Korrosie van koper en sy legerings: oorsake en oplossings

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Koper en koperlegerings het hoë elektriese en termiese geleidingsvermoë, kan gemasjineer word, het goeie korrosiebestandheid, dus word dit aktief in baie nywerhede gebruik. Maar wanneer dit 'n sekere omgewing binnegaan, manifesteer korrosie van koper en sy legerings steeds. Wat dit is en hoe om produkte teen skade te beskerm, sal ons in hierdie artikel oorweeg.

Wat is korrosie

Dit is die vernietiging van metale as gevolg van blootstelling aan die omgewing. In lande met 'n goed ontwikkelde bedryf is die skade deur korrosie 4–5% van nasionale inkomste. Nie net metale gaan agteruit nie, maar ook meganismes en onderdele wat daarvan gemaak word, wat tot baie hoë koste lei. Geroeste pypleidings lek dikwels skadelike chemikalieë, wat grond-, water- en lugbesoedeling tot gevolg het. Dit alles beïnvloed mense se gesondheid nadelig. Korrosie van koper is die spontane vernietiging daarvan onder die invloed van individuele elemente van die menslike omgewing. Die oorsaak van skade aan die metaal is onstabiliteitdit na individuele stowwe in die lug. Hoe hoër die temperatuur, hoe hoër is die korrosietempo.

Kopereiendomme

Koper is die heel eerste metaal wat die mens begin gebruik het. Dit is goudkleurig, en in die lug word dit bedek met 'n oksiedfilm en kry 'n rooi-geel kleur, wat dit onderskei van ander metale wat 'n grys tint het. Dit is baie plasties, het 'n hoë termiese geleidingsvermoë, word beskou as 'n uitstekende geleier, tweede net na silwer. In swak soutsuur, vars en seewater is koperkorrosie weglaatbaar.

In die ope lug oksideer die metaal met die vorming van 'n oksiedfilm wat die metaal beskerm. Met verloop van tyd word dit donkerder en word dit bruin. Die laag wat koper bedek, word patina genoem. Dit verander sy kleur van bruinerig na groen en selfs swart.

Elektrochemiese korrosie

Dit is die mees algemene tipe vernietiging van metaalprodukte. Elektrochemiese korrosie vernietig masjienonderdele, verskeie strukture wat in die grond geleë is, water, atmosfeer, smeer- en verkoelingsvloeistowwe. Dit is skade aan die oppervlak van metale onder die invloed van 'n elektriese stroom, wanneer elektrone tydens 'n chemiese reaksie vrygestel word en van katodes na anodes oorgedra word. Dit word vergemaklik deur die heterogene chemiese struktuur van metale. Wanneer koper met yster in aanraking kom, verskyn 'n galvaniese sel in die elektroliet, waar yster die anode word, en koper die katode word, want yster in die reeks spannings volgens die periodieke tabel is aan die linkerkant van koper en is meer aktief.

In 'n paar yster met koper vind ysterkorrosie vinniger plaas as koper. Dit is omdat wanneer yster vernietig word, elektrone daarvan oorgaan na koper, wat beskerm bly totdat die hele laag yster heeltemal vernietig is. Hierdie eiendom word dikwels gebruik om onderdele en meganismes te beskerm.

Effekt van onsuiwerhede op die agteruitgang van metale

Dit is bekend dat suiwer metale feitlik nie korrodeer nie. Maar in die praktyk bevat alle materiale 'n mate van onsuiwerhede. Hoe beïnvloed dit die veiligheid tydens die werking van produkte? Aanvaar dat daar 'n deel van twee metale is. Oorweeg hoe die korrosie van koper met aluminium plaasvind. Wanneer dit aan lug blootgestel word, is die oppervlak bedek met 'n dun film water. Daar moet kennis geneem word dat water ontbind in waterstofione en hidroksiedione, en koolstofdioksied wat in water opgelos word, vorm koolsuur. Dit blyk dat koper en aluminium, gedompel in 'n oplossing, 'n galvaniese sel skep. Boonop is aluminium die anode, koper is die katode (aluminium is links van koper in die spanningreeks).

Aluminiumione gaan die oplossing binne, en oortollige elektrone gaan na koper, wat waterstofione naby die oppervlak daarvan ontslaan. Aluminiumione en hidroksiedtone kombineer en plaas op die aluminiumoppervlak as 'n wit stof, wat korrosie veroorsaak.

Korrosie van koper in suur omgewings

Koper vertoon goeie weerstand teen korrosie in alle toestande aangesien dit selde waterstof verplaas omdat dit in die elektrochemiese spanningreeks isstaan naby edelmetale. Die wydverspreide gebruik van koper in die chemiese industrie is te danke aan die weerstand daarvan teen baie aggressiewe organiese media:

• nitrate en sulfiede;
• fenolharse;
• asyn-, melk-, sitroensuur en oksaalsuur;
• kalium- en natriumhidroksiede;
• swak oplossings van swaelsuur en soutsuur.

Aan die ander kant is daar 'n sterk vernietiging van koper in:

• suuroplossings van chroomsoute;
• minerale sure - perchloor en salpeter, en korrosie neem toe met toenemende konsentrasie.
• gekonsentreerde swaelsuur, neem toe met toenemende temperatuur;
• ammoniumhidroksied;
• oksiderende soute.

metaalbewaringsmetodes

Feitlik alle metale in 'n gasvormige of vloeibare medium ondergaan oppervlakvernietiging. Die belangrikste manier om koper teen korrosie te beskerm, is om 'n beskermende laag op die oppervlak van produkte aan te wend, wat bestaan uit:

• Metaal - 'n laag metaal word op die koperoppervlak van die produk aangebring, wat meer bestand is teen korrosie. Geelkoper, sink, chroom en nikkel word byvoorbeeld as dit gebruik. In hierdie geval sal kontak met die omgewing en oksidasie plaasvind met die metaal wat vir die deklaag gebruik word. As die beskermende laag gedeeltelik beskadig is, word die basismetaal, koper, vernietig.
• Nie-metaalstowwe is anorganiese bedekkings wat bestaan uit glasagtige massa, sementmortel, of organiese - verf, vernis, bitumen.
• Chemiesfilms - beskerming word gevorm deur 'n chemiese metode, wat verbindings op die metaaloppervlak skep wat koper betroubaar teen korrosie beskerm. Om dit te doen word oksied-, fosfaatfilms gebruik of die oppervlak van die legerings is versadig met stikstof, organiese stowwe, of behandel met koolstof, waarvan die verbindings dit betroubaar bewaar.

Boonop word 'n legeringskomponent in die samestelling van koperlegerings ingebring, wat die anti-roes eienskappe verbeter, of die samestelling van die omgewing word verander, wat onsuiwerhede daaruit verwyder en inhibeerders inbring wat die reaksie vertraag.

Gevolgtrekking

Koper is nie 'n chemies aktiewe element nie, as gevolg hiervan is die vernietiging daarvan baie stadig in byna enige omgewing. Daarom word dit wyd gebruik in baie sektore van die nasionale ekonomie. Metaal is byvoorbeeld baie stabiel in skoon vars- en seewater. Maar soos die suurstofinhoud toeneem of die watervloei versnel, neem die korrosieweerstand af.