fr.chemi3t
11-05-2014, 02:10 PM
یکی از کهن‌ترین آثار خوردگی مربوط به دیوار آهنی قفقاز است که به فرمان کورش هخامنشی ساخته شد و بدستور وی روی آن را با مس پوشش دادند. آغاز پزوهش بگونه امروزی در انگلستان پس از غرق شدن کشتی جنگی HMS Alarm در سال 1761 م بود. پس از آن ورقه‌های مسی به بدنه کشتی‌ها وصل می‌شد اما پس از چندی دیده شد که این ورقه‌ها در جاهایی که میخ‌های فولاد‌ی آنها را نگه داشته بود، خورده شده اند (خوردگی گالوانیک).
این دانش روزبهروز گسترده‌تر شد و امروزه شاخه مهمی در مهندسی و علوم‌پایه می‌باشد.
هزینه‌های خوردگی
http://pnu-club.com/imported/2014/11/27.jpg
ریزش پلی در اوهایو آمریکا
از آنجا که خوردگی پدیده ای تخریبی است، هزینه هایی در پی دارد. این هزینه‌ها در دو دسته مستقیم و غیر مستقم (پیامدهای مستقیم) هستند که دسته دوم بسیار بیشتر از نخستین است. در آمریکا در سال هزینه سالانه خوردگی چیزی پیرامون 1/3٪ تولید ناخالص داخلی (277 میلیارد دلار در سال 1998])[۱]تعریف
از دیدگاه دانش، خوردگی هرگونه کنش و واکنش بین فلز و پیرامون که منجر به تخریب آن گردد گفته می‌شود. ز آنجا که این گونه کنش و واکنش با تبادل الکترون همراه است، پس هرگونه واکنش الکترو شیمیایی (واکنشی که جزیی اکسید و جزیی کاهش یابد) را فلز با پیرامونش خوردگی بشمار می‌آید.
یکی از کهن‌ترین آثار خوردگی مربوط به دیوار آهنی قفقاز است که به فرمان کورش هخامنشی ساخته شد و بدستور وی روی آن را با مس پوشش دادند. آغاز پزوهش بگونه امروزی در انگلستان پس از غرق شدن کشتی جنگی HMS Alarm در سال 1761 م بود. پس از آن ورقه‌های مسی به بدنه کشتی‌ها وصل می‌شد اما پس از چندی دیده شد که این ورقه‌ها در جاهایی که میخ‌های فولاد‌ی آنها را نگه داشته بود، خورده شده اند (خوردگی گالوانیک).این دانش روزبهروز گسترده‌تر شد و امروزه شاخه مهمی در مهندسی و علوم‌پایه می‌باشد.
هزینه‌های خوردگی
http://pnu-club.com/imported/2014/11/27.jpg
ریزش پلی در اوهایو آمریکا
از آنجا که خوردگی پدیده ای تخریبی است، هزینه هایی در پی دارد. این هزینه‌ها در دو دسته مستقیم و غیر مستقم (پیامدهای مستقیم) هستند که دسته دوم بسیار بیشتر از نخستین است. در آمریکا در سال هزینه سالانه خوردگی چیزی پیرامون 1/3٪ تولید ناخالص داخلی (277 میلیارد دلار در سال 1998])[۱]تعریف
از دیدگاه دانش، خوردگی هرگونه کنش و واکنش بین فلز و پیرامون که منجر به تخریب آن گردد گفته می‌شود. ز آنجا که این گونه کنش و واکنش با تبادل الکترون همراه است، پس هرگونه واکنش الکترو شیمیایی (واکنشی که جزیی اکسید و جزیی کاهش یابد) را فلز با پیرامونش خوردگی بشمار می‌آید.آند و کاتد
http://pnu-club.com/imported/2014/11/1.png
در خوردگی همواره دو جز شرکت دارند. جزی که الکترون‌زا است آند و گیرنده الکترون کاتد نام دارد.در طبیعت دو گونه واکنش کاتدی رخ می‌دهد:آزادشدن هیدروژن که خود دوگونه دارد:در محیط اسیدی (واکنش کاهش پروتون):
2 H+ + 2 e → H2
و در محیط خنثی یا بازی مانند آب دریا (واکنش کاهش آب):
H2O + 2 e → 2 OH− + H2
کاهش اکسیژن محلول:این واکنش ئر همه محیطها (اسیدی، خنثی، بازی) بدین گونه است:O2 + 4 H+ + 4 e → 2 H2OO2 + 2 H2O + 4 e → 4 OH−
