-passivointituotteita, joissa pääsuolana käytettiin titanyylisulfaattia, jolla oli paitsi korkea valkoisuus, myös hyvä korroosionkestävyys; mutta sen haittana oli varmistaa, että titaani-ionit olivat korkean valenssin tilassa. Suuren määrän epävakaata vetyperoksidia lisäämistä varten sitä ei ole edistetty.