Passivació

De Viquipèdia
Jump to navigation Jump to search

La passivació consisteix a la formació d'una pel·lícula, relativament inerta, sobre la superfície d'un material (sovint un metall), que l'enmascara en contra de l'acció d'agents externs. Encara que la reacció entre el metall i l'agent extern sigui termodinàmicament factible a nivell macroscòpic, la capa o pel·lícula passivant no permet que aquests puguin interaccionar, de tal manera que la reacció química o electroquímica es veu reduïda o completament impedida.

La passivació no ha de ser confosa amb la immunitat, en la qual el metall base és, per si mateix, resistent a l'acció dels mitjans corrosius, per exemple l'or i el platí, que no s'oxiden fàcilment i per això se'ls considera un metall noble.

En molts casos, la formació d'aquesta pel·lícula passivant és espontània quan el metall entra en contacte amb l'agent extern. Un exemple clàssic és l'alumini. Quan una superfície d'aquest metall entra en contacte amb l'aire ambiental, la part més externa de l'objecte s'oxida espontàniament per formar una capa transparent i impermeable d'alúmina Al 2 O 3 de tipus ceràmic, molt congruent i adherent. Per aquesta raó, tot i que l'alumini és termodinàmicament molt reactiu, la capa passivant el protegeix de manera molt efectiva en contra de la corrosió a condicions ordinàries. Per aconseguir la corrosió d'aquest metall es requereixen àcids minerals o un determinat sobrepotencial electroquímic. Un altre cas típic és l'acer inoxidable. Com a resultat dels seus continguts de crom, aquest aliatge, de manera natural, crea una capa d'òxid d'alguns Angstrom de gruix i d'aquesta manera queda protegit contra molts agents corrosius, això fa que tingui molts usos en la indústria i la vida diària.

D'altra banda, la formació d'una pel·lícula passivant no es limita a l'oxidació d'un metall base. També hi ha casos en què la pel·lícula passivant es forma per reducció. En aquest cas pot ser producte de la reducció electroquímica d'algun òxid o sulfur. Per exemple, s'ha intentat la electro-refinació directa de mates de coure (sulfur de coure), sense passar per l'etapa de convertidor metal·lúrgic. No obstant això, la reducció del sulfur forma una pel·lícula passivant de sofre elemental que entorpeix el procés, de manera que aquesta alternativa encara es troba en recerca, mostra que no sempre és desitjable la formació d'aquesta capa passivant.

La passivació com a procés de manufactura[modifica]

Hi ha moltes tècniques per fomentar, enfortir o fins i tot crear artificialment una pel·lícula passivant en metalls, com ara el parkerizat o fosfatat, pavonat, anoditzat, etc. No obstant això, el nom procés de passivació o passivat de metalls, usualment, es reserva per a alguns pocs processos particulars, encaminats a l'eliminació per oxidació química de materials estranys presents en superfícies metàl·liques i, així, enriquir-se selectivament del material que forma la pel·lícula passivant. D'aquesta manera, la pel·lícula passivant, que es forma espontàniament, serà de més gruix i més uniforme, el que presenta eventualment millors característiques de protecció contra la corrosió.

La capa passivant és el resultat d'aquest procés químic, emprat per la indústria de la manufactura durant la producció d'alguns objectes o estris metàl·lics, incloent diversitat d'instruments quirúrgics, algun tipus de vàlvula i connexions de precisió d'acer inoxidable. Per pertànyer als processos d'acabats (o processos secundaris), són aplicats, generalment, en banys d'immersió gairebé sempre en les etapes finals o posteriors a la fabricació.

Tipus de passivat[modifica]

En el cas d'acer inoxidable, hi ha, primordialment, dos tipus de passivat d'acord amb el contingut de l'àcid principal utilitzat en la concentració química: passivat nítric i passivat cítric. El procés de passivació utilitzant l'àcid cítric és considerat ecològicament una mica més sa, encara que actualment l'ús de l'àcid nítric com a agent oxidant és encara el més popular.

Mètode de passivat[modifica]

Depenent del procés, diversos tancs de solució per a bany de l'objecte poden ser utilitzats, i finalment un tipus de forn seca i culmina el mètode. No és recomanable incloure diferents materials en el mateix procés.

La capa passiva és assolida per la reacció en les superfícies externes de l'objecte amb el percentatge en volum de l'àcid en aigua especialment purificada, per tant, el gruix de la capa passiva és mínima. Això significa que qualsevol maltractament a la superfície protegida, per exemple una petita ratlladura, pot causar que l'objecte sigui vulnerable a reaccions en l'àrea danyada.

També, per la reacció externa, marques intencionals, com ho pot ser el gravat en làser, prèvies dels banys químics, poden ser afectades desfavorablement.

Lògicament, si les impureses del material no són amb èxit remogudes, ja sigui per concentració incorrecta dels reactius, o per algun altre factor que impedeixi l'efectiu bany purificador, incloent la qualitat de l'aigua en ús o una preparació incorrecta de la superfície (rentat, desengreixant, etc.), les impureses probablement seran més visibles quan s'assequin els líquids, ja que poden haver estat descobertes però no hauran estat eliminades.

Passivació o electropolit[modifica]

Actualment, es considera l'electropolit com el millor procés de passivació dins la indústria de producció amb acer inoxidable. La raó és que estudis d'espectroscòpia d'electrons Auger (AES) i espectroscòpia fotoelectrònica per anàlisi química (XPS), mostren una pel·lícula passivant molt superior pel que fa a l'enriquiment de crom (a causa de la dissolució selectiva del ferro de l'aliatge), i també respecte a la seva major espessor (degut, possiblement, a l'acció anoditzant del propi procés).

L'electropolit és un procés que pot treure el material extern i, per tant, canviar les dimensions d'una peça. També, s'obté un acabat superficial diferent respecte a altres mètodes de passivació.

Vegeu també[modifica]

Referències[modifica]

QQ-P-35 Passivation Treatments for Corrosion Resistant Steels

DJMckay; "The direct electrorefining of copper matte", JOM, 44-48 (1993

ASTM A 967-01, Chemical Passivation Treatments for Stainless Steel Parts

ASTM A 380-99, Standard Practice for Cleaning, Descaling, and Passivation of Stainless Steel Parts, Equipment and Systems

ASTM B 912-00, Passivation of Stainless Steels Using Electropolishing

Enllaços externs[modifica]