Corrosiekinetiek

Corrosiekinetiek is de tak van de chemische en elektrochemische metaalkunde die de snelheid en mechanismen van corrosie bestudeert. Ze beschrijft hoe snel metalen verloren raken door oxidatie in een gegeven omgeving en welke factoren deze snelheid bepalen. Het doel is corrosie te voorspellen, te modelleren en te beheersen in toepassingen zoals bouw, transport en infrastructuur.

De kinetiek wordt bepaald door elektrochemische reacties aan het oppervlak. Anodisch vindt oxidatie plaats en kathodisch reductie, bijvoorbeeld van zuurstof of water. Het netto corrosiesnelheid volgt uit het samenspel van beide processen. Polarisatiecurves geven de relatie tussen potentiaal, stroom en snelheid; modellen zoals Butler–Volmer en de Tafelbenadering zijn doorgaans bruikbaar. Een passieve film kan de snelheid aanzienlijk verlagen en zo het mechanisme veranderen.

Temperatuur, oplossings- eigenschappen zoals pH en oplossingsconcentraties, naast mechanische spanning en oplossingsparameters beïnvloeden de corrosiekinetiek. De snelheid neemt vaak toe met temperatuur volgens een Arrhenius-achtige relatie; factoren als exchange current density i0 en activeringsenergie Ea bepalen de snelheid bij een gegeven overpotential. Meetmethoden zijn onder meer potentiodynamische polarisatie, elektrochemische impedantie-spectroscopie en gewichtsschademetingen.

Factoren zoals legeringselementen, microstructuur en galvanische koppeling veroorzaken lokale variaties in snelheid en mechanisme. Locatiespecifieke corrosie zoals pitvorming of stresscorrosie kan afwijkende kinetiek vertonen.

Toepassingen van corrosiekinetiek omvatten materiaalkeuze, bescherming (coatings, kathodische bescherming, inhibitoren) en inspectie- en onderhoudsstrategieën om de levensduur van constructies te verlengen en kosten te beheersen.