Passivació

De Viquipèdia
Salta a: navegació, cerca

La passivació consisteix en la formació d'una pel·lícula relativament inert, 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, aquesta aliatge manera naturalment una capa d'òxid d'alguns Angstrom de gruix i d'aquesta manera queda protegit contra molts agents corrosius, trobant ampli ús en la indústria i la vida diària.

D'altra banda, la formació d'una pel·lícula passivant no es limita a oxidació d'un metall base. També hi ha casos on 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 a 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 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 a l'àrea danyada.

També, per la reacció externa, marques intencionals-com ho pot ser el gravat en làser - prèvies els 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, desgreixatge, 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]

En èpoques recents, encara que pot ser una asseveració debatible, s'ha vingut manejant també el electropolit com el millor procés de passivació a la indústria de manufactura 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 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 anodizante del procés mateix).

El electropolit és un procés que pot treure el material extern, i per tant, canviar les dimensions d'una peça. També, l'acabat superficial és diferent.

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]