hapettumisvastus

Hapettumisvastus on aineen kyky vastustaa hapettumista ympäristön hapettumisolosuhteissa. Se liittyy sekä korroosion kestävyyteen että hapettumisreaktioiden kontrollointiin ja on keskeinen ominaisuus materiaaleja valittaessa. Hapettumisvastus vaihtelee huomattavasti lämpötilan, ilmanpaineen ja ympäristön kemiallisen koostumuksen mukaan.

Hapettumisvastukseen vaikuttavat mekanismit ja tekijät. Yleensä tiroksissa tapahtuu passivaatio, jossa muodostuu tiiviin suojakerroksen oksidia, joka hidastaa lisähapettumista. Esimerkiksi kromi ja alumiini voivat muodostaa kestävän passivoivan kerroksen, kuten Cr2O3 tai Al2O3. Mikrostruktuuri, epäpuhtaudet sekä ympäristön ja lämpötilan vaikutus määräävät kerroksen laadun, paksuuden ja kiinnittymisen. Korkeissa lämpötiloissa oksidikerroksen kasvunopeus voi muuttua ja spallaatio heikentää hapettumisvastusta.

Hapettumisvastusta mitataan ja arvioidaan eri tavoin. Painon muutosta seuraamalla voidaan havainnoida oksidikerroksen muodostumista, mikä antaa gravimetrisen hapetustestauksen tuloksia. Termogravimetrinen analyysi (TGA) mittaa massan muutosta korkeissa lämpötiloissa. Elektrokemialliset menetelmät, kuten Tafel-polarisaatio ja impedanssianalyysi (EIS), antavat lisätietoa oksidikerroksen muodostumisnopeuksista ja suojakerroksen eheydestä.

Esimerkkejä korkean hapettumisvastuksen omaavista materiaaleista ovat titaani- ja alumiinipohjaiset seokset sekä kromia sisältävät ruostumattomat teräkset, joiden passivoitunut kerros vähentää korroosiota. Myös pinnoitteet ja kerrokselliset rakenteet voivat parantaa hapettumisvastusta. Hapettumisvastus on tärkeä ominaisuus käytännön sovelluksissa, kuten rakennus-, ilmailu- ja moottoritekniikassa sekä pakkaus- ja elintarviketeollisuudessa, sillä se vaikuttaa pitkäikäisyyteen ja toimintakykyyn.