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Passivação

1850
  • Christian Friedrich Schönbein
Cientista de materiais realizando passivação em amostras de aço inoxidável em um laboratório.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

A passivação é o processo pelo qual um material se torna "passivo", ou seja, menos afetado por fatores ambientais como a corrosão. Envolve a formação espontânea de uma superfície muito fina e não reativa. filme que atua como uma barreira, protegendo o material principal de ataques adicionais. Essa película é tipicamente uma camada de óxido ou nitreto, com alguns nanômetros de espessura.

O mecanismo de passivação é eletroquímico. Quando um metal reativo como o cromo, o alumínio ou titânio Quando exposta a um ambiente oxidante (como o ar ou certos ácidos), a superfície de um metal oxida-se rapidamente. Se o óxido metálico resultante for estável, denso, não poroso e bem aderido à superfície do metal, forma uma camada passiva protetora. Essa camada é extremamente fina, geralmente com apenas 1 a 3 nanômetros, mas é suficiente para reduzir drasticamente a taxa de corrosão, impedindo o contato direto entre o metal e o 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 corrosão por pite. 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.

Passivation can be a natural process or can be enhanced artificially through chemical treatments, such as dipping stainless steel in nitric or citric acid to remove free iron from the surface and encourage the formation of a more robust chromium-rich oxide layer. This process is distinct from applying a coating, as the passive layer is formed from the base metal itself.

UNESCO Nomenclature: 3314
Ciência dos materiais

Tipo

Processo Químico

Interrupção

Fundamentais

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Descoberta de metais reativos como o cromo e o alumínio.
  • Observações iniciais de metais resistindo à corrosão em ácidos específicos
  • Desenvolvimento de teorias eletroquímicas

Aplicações

  • stainless steel’s corrosion resistance (chromium oxide layer)
  • titanium’s biocompatibilidade em implantes médicos (titanium dioxide layer)
  • Anodização do alumínio para proteção e coloração.
  • Proteção de wafers de silício em microeletrônica

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

  • self-healing passive layers incorporating microcapsules of oxidizing agents
  • nanostructured passive films with enhanced resistance to chloride pitting
  • bioactive passive layers on medical implants that promote bone integration
  • photo-catalytic passive films (e.g., tio2) for self-cleaning surfaces
  • smart coatings that can electrochemically induce passivation in response to damage
  • passivation techniques for high-entropy alloys in extreme environments
  • laser-based surface treatments to create highly stable and thick passive layers
  • passivation of metallic components in next-generation batteries to extend cycle life
Related to: passivation, passive film, resistência à corrosão, stainless steel, chromium oxide, titanium, anodizing, surface science.

Contexto histórico

Passivação

1700
1761
1807-01-01
1850
1850
1850
1850
-500
1750
1788
1834
1850
1850
1850
1850

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

10º ano aniversário

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