passivaatiokerros

Passivaatiokerros on ohut suojaava oksidikerros, joka muodostuu tietyille metalleille, erityisesti ruostumattomalle teräkselle, sekä alumiinille ja titaaniin. Kerroksen tehtävä on vähentää korroosiota estämällä metallin ionien liukenemisen. Ruostumattomassa teräksessä passiivikerros koostuu pääasiassa kromioksidista (Cr2O3) ja muodostuu hapen ollessa runsaasti saatavilla. Kerros on tavallisesti vain muutaman nanometrin paksu ja kiinnittyy hyvin; vaurioituessaan se on osittain itseparantuva, kun kromia on edelleen saatavilla.

Muut metallit, kuten alumiini ja titaani, muodostavat vastaavia oksidikerroksia: alumiinissa Al2O3 ja titaaniin TiO2. Kerroksen muodostuminen tapahtuu, kun metalli altistuu ilmakeälle, vedelle tai vallitsevien lämpötilan ja pH:n olosuhteiden vaikutukselle. Passivaatio voidaan tehostaa puhdistuksella, jolla poistetaan vapaa rauta ja epäpuhtaudet, sekä kontrolloidulla oksidoitumisella.

Toiminnot: Passivaatiokerros estää ionien siirtymisen ja metallin liukenemisen, parantaen korroosiosuojaa erityisesti tasaisessa ympäristössä. Kloridi-ionit ja mekaaninen vaurio voivat kuitenkin paikallisesti rikkouttaa kerroksen ja johtaa pitting- tai muihin paikalliskorroosioihin, jos alue ei uudelleenpassivoidu.

Käyttökohteet: Tärkeä ruostumattomien terästen laitteistossa kemianteollisuudessa sekä elintarvike- ja lääkealalla, myös ilmailu- ja lääketieteellisissä laitteissa. Alumiini- ja titaani-osat hyödyntävät passivaatiota vastaavalla periaatteella.

Ylläpito ja testaus: Kerros ei ole pysyvä; aggressiivisissa ympäristöissä tai kulumisessa sitä voidaan menettää, jolloin uudelleenpassivaatio voi olla tarpeen. Puhdistuksessa tulisi välttää aineita, jotka voivat poistaa oksidikerroksen. Testauksessa käytetään pintapuhtauden varmistusta, kromin rikastumisen tarkastusta sekä elektro-kemiallisia mittauksia kuten polarization resistance tai EIS, sekä pinnan analyysiä (esim. XPS) kerroksen koostumuksen varmistamiseksi.