קורוזיה – שיתוך (איכול)

1. קורוזיה – שיתוך (איכול) שיתוך הוא תגובת חמצון חיזור של חומרים שונים, בעיקר מתכות וסגסוגות עם חומרים מהסביבה. תוצרי התגובה הם: תחמוצות MO פחמות MCO3 סולפידים MS שיתוך הוא תהליך ספונטני, ועקב התרחשותו יש ירידה בתכונות הפונקציונליות של המתכת.

2. קורזיה רטובה / יבשה קורוזיה יבשה: תהליך חמצון חיזור ישיר בין המתכת למחמצן (בדרך כלל חמצן) קורוזיה רטובה: תהליך אלקטרוכימי המתרחש כאשר המתכת טבולה במים. באזורים שונים של המתכת עשויות להתפתח שתי תגובות אנודית וקטודית. זרימת האלקטרונים מתרחשת דרך המתכת עצמה

3. מתכות שעוברות קורוזיה מתחלקות לשני סוגים מתכות אשר עקב הקורוזיה נוצרות עליהן תרכובות, בעלות מבנה גבישי שונה לחלוטין מזה של המתכת. מבנה גבישי שונה גורם לתרכובת להתפורר מעל המתכת, כך ששטח הפנים של המתכת גלוי שוב לקורוזיה נוספת. דוגמא: ברזל מתכות אשר עקב הקורוזיה נוצרת עליהן שכבת תרכובת, לה מבנה גבישי מתאים למבנה הגבישי של המתכת.שכבה זו נקשרת היטב אל שטח הפנים של המתכת ונותנת לה הגנה מפני קורוזיה נוספת. דוגמאות: אלומיניום כרום טיטניום

4. דוגמאות לקורוזיה טיטנים חמצני - TiO2 המתכת טיטניום מתכסה בשכבת הגנה המונעת קורוזיה נוספת. אלומיניום חמצני – Al2O3המתכת אלומיניום מתכסה בשכבת הגנה המונעת קורוזיה נוספת, אך בתמיסות המכילות יוני כלור נוצרת הפרעה למבנה הגבישי של התחמוצת, וההגנה נמנעת. פאטינה – תוצר שיתוך של נחושת, מופיע בשתי צורות ירוק - Cu(OH)2 CuCO3 כחול - Cu(OH)2 CuSO4 השחרה של כלי כסף – Ag2S חלודה-תוצר שיתוך של ברזל

5. חלודה חלודה היא חומר מורכב שמשתנה כל הזמן. Fe2O3.3H2Oבעל הצבע האופייני לחלודה Fe3O4בעל צבע שחור, מופיע בשלבים מאוחרים יותר, כאשר כמות החמצן במרווח בין הברזל לחלודה יורדת. FeO תוצר המתקבל בעיקר בקורוזיה יבשה.

6. סכמה להיווצרות חלודה

7. אחד המנגנונים להיווצרות קורוזיה 2Fe(s) 2Fe+2(aq) + 4e- 2Fe+2(aq)  2Fe+3(aq)+ 2e- 3/2 O2(g) + 3H2O(l) + 6e-  6OH-(aq) 2Fe+3(aq) + 6OH-(aq)  2Fe(OH)3(S) 2Fe(OH)3(S) Fe2O3.3H2O(S) 2Fe(S) + 3/2O2(g) + 3H2O(l) Fe2O3.3H2O(S)

8. גורמים המשפיעים על קורוזיה • כמות החמצן • אחוזי לחות, כמות המים בסביבה • pH • ריכוז יונים בתמיסה • טמפ'

9. השפעת pH על קצב הקורוזיה • בסביבה חומצית עולה פוטנציאל החיזור של החמצן ויחד איתו ספונטניות התהליך. • בסביבה בסיסית יש שיקוע של יוני הברזל שנוצרים בתגובה, פוטנציאל החיזור של יוני הברזל יורד והפרש הפוטנציאלים גדל.

10. השפעת ריכוז היונים בתמיסה ריכוז יונים בתמיסה משפיע בכיוונים מנוגדים: עליה בריכוז מעלה את מוליכות התמיסה ומאיצה את קצב הקורוזיה מאידך גורמת לירידה בריכוז החמצן במים – “salting out” ומורידה את קצב הקורוזיה.

11. הגנה מפני קורוזיה • בידוד המתכת מן הסביבה: ציפוי, צבע, זפת • טיפול בסיבה: הרחקת חמצן (טמפ', ים המלח), ייבוש האויר, הוספת מעכבי קורוזיה • שליטה בכיוון התגובות האלקטרוכימית. • בחירת חומרים העמידים בפני שיתוך (פלדת אל חלד)

12. הגנה קטודית

13. קורוזיה מואצת בפסל החירות

14. תהליך ההחלדה תהליך בו יש הגנה בפני ההחלדה תהליך בו יש הגברת ההחלדה הזכויות שמורות ליהושע סיוון

15. הגנה קתודית טיפול בסביבה בידוד המתכת מהסביבה לדוגמא: על-ידי: ציפוי על-ידי מתכת מחזרת טובה יותר שיוצרת שכבת הגנה חיבור למתכת מחזרת טובה יותר הרחקת חמצן סביבה יבשה ציפוי צבע ציפוי זהב שמירה על תנאים מיוחדים כמו: טמפ' pH וריכוזי יונים ציפוי זפת ציפוי פלסטיק הגנה בפני קורוזיה

16. מסמרים בכתום

17. ריכוז מלחים ריכוז חומצות "הגנה" מסמרים בכתום

18. עמוד הברזל בדלהי – במתחם קוטב מינאר מתחם קוטב מינר (Qutb Minar) נמצא בדרום דלהי, וקרוי על שם הסולטן הראשון של דלהי, קוטב א-דין אייבק. בשנת 1193 החל קוטב לבנות את עמוד הניצחון, המסמל את נצחון האיסלאם על עובדי האלילים, אך הוא מת לאחר ארבע שנים, כשרק הקומה הראשונה הושלמה. יורשיו הקימו את ארבע הקומות האחרות, והצריח שבנו מתנשא לגובה של 73 מטר.

19. עמוד הברזל בדלהי בסמוך לעמוד הניצחון ניצב עמוד ברזל שגובהו שבעה מטרים, ועליו ניצב בעבר פסל של גרודה, היצור שעליו רוכב האל וישנו. הכתובת שעל העמוד מעידה שהוא הוקדש למלך ההינדואי צ'נדרגוּפְטה ששלט בשנים 413-375, ולא ברור איך הגיע לכאן. העמוד נוצק במאה הרביעית לספירה מסגסוגת שמכילה 98 אחוז ברזל, ופלא גדול הוא שלא החליד כבר 1600 שנה. 

20. ... עמוד הברזל בדלהי עמידותו של העמוד מיוחסת לריכוז הזרחן הגבוה בברזל בו השתמשו ליציקתו וכן לריכוז הנמוך ביותר של גופרית. חוקרים משערים שהזרחן שימש כזרז לתגובה כימית שיצרה שכבת הגנה על פני המתכת.