واکنش دوم در طبیعت رایج‌تر است.پیل الکتروشیمیایی
از آنجا که خوردگی یک واکنش الکتروشیمیایی است، برای انجام آن بایستی یک پیل الکتروشیمیایی ایجاد شود. پیل الکتروشیمیایی چهار بخش دارد:آند: که در آن واکنش آندی رخ می‌دهد.کاتد: که در ان واکنش کاتدی رخ می‌دهد. کاتد بخشی از سطح است که هدایت الکتریکی‌اش بالا باشد وقابلیت انجام واکنش آن بالا باشد. برای مثال در چدن خاکستری گرافیت‌های سطح کاتداند.الکترولیت: که برای رخ دادن واکنش بین آند و کاتد است و باید هدایت الکتریکی‌اش بالا باشد. الکترولیت می‌تواند محلول 0001/0 نمک خوراکی یا محلول نمکین آب دریا باشد.پل: که بین آند و کاتد اتصال الکتریکی برای جابجایی الکترون برقرار می‌کند.در پیل الکتروشیمیایی بایستی سرعت زایش و گیرش الکترون برابر باشد.سرعت خوردگی
سرعت خوردگی (icorr)را با مقدار الکترون تولیدی بر یکای زمان (آمپر I) می‌توان سنجید اما از آنجا که اثر سطح را باید در نظر داشت، بایستی عدد بدست آمده بر یکای سطح بخش گردد.سرعت خوردگی بطور معمول بصورت میل در سال (mpy) بیان می‌شود: http://pnu-club.com/imported/2014/11/2.pngکه در آن W، کاهش وزن بر حسب میلی‌گرم، D چگالی نمونه بر یکای گرم بر سانتی‌متر مکعب، A مساحت نمونه بر حسب اینچ‌مربع و T زمان خوردگی بر یکای ساعت است.ترمودینامیک خوردگی
http://pnu-club.com/imported/2014/11/18.gif
نمودار پوربه
همچنین ببینید: نمودار پوربهبا بکارگیری نمودار پوربه می‌توان به ترمودینامیک خوردگی پی برد.هر نمودار دارای 3 بخش است:بخش ایمن (Immunity): که سرعت خوردگی بقدری ناچیز است که از آن چشم‌پوشی می‌گردد.بخش خوردگی (Corrosion): که در آن فلز را در حال خوردگی است. فلزها در پهاشهای کم (اسیدی) بصورت کاتیونی و در پهاشهای بازی بصورت آنیونی حل می‌شوند.رویینگی (Passivity): که در آن محصولات خوردگی روی فلز رسوب کرده و از خوردگی بیشتر جلوگیری می‌شود. بیشتر فلزها در پهاشهای خنثی بر رویشان یک لایه هیدروکسید یا اکسید شکل می گیرد و آنها را رویین می‌کند.پتانسیل در تعادل در حالت استاندارد
در حالت استاندارد (فشار 1 اتمسفر) داریم:برای واکنش کاتدی:ΔGo = -nFEo
و برای واکنش آندی:ΔGo = nFEo
پتانسیل تعادل در حالت نااستاندارد
با معادله نرنست پتانسیل بدست می‌آید:http://pnu-club.com/imported/2014/11/3.png
که aRED اکتیویته سمتی از واکنش است که الکترون دارد و aOX اکتیویته سمتی از واکنش است که الکترونندارد.
در کل، هرگاه پتانسیل تعادلی واکنش آندی کوچکتر از کاتدی باشد، خوردگی از دید ترمودینامیکی امکان‌پذیر است. برای سنجش پتانسیل جدول زیر که بوسیله الکترود استاندارد هیدروژن بدست می‌آید و به سری emf شناخته شده است بکارگرفته می‌شود.
ماده
نشان
واکنش
پتانسیل(ولت)
طلا
Au
Au → Au3+ + 3 e-
1.498
کروم
Cr
Cr6+ → Cr3+ + 3 e-
1.33
'
O2 + 4 H+ → 2 H2o
1.23
نقره
Ag
Ag → Ag+ + 1 e-
0.80
'
Fe3+ → Fe2+ + 1 e-
0.77
مس
Cu
Cu → Cu2+ + 2 e-
0.33
هیدروژن
H2
H2 → 2 H+ + 2 e-
صفر
آهن
Fe
Fe → Fe2+ + 2 e-
44/0-
روی
Zn
Zn → Zn2+ + 2 e-
76/0-
آلومینیوم
Al
Al → Al3+ + 3 e-
66/1-
منیزیم
Mg
Mg → Mg2+ + 2 e-
24/2-
برای دیدن فهرست کامل‌تر اینجا را ببینید.
