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Passivazione

1850
  • Christian Friedrich Schönbein
Scienziato dei materiali che esegue la passivazione su campioni di acciaio inossidabile in laboratorio.

(generate image for illustration only)

Passivation is the process by which a material becomes ‘passive,’ meaning it is less affected by environmental factors such as corrosion. It involves the spontaneous formation of a very thin, non-reactive surface film that acts as a barrier, shielding the bulk material from further attack. This film is typically an oxide or nitride layer, a few nanometers thick.

Il meccanismo di passivazione è elettrochimico. Quando un metallo reattivo come cromo, alluminio o titanio esposto a un ambiente ossidante (come l'aria o alcuni acidi), la sua superficie si ossida rapidamente. Se l'ossido metallico risultante è stabile, denso, non poroso e ben aderente alla superficie metallica, forma uno strato protettivo passivo. Questo strato è estremamente sottile, spesso solo 1-3 nanometri, ma è sufficiente a rallentare drasticamente la velocità di corrosione impedendo il contatto diretto tra il metallo e l'ambiente corrosivo.

The stability of this passive film is dependent on the environment, particularly pH and the presence of certain ions like chlorides. For example, the chromium oxide ([latex]Cr_2O_3[/latex]) layer on stainless steel is highly effective in many environments but can be locally broken down by chloride ions, leading to pitting corrosion. The breakdown and reformation of this passive layer is a dynamic process. If the film is mechanically scratched or damaged, the exposed metal will often repassivate almost instantly, a property known as self-healing.

La passivazione può essere un processo naturale o può essere migliorata artificialmente attraverso trattamenti chimici, come l'immersione dell'acciaio inossidabile in acido nitrico o citrico per rimuovere il ferro libero dalla superficie e favorire la formazione di uno strato di ossido ricco di cromo più robusto. Questo processo è diverso dall'applicazione di un rivestimento, poiché lo strato passivo è formato dal metallo di base stesso.

UNESCO Nomenclature: 3314
- Scienza dei materiali

Tipo

Processo chimico

Interruzione

Fondamento

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • Scoperta di metalli reattivi come il cromo e l'alluminio
  • Prime osservazioni di metalli resistenti alla corrosione in acidi specifici
  • Sviluppo delle teorie elettrochimiche

Applicazioni

  • stainless steel’s resistenza alla corrosione (strato di ossido di cromo)
  • titanium’s biocompatibility in medical implants (titanium dioxide layer)
  • anodizzazione dell'alluminio per protezione e colore
  • protezione dei wafer di silicio nella microelettronica

Brevetti:

NA

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