پدیده روئین شدن

پدیده روئین شدن

در بررسی رفتار خوردگی بعضی از فلزات، پدیده ی جالبی به چشم می خورد که استفاده از نتایج آن برای حفاظت از مواد مفید خواهد بود. رفتار مذکور چنین است که، تمایل ترکیبی این فلزات در محیط خورنده، ابتدا به صورت عادی با افزایش غلظت عوامل خورنده (قدرت اکسید کنندگی محلول)، افزایش یافته و خوردگی فلزات تشدید می گردد، اما در یک غلظت مشخص از عوامل خورنده، ناگهان سرعت خوردگی به طرز چشم گیری کاهش یافته و فلز تمایل ترکیبی خود را از دست داده و غیر فعال می گردد. علت کاهش خوردگی در یک غلظت مشخص از اجزای اکسید کننده، تشکیل لایه ی محافظ یا غیر فعال بر روی سطح فلز است. لایه ی محافظ می تواند اکسید، هیدروکسید یا ترکیبات دیگر باشد. به این پدیده روئین شدن می گویند.

رفتار فلزاتی که خاصیت غیر فعال شدن از خود نشان می دهند را می توان به سه منطقه فعال، غیر فعال و عبور از حالت روئین شدن تقسیم نمود. در منطقه ی فعال، رفتار فلز شبیه رفتار یک فلز معمولی است. افزایش جزئی قدرت اکسید کنندگی محلول باعث افزایش سریع سرعت خوردگی می شود. چنان چه افزایش عامل اکسید کننده ادامه یابد، سرعت خوردگی به طور ناگهانی کم می شود. این حالت مربوط به آغاز ناحیه ی غیر فعال (روئین) می باشد. افزایش بیشتر عامل اکسید کننده تاثیر بسیار کمی بر سرعت خوردگی فلز مورد نظر خواهد داشت و در نهایت در غلظت های خیلی بالا ماده اکسید کننده یا در حضور اکسید کننده های خیلی قوی، سرعت خوردگی دوباره افزایش یافته و این ناحیه را ناحیه ی عبور از حالت می نامند.

مکانیزم روئین شدن

علت دقیق انتقال حالت فعال-غیر فعال-عبور از حالت روئین، کاملا مشخص نیست. این یک حالت خاص از پلاریزاسیون فعالیت است که ناشی از تشکیل یک پوسته یا لایه محافظ سطحی می باشد.

در توضیح مکانیزم روئین شدن، بررسی ها نشان می دهد که واکنش های متعددی روی سطح فلز رخ می دهد که معمولا باعث تشکیل یک لایه ی محافظ روی سطح آن می گردد که این لایه ی محافظ در محدوده ی وسیعی از قدرت اکسید کنندگی محلول پایدار است، اما در صورت افزایش زیاد قدرت اکسید کنندگی این لایه ی محافظ از بین می رود و خوردگی در فلز مجددا آغاز می گردد.

به طور خلاصه می توان گفت تشکیل لایه های اکسیدی، روی سطح فلز که در حقیقت محصولات خوردگی هستند و خاصیت محافظت کنندگی خوبی دارند، باعث روئین شدن فلز می گردند.

پدیده غیر فعال شدن (روئین شدن) در فلزاتی نظیر آهن، سیلیسیم، نیکل، کروم، تیتانیوم و آلیاژهای آن ها دیده می شود و به مقدار کمی نیز در مورد روی، کادمیوم، قلع، اورانیوم و توریم مشاهده می گردد.

مثال: آهن در اسید نیتریک غلیظ به هیچ وجه خورده نمی شود حتی اگر اسید به تدریج رقیق شود خوردگی مشاهده نمی شود، اما اگر روی سطح فلز خراش داده شود، لایه ای از حباب های گازی روی سطح فلز را در بر می گیرد و تولید چشمگیر هیدروژن و اکسیدهای نیتروژن نشان دهنده افزایش سرعت خوردگی آهن است.