Passivierung, in der physischen Chemie und Technik, ist ein Material, das "passiv" in Bezug auf den weniger betriff durch Umweltfaktoren wie Luft oder Wasser wird. Es bedeutet eine beschirmende Außenschicht der Korrosion, die mit einem Mikroüberzug demonstriert oder gefunden werden kann, spontan in der Natur vorkommend. Passivierung ist in der Stärkung und Bewahrung des Äußeren nützlich. Als eine Technik verwendet passivating einen leichten Mantel des Materials wie Metalloxyd, um eine Schale gegen die Korrosion zu schaffen. Passivierung kann nur in bestimmten Bedingungen vorkommen, und wird in der Mikroelektronik verwendet, um Silikon zu erhöhen.

In Luft bilden fast alle Metalle eine harte träge Oberfläche natürlich. Die Verminderung der zerfressenden Rate wird sich individuell in verschiedenen Schalen ändern, aber wird am meisten namentlich in Aluminium, Zink, Titan und Silikon (ein metalloid) ausgesprochen. Die Schale hemmt tiefere Korrosion, und das ist der Schlüsselfaktor. Die Schicht ist gewöhnlich ein Oxyd oder Nitrid mit einer Dicke von Nanometern.

Mechanismen

Die für die Passivierung notwendigen Bedingungen werden in Diagrammen von Pourbaix registriert. Einige Korrosionshemmstoffe helfen der Bildung einer Passivierungsschicht auf der Oberfläche der Metalle, auf die sie angewandt werden. Einige Zusammensetzungen, sich in Lösungen (Chromate, molybdates) auflösend, bilden phasenfreie und niedrige Löslichkeitsfilme auf Metalloberflächen.

Spezifische Materialien

Silikon

Im Gebiet der Mikroelektronik ist die Bildung eines starken Haftens passivating Oxyd für die Leistung von Silikon wichtig.

Im Gebiet von photovoltaics kann eine Passivating-Oberflächenschicht wie Silikonnitrid, Silikondioxyd oder Titan-Dioxyd Oberflächenwiederkombination - ein bedeutender Verlust-Mechanismus in Sonnenzellen reduzieren.

Aluminium

Reines Aluminium bildet natürlich eine dünne Oberflächenschicht von Aluminiumoxyd auf dem Kontakt mit Sauerstoff in der Atmosphäre durch einen Prozess genannt Oxydation, die eine physische Barriere für die Korrosion oder weitere Oxydation in den meisten Umgebungen schafft. Aluminiumlegierung bietet jedoch wenig Schutz gegen die Korrosion an. Es gibt drei Hauptwege zu passivate diese Legierung: alclading, Chromat-Umwandlungsüberzug und das Eloxieren. Alclading ist der Prozess, metallurgisch eine dünne Schicht von reinem Aluminium zur Aluminiumlegierung zu verpfänden. Chromat-Umwandlungsüberzug ist ein allgemeiner Weg von passivating nicht nur Aluminium, sondern auch Zink, Kadmium, Kupfer, Silber, Magnesium und Zinnlegierungen. Das Eloxieren bildet einen dicken Oxydüberzug. Dieser Schluss ist robuster als die anderen Prozesse und stellt auch gute elektrische Isolierung zur Verfügung, die die anderen zwei Prozesse nicht tun.

Zum Beispiel, vor der Speicherung von Wasserstoffperoxid in einem Aluminiumbehälter, kann der Behälter passivated durch das Spülen davon mit einer verdünnten Lösung von Stickstoffsäure und Peroxyd sein, das mit deionized Wasser abwechselt. Die Stickstoffsäure und das Peroxyd oxidieren und lösen irgendwelche Unreinheiten auf der inneren Oberfläche des Behälters auf, und das deionized Wasser spült weg die Säure und oxidierten Unreinheiten.

Eisenmaterialien

Eisenmaterialien, einschließlich Stahls, können durch die Förderung der Oxydation ("Rost") und dann das Umwandeln der Oxydation zu einem metalophosphate durch das Verwenden phosphoriger Säure etwas geschützt und weiter durch den Oberflächenüberzug geschützt werden. Da die nicht gestrichene Oberfläche wasserlöslich ist, ist eine bevorzugte Methode, Mangan- oder Zinkzusammensetzungen durch einen Prozess allgemein bekannt als Parkerizing oder Phosphatkonvertierung zu bilden. Älter, weniger - haben wirksame, aber chemisch ähnliche elektrochemische Umwandlungsüberzüge schwarzen oxiding eingeschlossen, der historisch als das Bläuen oder Bräunen bekannt ist. Gewöhnlicher Stahl bildet eine passivating Schicht in alkalischen Umgebungen, wie Verstärkungsbar im Beton tut.

Rostfreier Stahl

Rostfreie Stahle sind durch die Natur gegen die Korrosion widerstandsfähig, die darauf hinweisen könnte, dass passivating sie unnötig sein würde. Jedoch sind rostfreie Stahle für das Verrosten nicht völlig undurchdringlich. Eine allgemeine Weise der Korrosion in gegen die Korrosion widerstandsfähigen Stahlen ist, wenn kleine Punkte auf der Oberfläche beginnen zu verrosten, weil Korn-Grenzen oder eingebettete Bit der Auslandssache (wie Schleifspäne) Wassermolekülen erlauben, etwas vom Eisen in jenen Punkten trotz des Legierungschroms zu oxidieren. Das wird rouging genannt. Einige Ränge von rostfreiem Stahl sind gegen rouging besonders widerstandsfähig; von ihnen gemachte Teile können deshalb auf jeden Passivierungsschritt abhängig von Technikentscheidungen verzichten.

Ein typischer Passivierungsprozess, Zisternen des rostfreien Stahls zu reinigen, ist mit Reinigung mit Natriumshydroxyd und Zitronensäure verbunden, die von Stickstoffsäure (bis zu 20 % an 120 °F) und eine ganze Wasserspülung gefolgt ist. Dieser Prozess wird den Film wieder herstellen, Metallpartikeln, Schmutz und schweißerzeugte Zusammensetzungen (z.B Oxyde) entfernen.

Der korporative Standard des Herstellers eines Flugzeuges für die Passivierung von Teilen des rostfreien Stahls schließt Überzug oder das Versenken von ihnen in der sauren Stickstofflösung seit 40 bis 60 Minuten ein, dann sie mit wassereingeweichtem Stoff wischend.

Nickel

Nickel kann verwendet werden, um elementares Fluor infolge der Bildung einer Passivierungsschicht des Nickel-Fluorids zu behandeln. Diese Tatsache ist in der Wasserbehandlung und den Abwasser-Behandlungsanwendungen nützlich.

Siehe auch

• Kälte, die sich schweißen lässt
• Kontrollierte Brandwunde
• Zahnimplants
• Minizahnimplants
• Pilling-Bedworth Verhältnis

Weiterführende Literatur

• Chromat-Umwandlungsüberzug (chemischer Film) pro MIL-DTL-5541F für Aluminium und Aluminium beeinträchtigt Teile
• Eine Standardübersicht auf schwarzen Oxydüberzügen wird in MIL-HDBK-205, Phosphat & Schwarzem Oxydüberzug von Eisenmetallen zur Verfügung gestellt. Viele der Details von Schwarzen Oxydüberzügen können in MIL-DTL-13924 (früher MIL-C-13924) gefunden werden. Dieses Mil-Spekulationsdokument identifiziert zusätzlich verschiedene Klassen von Schwarzen Oxydüberzügen für den Gebrauch in einer Vielfalt von Zwecken, um Eisenmetalle gegen Rost zu schützen.