Passivering af metaller

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 5. april 2020; checks kræver 3 redigeringer .

Passivering af metaller - overgangen af metaloverfladen til en inaktiv, passiv tilstand forbundet med dannelsen af tynde overfladelag af forbindelser, der forhindrer korrosion . I teknologi kaldes passivering den teknologiske proces med at beskytte metaller mod korrosion ved hjælp af specielle løsninger eller processer, der fører til dannelsen af en oxidfilm på overfladen af metallet (Cu, Ti, Zn, Cr, Al osv.).

Passiveringsmekanisme

Når metaller interagerer med visse komponenter af opløsninger (smelter) i et bestemt potentialeområde, dannes adsorption eller faselag (film) på overfladen af metallet. Disse lag danner en tæt, næsten uigennemtrængelig barriere, på grund af hvilken korrosion i høj grad bremses eller helt standses.

Passivering udføres kemisk eller elektrokemisk. I sidstnævnte tilfælde skabes betingelser, når ionerne af det beskyttede metal under påvirkning af strøm går over i en opløsning indeholdende ioner, der er i stand til at danne meget dårligt opløselige forbindelser.

Typer af passivering

Anode
katodisk

Passivering af lithiumstrømkilder

Passivation forstås som processen med dannelse af en tynd film med høj modstand på en lithiumanode. Denne film dannes som et resultat af interaktionen mellem elektrolytten og lithiumanoden. Denne film sænker processen med afladning og nedbrydning af lithium, reducerer selvafladningshastigheden og forlænger batteriets levetid. En negativ konsekvens af passivering er spændingsforsinkelse.

Når den påføres en vejecelle, forårsager passiveringsfilmens høje modstand et skarpt fald (lag) i spændingen. Udledningsprocessen ødelægger gradvist filmen og reducerer derved cellens indre modstand. Dette fører til, at en stigning i cellespændingen, som skal forblive stabil under afladningen, under andre procesforhold er uændrede. Med en stigning i belastningen efter spændingsstabilisering kan den falde igen, indtil passiveringsfilmen igen er helt fjernet. Hvis belastningen fjernes eller reduceres, vil passiveringsfilmen komme sig og blive en indflydelsesrig faktor ved næste brug. Der er flere faktorer, der påvirker graden af passivering og længden og dybden af spændingsforsinkelsen:

cellebelastningskapacitet. Med en høj belastningsstrøm øges forsinkelsen, med en lille er den næsten ikke mærkbar;
kemisk sammensætning. Selv små ændringer i kemisk sammensætning påvirker passivering;
opbevarings varighed. Normalt er varigheden af opbevaring direkte proportional med graden af passivering. Derfor er ældre celler mere modtagelige for spændingsforsinkelseseffekten;
stuetemperatur. For høj opbevaringstemperatur øger passiveringsgraden. Særligt alvorlige problemer kan opstå, når celler opbevares i et uventileret rum ved høje temperaturer. Det anbefales at opbevare celler i klimakontrollerede rum;
udledningstemperatur. Ligesom opbevaring ved høj temperatur fremmer udledning ved lav temperatur passivering;
forhold i den foregående kategori. Delvis afladning og derefter fjernelse af belastningen øger graden af passivering sammenlignet med en ny celle. Derfor er spændingsforsinkelsen mere udtalt under sekundær brug.

Normalt er spændingsforsinkelsen forårsaget af passivering ikke et problem for brugere af lithiumceller, men effekten af passivering skal tages i betragtning.

Passivering af metaller i teknologi

Passivering er en af metoderne til at beskytte metaller mod korrosion . Ofte brugt er dannelsen af beskyttende lag på overfladen af et metal (metalprodukter) - oxidfilm under påvirkning af oxidationsmidler .

En af de teknologiske muligheder for passivering er blåning .
Til passivering af mange metaller, opløsninger baseret på oxidationsmidler, der er i stand til at danne tungtopløselige forbindelser (kromater, molybdater, nitrater i et alkalisk medium osv.)
Galvaniserede dele passiveres ofte ved kromatering .
Passivering bruges til at beskytte mod intern korrosion af rørledninger, kedel- og varmevekslerudstyr. For at gøre dette, ved at påføre et elektrisk felt rettet radialt (det vil sige på tværs af rørets akse) til rørledningen, er det muligt elektrisk at trække metallets frie elektroner placeret på rørets indre overflade mod den ydre overflade. . Som et resultat kan metallet på den indre overflade af rørledningen ikke indgå i en kemisk reaktion.

Repassivation

Overpassivation er en krænkelse af den passive tilstand, der opstår, når metallets potentiale overstiger en kritisk værdi, som et resultat af hvilken arten af de reaktioner, der forekommer på dets overflade, ændres. Repassivering er mulig for alle passiverede materialer, især - i sådanne stålkvaliteter som: 08X18H10T, 20X13, 30X13, 40X13, 15X17.

Yderligere operationer

Efter passivering eller påfyldning af en passiverende belægning udsættes metaloverfladen ofte for yderligere bearbejdning - inhibitorer , farvning eller lakering mv.

Litteratur

Tomashov N. D., Chernova G. P. Passivitet og beskyttelse af metaller mod korrosion. - M., 1965.
Scorcelletti VV Teoretisk basis for korrosion af metaller. - L., 1973.
Novakovsky VM Begrundelse og indledende elementer i den elektrokemiske teori om opløsning af oxider og passive metaller // I: Korrosions- og korrosionsbeskyttelse. T. 2. - M., 1973.