انواع
خوردگی دارای انواع متفاوتی می‌باشد که می‌توان آن ها را با توجه به شکل منطقه خورده شده به دو دسته کلی تقسیم نمود:
[*=center]خوردگی یکنواخت
[*=center]خوردگی موضعی
این دانش روزبهروز گسترده‌تر شد و امروزه شاخه مهمی در مهندسی و علوم‌پایه می‌باشد.
هزینه‌های خوردگی
http://pnu-club.com/imported/2014/11/27.jpg
ریزش پلی در اوهایو آمریکا
از آنجا که خوردگی پدیده ای تخریبی است، هزینه هایی در پی دارد. این هزینه‌ها در دو دسته مستقیم و غیر مستقم (پیامدهای مستقیم) هستند که دسته دوم بسیار بیشتر از نخستین است. در آمریکا در سال هزینه سالانه خوردگی چیزی پیرامون 1/3٪ تولید ناخالص داخلی (277 میلیارد دلار در سال 1998])[۱]تعریف
از دیدگاه دانش، خوردگی هرگونه کنش و واکنش بین فلز و پیرامون که منجر به تخریب آن گردد گفته می‌شود. ز آنجا که این گونه کنش و واکنش با تبادل الکترون همراه است، پس هرگونه واکنش الکترو شیمیایی (واکنشی که جزیی اکسید و جزیی کاهش یابد) را فلز با پیرامونش خوردگی بشمار می‌آید.
یکی از کهن‌ترین آثار خوردگی مربوط به دیوار آهنی قفقاز است که به فرمان کورش هخامنشی ساخته شد و بدستور وی روی آن را با مس پوشش دادند. آغاز پزوهش بگونه امروزی در انگلستان پس از غرق شدن کشتی جنگی HMS Alarm در سال 1761 م بود. پس از آن ورقه‌های مسی به بدنه کشتی‌ها وصل می‌شد اما پس از چندی دیده شد که این ورقه‌ها در جاهایی که میخ‌های فولاد‌ی آنها را نگه داشته بود، خورده شده اند (خوردگی گالوانیک).این دانش روزبهروز گسترده‌تر شد و امروزه شاخه مهمی در مهندسی و علوم‌پایه می‌باشد.
هزینه‌های خوردگی
http://pnu-club.com/imported/2014/11/27.jpg
ریزش پلی در اوهایو آمریکا
از آنجا که خوردگی پدیده ای تخریبی است، هزینه هایی در پی دارد. این هزینه‌ها در دو دسته مستقیم و غیر مستقم (پیامدهای مستقیم) هستند که دسته دوم بسیار بیشتر از نخستین است. در آمریکا در سال هزینه سالانه خوردگی چیزی پیرامون 1/3٪ تولید ناخالص داخلی (277 میلیارد دلار در سال 1998])[۱]تعریف
از دیدگاه دانش، خوردگی هرگونه کنش و واکنش بین فلز و پیرامون که منجر به تخریب آن گردد گفته می‌شود. ز آنجا که این گونه کنش و واکنش با تبادل الکترون همراه است، پس هرگونه واکنش الکترو شیمیایی (واکنشی که جزیی اکسید و جزیی کاهش یابد) را فلز با پیرامونش خوردگی بشمار می‌آید.آند و کاتد
http://pnu-club.com/imported/2014/11/1.png
در خوردگی همواره دو جز شرکت دارند. جزی که الکترون‌زا است آند و گیرنده الکترون کاتد نام دارد.در طبیعت دو گونه واکنش کاتدی رخ می‌دهد:آزادشدن هیدروژن که خود دوگونه دارد:در محیط اسیدی (واکنش کاهش پروتون):
2 H+ + 2 e → H2
و در محیط خنثی یا بازی مانند آب دریا (واکنش کاهش آب):
H2O + 2 e → 2 OH− + H2
کاهش اکسیژن محلول:این واکنش ئر همه محیطها (اسیدی، خنثی، بازی) بدین گونه است:O2 + 4 H+ + 4 e → 2 H2OO2 + 2 H2O + 4 e → 4 OH−
واکنش دوم در طبیعت رایج‌تر است.پیل الکتروشیمیایی
