passivaatiokerroksen

Passivaatiokerros on metallin pinnalle muodostuva ohut tiivis oksidi- tai hydroksidikerros, joka syntyy ympäristön hapettavien tekijöiden vaikutuksesta. Kerroksen tehtävänä on estää metallin korroosiota ja ylläpitää sitä täydellä tai lähes passiivisella tilalla, jossa syöpyminen on huomattavasti hidasta.

Yleisimmät esimerkit ovat kromi-oksidikerros teräksessä (Cr2O3), jonka ansiosta teräs ja sen seokset saavat hyvän korroosiosuojan, alumiinilla muodostuva Al2O3-kerros sekä titaanilla esiintyvä TiO2-kerros. Passivaatio voi tapahtua jo pelkän ilman ja veden välisessä kontaktissa, mutta usein pinnan puhdistaminen ja/tai kemiallinen käsittely (esim. happopesut nitrin- tai sitruunahapon perusteella) tehostaa kerroksen muodostumista ja laatua.

Ympäristön vaikutus ja haasteet: passivaatio riippuu metallin koostumuksesta, lämpötilasta, pH:sta sekä hapen ja kloridi-ioneiden määrästä ympäristössä. Kloridit voivat haurastuttaa tai vahingoittaa passiivista kerrosta ja lisätä pitting-korroosion riskiä erityisesti suolaisissa ympäristöissä. Kun kerros vaurioituu, se voi joissain tapauksissa uusia itsensä, mutta vakavuus riippuu sekä metallista että ympäristöolosuhteista.

Käyttökohteet ja merkitys: passivaatiokerroksella on keskeinen rooli korroosion ehkäisyssä infrastruktuurissa, kemianteollisuudessa sekä lääketieteellisten implanttien pinnoissa. Se ei ole sama kuin erillinen suojauskerros, vaan biologisesti ja teknisesti hyödyllinen, itsestään muodostuva suoja.

Mittaaminen ja varmistaminen: passivaatio voidaan arvioida elektroakemiallisilla testeillä, kuten potentiaalin- ja pykäyrätutkimuksilla sekä elektroimpedanssimetriikalla (EIS). Pintavarauksien ja pinnan kemiallisen koostumuksen analysointi tukee kerroksen laatua ja kestoa.