Oxidazioa eta Korrosioa: Definizioak, Motak eta Kontrola

Oxidazioa

Oxidazioa material bat oxigenoarekin kontaktuan jartzen denean gertatzen da, energia askatuz (erreakzio exotermikoa) edo energia eskatuz (erreakzio endotermikoa). Erreakzio exotermikoetan energia askatzen da eta oxidazioa berez gertatzen da. Erreakzio endotermikoetan, aldiz, materialak oxidatzeko zailtasunak ditu, eta energia eman behar zaio prozesua gerta dadin. Oxidazioa elektroi galera bezala ere defini daiteke; hau da, material batek elektroiak galtzen ditu eta oxigenoarekin konbinatzen da.

Metal bat ingurune oxidatzaile batean aurkitzen denean, oxido kapa bat sortzen da. Oxido kapa sortzeko baldintzak hauek dira: katioi metalikoak oxigenorantz mugitu behar dira, eta oxigenoa metalaren gainazalera difusioz iritsi behar da.

Difusioa

Difusioa solido batean atomoak lekuz aldatzen diren prozesua da. Hau gertatzen da, adibidez, tenperatura igoerak atomoen higidura termiko handiagoa sortzen duenean. Solido baten egituran, atomoak posizio batetik bestera desplazatzen dira, eta prozesu horri difusio esaten zaio. Atomo horiek solido osoan zehar banatzen dira, denborarekin oreka lortu arte.

Non eta nola gertatzen da oxidazioa?

Oxidazioaren hasieran, metalaren azalean lehen oxido kapa sortzen da, hau da, metalaren eta oxigenoaren arteko lehen konbinazioa. Katioi metalikoak, metaletik abiatuz, oxido kaparen zehar difusioz mugitzen dira atmosferako oxigenoarekin erreakzionatzeko. Aldi berean, anioiak oxido kapa gurutzatuz difusioz mugitzen dira metalarantz, oxido geruza gehiago sortzeko. Bi partikulak, katioiak eta anioiak, oxido kaparen bidez difusioz elkartzen dira, eta horrek geruza uniforme bat mantentzea ahalbidetzen du.

Korrosioa

Korrosioa material bat oxidatzen denean gertatzen da hezetasunaren edo beste substantzia erasokorren aurrean. Ingurune heze batean, babes kapa disolbatu eta desagertu egiten da, eta materialaren puntu batzuetan eraso handiagoa izaten da, materialaren haustura sortuz. Korrosioa prozesu elektrokimikoen bidez gertatzen da.

Korrosio motak

• Uniformea: Korrosioa materialaren azaleran uniformeki gertatzen da, eta erraz kontrolatzen da babes katodikoarekin.
• Galbanikoa: Bi material ezberdin kontaktuan jartzen direnean gertatzen da, eta katodo eta anodoaren arteko erlazioa garrantzitsua da.
• Pikadura bidezkoa: Lokalizatua eta detektatzeko zaila da, baina sortzen denean oso azkar handitzen da.
• Arteka bidezkoa: Lokaliza daitekeen korrosio mota da, errematxe, torloju eta loturetan gertatzen dena.
• Bikor bidezkoa: Bikorren mugek materialaren propietate mekanikoak ahultzen dituzte, eta soldadura bidezko piezetan gerta daiteke.
• Tentsio bidezkoa: Tentsioek sortutako korrosioa da; materialak atmosferan korrosioa jasaten du eta artekak handitzen doaz.
• Erosio bidezkoa: Bi azaleren arteko frikzioaren ondorioz, materialaren azaletik partikulak askatzen dira eta higadura eragiten dute.
• Selektiboa: Aleazio batean, osagai bat desagertzen da korrosioaren ondorioz.

Korrosioaren kontrola

Korrosioa kontrolatzeko, material egokiak aukeratzea edo elementu korrosiboak aldizka aldatzea gomendatzen da. Horretarako, altzairu herdoilgaitzak edo material zeramikoak erabil daitezke.

Estaldura

Estaldura material metaliko baten gainazala babes-geruza batez estaltzea da. Helburua ez da soilik korrosioaren aurka babestea, kasu batzuetan higaduraren aurkako erresistentzia handitzea, fabrikazio akatsak zuzentzea edo piezak apaintzea ere izan daiteke.

Estaldura prozesuaren faseak

• Leunketa: Azalera akatsak eta zimurtasunak kentzea du helburu, piezari akabera leuna eta distiratsua emanez. Metala konprimituz edo azalean altzairuzko bolak erabiliz egiten da, gainazal leunagoa eta uniformeagoa lortzeko.
• Koipegabetzea: Piezak garbitzeko prozesua da, koipeak eta olioak kentzeko. Disolbatzaileak, sosa kaustikoa edo elektrolisia erabiliz egiten da.
• Desugertzea: Metalezko piezen gainazalean sortzen diren oxido mintzak kentzeko erabiltzen da, eta horretarako alanbrezko eskuilak edo prozedura kimikoak erabil daitezke. Desugertze kimikoa piezak disoluzio azidoetan murgilduz egiten da, oxidoak ezabatuz eta piezak garbi utziz.

Behin tratamendu hauek eginda, pieza prest dago estaldura desberdinak aplikatzeko, hala nola elektrolisia, beroko murgiltzea edo beste prozesu batzuk.

Elektrolisia

Elektrolisia egoera likidoan edo urtuan dagoen substantzia eroale baten (elektrolitoaren) deskonposizio kimikoa da, korronte elektriko zuzena igarotzean gertatzen dena.

Prozesua honela laburbil daiteke:

1. Elektrolitoa upel elektrolitiko batean sartzen da.
2. Bi elektrodo konektatzen dira korronte iturri batera: elektrodo negatiboa (katodoa) eta elektrodo positiboa (anodoa).
3. Korrontea pasatzean, katodoak ioi elektropositiboak erakartzen ditu (metal ioiak edo hidrogenoa), eta anodoak ioi elektronegatiboak.

Katodoan metatzen den metala estaldura moduan geratzen da, eta prozesua 100 °C-tik beherako tenperaturetan eta tentsio baxuekin burutzen da.

Hooke-ren legea

Hooke-ren legeak dio elastikoki deforma daitezkeen materialetan, aplikatutako indarrak eta horrek sortutako luzapena edo deformazioa proportzionalak direla, baldin eta proportzionaltasun-muga gainditzen ez bada. Hau da, objektu elastiko bat tentsio jakin baten eraginpean jartzen dugunean, tentsioaren eta luzapenaren arteko harremana lineala da proportzionaltasun-mugan. Legea honela adierazten da: F = k • ΔL

Esparru elastikoan, Hooke-ren legeak (Young-en modulua) tentsio-deformazio erlazioa ere azaltzen du. Formula honakoa da: σ = E • ε

Beraz, proportzionaltasun-muga gainditzen ez den bitartean, tentsioa eta deformazioa linealki erlazionatuta daude. Muga hori gainditzen denean, materialak deformazio iraunkorrak edo haustura izan ditzake.