Metallerin Aşınması – Korozyon Nedir

Korozyon Nedir – Metallerin Aşınması Hakkında Bilgiler

Metallerin, olağan sıcaklıkta, atmosferdeki etkenlerin ve kimyasal maddelerin etkisiyle yıpranma, incelme, vb. değişimlere uğraması [korozyon da denir).

AŞINMA MEKANİZMASI
Metallerin Aşınması - Korozyon NedirMetaller elektrolit özelliği olmayan gaz ya da sıvı ortamlara bırakıldığında, aşınma yalnızca kimyasal nitelik taşır (sözgelimi,nitrik asidin bakıra etkimesi). Bu tür aşınma, tekdüzedir ve metal parçanın kalınlığı düzenli olarak azalır. Aşınma genellikle elektrokimyaşal özellik gösterir (Bkz. ELEKTROKİMYA, ELEKTROLİZ). Metal içinde bulunan her çeşit heterojenlik, metal yüzeyinin iki noktası arasında bir potansiyel farkının oluşmasma yol açar. Ortam sıvı olursa (bir damla su yeterlidir) ve doğal suda raslandığı gibi çözelti biçiminde iyonlar içeriyorsa (elektrolitler), gerçek bir elektrik pili ortaya çıkar. Dolayısıyla elektrolit içinde katkıların oluşturduğu artı (+) kutupla.metalin oluşturduğu eksi (-) kutup arasında bir elektron akımı doğar. Demirin aşınmasında (Bkz. Çiz.) metalin elektronları ( +) kutba ulaşır ve suyu indirger:

2H20+ 2e * H2 + 2OH’

(-) kutupta demir, elektron yitirir ve yükseltgenir:

Fe – Fe2* + 2e_

Böylece ortaya çıkan demir II hidroksit Fe (OH)2 suda çözünmüş oksijenle yükseltgenerek pasa (Fe203,H20) dönüşür. (+)kutupta açığa çıkan hidrojen, gaz halinde olan yalıtkan bir tabaka oluşturarak, aşınmayı durdurabilir ama suda çözünmüş oksijenle birleşmesi yüzünden pil, işlevini sürdürür.
Elektrokimyasal aşınmaysa tehlikelidir: bir noktada yoğunlaşarak derin deliklere yol açabilir, ayrıca ikincil ürünler metalle birleşir ve olayları karmaşıklaştırır.

AŞINMANIN NEDENLERİ
Elektrolitin ya da metalin heterojenliği aşınmaya elverişli bir ortam sağlar. Ayrıca ortamdaki derişiklik, sıcaklık ve oksijen oranı farkları da aşınmaya neden olabilir. Sözgelimi, arı bir metale bir su damlası düşerse, onu aşındırır. Damlanın çeperlerinde daha büyük ölçülere ulaşan oksijenlenme. dengesizlik doğurarak elektrik yükünün oluşumuna yol açar: dolayısıyla damlanın merkezinde demirin etkilendiği görülür. Bir metalin heterojenliği değişik nedenlerden kaynaklanabilir: Bir alaşımı oluşturan iki evre ya da evreler arasındaki yoğunluk farkları, oluşum heterojenliğine yol açar; yapı heterojenliğine, katkılar, çökelekler, billur ağının yönleri, tanelerin eklemleri neden olur. Öte yandan, mekanik zorlamalardan, iç gerilimden ve statik dış baskılardan da heterojenlik doğabilir. Koruyucu tabakada katkıları ve kusurlar taşıyan cilalanmamış yüzeyler daha kolay aşınır.
İki metal, kaynak ya da lehimle birleştirildiğinde, elektron yitirme eğilimine dayanan elektrokimyaşal sınıflandırmada, bu metallerin aldığı yerler birbirinden uzaklaştıkça aşınma da güçlenir. İki metal aynı özellikte olsa bile, yapı farkı aşınmaya yol açabilir. Metal yüzeyinde, onu edilgenleştiren, yalıtkan ve koruyucu bir tabaka oluşursa, aşınma kendiliğinden durabilir. Kimyasal edilgenlik, tüten nitrik aside daldırılmış demir için söz konusudur; alüminyum havada hızla yükseltgenir, ama başlangıçta oluşan alümin tabakası aşınmanın sürmesini engeller. Bazen, aşırı derecede ince, oksijen bakımından zengin ve belli ölçüde edilgenlik sağlayan yüzeysel bir zar oluşur.

METALLERİN AŞINMAYA KARŞI KORUNMASI
Bu önemli bir sorundur, çünkü çok sayıda aygıtın aşınma sonucu kullanılmaz hale geldiği görülür. Metal yapılardaki güvenlik sorunları da, kullanılan metallerin aşınmaya karşı korunması sorununa bağlıdır. Bununla birlikte, hiçbir ortamda bozulmayan bir metal de yoktur. Korunmak istenen metalin yüzeyine, elektronlarını daha kolay biçimde verecek bir metal yerleştirilir: bu metal, pilin(-) kutbunu oluşturacak, yalnızca kendisi yükseltgenecektir. Sözgelimi çinko ve magnezyum, demiri korur. Metalle atmosfer etkenleri arasındaki alışveriş, bir boya, vernik ya da sülüğen (Pb304) tabakası eklenerek ortadan kaldırılır. Bazı maddeler, pilin kutuplarıyla tepkimeye girebilir ve aşınmanın gelişmesini durduran çözünmeyen bileşikler oluşturabilir (sodyum ve magnezyum tuzları, bazı koloyitler). Nikel ve krom gibi metallerin elektrolitik çökeltileri demir için koruyucu bir tabaka yaratabilir. Bununla birlikte, demirden daha az yükseltge-nen bu metaller, söz konusu tabaka koptuğunda aşınmayı hızlandırırlar.
YÜKSELTGENMEYEN ÇELİKLER
Yükseltgenmeyen çeliklerin aşınmaya karşı dirençleri, yükseltgen ortamlarda edilgin olmalarını sağlayan krom varlığından kaynaklanır (geçirgen olmayan ve yapışık bir oksit tabakasının oluşması aracılığıyla).

Nikel, molibden, bakır, vb. metallerin katılması, homojenlik koşullarının düzeltilmesini ve böylelikle de aşınmaya karşı direncin oluşmasını sağlar. Kromlu çelikler, bıçak ağızlarının yapmamda kullanılır; krom-nikel çeliklerden, özellikle de 18-10 çeliğinden (% 18 krom, % 10 nikel) besin sanayisinde, mutfak gereçlerinde, eviye, lava-‘ bo, vb. yapmamda yararlanılır; bunlar deniz suyuna karşı dirençlidirler.
Kimyasal etki büyük olduğu zaman, güçlü biçimde alaşımlanmış çeliklerin (kromlu, molibdenli, nikelli ve bakırlı çelikler) kullanılması gerekir.

Yorum yazın