از آنجا که خوردگی یک واکنش الکتروشیمیایی است، برای انجام آن بایستی یک پیل الکتروشیمیایی ایجاد شود. پیل الکتروشیمیایی چهار بخش دارد:آند: که در آن واکنش آندی رخ می‌دهد.کاتد: که در ان واکنش کاتدی رخ می‌دهد. کاتد بخشی از سطح است که هدایت الکتریکی‌اش بالا باشد وقابلیت انجام واکنش آن بالا باشد. برای مثال در چدن خاکستری گرافیت‌های سطح کاتداند.الکترولیت: که برای رخ دادن واکنش بین آند و کاتد است و باید هدایت الکتریکی‌اش بالا باشد. الکترولیت می‌تواند محلول 0001/0 نمک خوراکی یا محلول نمکین آب دریا باشد.پل: که بین آند و کاتد اتصال الکتریکی برای جابجایی الکترون برقرار می‌کند.در پیل الکتروشیمیایی بایستی سرعت زایش و گیرش الکترون برابر باشد.سرعت خوردگی
سرعت خوردگی (icorr)را با مقدار الکترون تولیدی بر یکای زمان (آمپر I) می‌توان سنجید اما از آنجا که اثر سطح را باید در نظر داشت، بایستی عدد بدست آمده بر یکای سطح بخش گردد.سرعت خوردگی بطور معمول بصورت میل در سال (mpy) بیان می‌شود: http://pnu-club.com/imported/2014/11/2.pngکه در آن W، کاهش وزن بر حسب میلی‌گرم، D چگالی نمونه بر یکای گرم بر سانتی‌متر مکعب، A مساحت نمونه بر حسب اینچ‌مربع و T زمان خوردگی بر یکای ساعت است.ترمودینامیک خوردگی
http://pnu-club.com/imported/2014/11/18.gif
نمودار پوربه
همچنین ببینید: نمودار پوربهبا بکارگیری نمودار پوربه می‌توان به ترمودینامیک خوردگی پی برد.هر نمودار دارای 3 بخش است:بخش ایمن (Immunity): که سرعت خوردگی بقدری ناچیز است که از آن چشم‌پوشی می‌گردد.بخش خوردگی (Corrosion): که در آن فلز را در حال خوردگی است. فلزها در پهاشهای کم (اسیدی) بصورت کاتیونی و در پهاشهای بازی بصورت آنیونی حل می‌شوند.رویینگی (Passivity): که در آن محصولات خوردگی روی فلز رسوب کرده و از خوردگی بیشتر جلوگیری می‌شود. بیشتر فلزها در پهاشهای خنثی بر رویشان یک لایه هیدروکسید یا اکسید شکل می گیرد و آنها را رویین می‌کند.پتانسیل در تعادل در حالت استاندارد
در حالت استاندارد (فشار 1 اتمسفر) داریم:برای واکنش کاتدی:ΔGo = -nFEo
و برای واکنش آندی:ΔGo = nFEo
پتانسیل تعادل در حالت نااستاندارد
با معادله نرنست پتانسیل بدست می‌آید:http://pnu-club.com/imported/2014/11/3.png
که aRED اکتیویته سمتی از واکنش است که الکترون دارد و aOX اکتیویته سمتی از واکنش است که الکترونندارد.
در کل، هرگاه پتانسیل تعادلی واکنش آندی کوچکتر از کاتدی باشد، خوردگی از دید ترمودینامیکی امکان‌پذیر است. برای سنجش پتانسیل جدول زیر که بوسیله الکترود استاندارد هیدروژن بدست می‌آید و به سری emf شناخته شده است بکارگرفته می‌شود.
ماده
نشان
واکنش
پتانسیل(ولت)
طلا
Au
Au → Au3+ + 3 e-
1.498
کروم
Cr
Cr6+ → Cr3+ + 3 e-
1.33
'
O2 + 4 H+ → 2 H2o
1.23
نقره
Ag
Ag → Ag+ + 1 e-
0.80
'
Fe3+ → Fe2+ + 1 e-
0.77
مس
Cu
Cu → Cu2+ + 2 e-
0.33
هیدروژن
H2
H2 → 2 H+ + 2 e-
صفر
آهن
Fe
Fe → Fe2+ + 2 e-
44/0-
روی
Zn
Zn → Zn2+ + 2 e-
76/0-
آلومینیوم
Al
Al → Al3+ + 3 e-
66/1-
منیزیم
Mg
Mg → Mg2+ + 2 e-
24/2-
برای دیدن فهرست کامل‌تر اینجا را ببینید.
انواع
خوردگی دارای انواع متفاوتی می‌باشد که می‌توان آن ها را با توجه به شکل منطقه خورده شده به دو دسته کلی تقسیم نمود:
[*=center]خوردگی یکنواخت
[*=center]خوردگی موضعی