img312 2

179

powstają dodatnio naładowane jony metalu i ujemnie naładowane jony tlenu, tworząc wspólnie sieć krystaliczną tlenku metalu. Reakcja ta prowadzi albo do wytworzenia szczelnie przylegającej ochronnej warstwy produktów korozji (warstwa pasywna), albo daje warstwę porowatą, nie chroniącą metalu. Gdy już istnieje pierwsza warstewka tlenku metalu, dalszy przebieg reakcji jest utrudniony, wymaga bowiem przenikania elektronów przez tę warstewkę na zewnątrz lub odwrotnie - atomów tlenu do wewnątrz. Proces taki jest możliwy, gdyż sieć krystaliczna nie jest nigdy doskonała i zawiera różne defekty. Pewne miejsca sieci mogą być nieobsadzone, a zajęcie takiego miejsca przez sąsiedni jon metalu lub tlenu powoduje powstanie w sieci nowej luki. Wskutek mechanizmu „wymiany miejsc” schemisorbowanego tlenu i przypowierzchniowych atomów metalu (zwłaszcza w wyższej temperaturze) następuje proces wgłębnej korozji, który trwa aż do zupełnego zniszczenia metalu lub wyczerpania czynnika korozyjnego.

Typowym przykładem tego rodzaju korozji jest tzw. zendrowanie żelaza, czyli powlekanie stali warstwą tlenków Fe₃0₄, będące wynikiem reakcji zachodzącej przy podgrzewaniu metalu między jonami Fe³⁺ i Fe²⁺ a tlenem oraz innych czynnikami utleniającymi.

8.2.3. PASYWACJA METALI

AA

Jak wcześniej wspomniano, w wyniku oddziaływania środowiska utleniającego na powierzchni metalu może wytworzyć się zwarta, szczelnie przylegająca warstwa produktów korozji. Jej istnienie skutkuje tzw. pasywnością metalu. Jest to stan wyższej odporności na działanie środowiska w określonych warunkach, niż to wynika z wartości potencjału normalnego w szeregu napięciowym metali. W pewnych środowiskach utleniających metal lub stop zachowuje się tak, jakby jego potencjał elektrodowy był wyższy, czyli jakby stał się metalem szlachetniejszym, mniej aktywnym.

Najtrwalszą warstewką pasywną jest warstewka tlenkowa. Przykładem jest glin, którego powierzchnia w środowisku silnego utleniacza pokrywa się pierwotną warstwą tlenku A1₂0₃ (a w środowisku obojętnym trudno rozpuszczalną warstwą AlOOH) tak zwartą i trwałą, że całkowicie zabezpiecza przed dalszą korozją znajdujący się pod nią metal. Na tym właśnie polega niezwykła odporność na korozję aluminium. W podobny sposób zachowują się inne metale nieszlachetne, takie jak tytan, chrom, cynk i nikiel.

Pasywna warstwa tlenkowa wytworzona na czystym żelazie nie jest trwała. Przy większej grubości łatwo pęka, co umożliwia dopływ tlenu (i wilgoci) do powierzchni metalu, a tym samym dalszą korozję. Inaczej jest w przypadku stali i staliw chromowych czy chromowo-niklowych. Cenną zaletą chromu jest to, że wprowadzony jako dodatek stopowy do żelaza przekazuje mu niejako swą zdolność ulegania pasywacji. Stal nierdzewna zawiera co najmniej 12% chromu.