INS211 FAZ ÇİZGELERİ. Sıcaklık Basınç ve Bileşim. Güncelleme

FAZ ÇİZGELERİ Sıcaklık Basınç ve Bileşim

INS211

KARIŞIMLAR

Maddelerin kimyasal olarak parçalanamayan en küçük yapı taşlarına atom denir.

Aynı cins atom toplulukları elementtir ve bu elementlerin sabit oranlar dahilinde birleşerek oluşturdukları yeni özellikli maddelere bileşik denir.

Katı sıvı ve gaz hallerinde bulunabilecek element ve bileşiklerin hiçbir kurala uymaksızın bir araya gelmesiyle oluşan sistemlere genel olarak karışım denir.

Karışımda yer alan, saf olarak elde edilebilen ve belli bir kimyasal formüle sahip element ve bileşikler bileşen olarak adlandırılır.

KARIŞIMLAR VE FAZ

Bir karışımda tüm şiddet özelliklerinin aynı olduğu bölgelere faz denir.

Maddenin ölçülebilir özellikleri iki grupta toplanır: bunlar kapasite özellikleri ve şiddet özellikleridir.

Kapasite özelliği, madde miktarına bağlı özellikler bütünüdür. Kütle ve Hacim kapasite özelliğidir.

Şiddet özelliği, madde miktarına bağlı olmayan özelliklerdir. Yoğunluk ve Sıcaklık şiddet özelliğidir. Şiddet özellikleri kapasite özellikleri gibi toplanamaz.

ÇÖZÜNEBİLİRLİK

Birçok alaşım (daha genel olarak karışım) sisteminde belirli bir sıcaklıkta çözünen atomların, çözen içerisinde ulaşabileceği ve bir üst konsantrasyon değeri vardır. Bu değere çözünürlük denir.

Bu çözünebilirlik sınırının üzerinde yapılan bileşen ilavesinde, başka bir katı çözelti veya bileşik meydana gelmektedir.

FAZ

Sistemin homojen fiziksel ve kimyasal özellikler gösteren parçası olarak tanımlanabilir.

Bildiğimiz maddenin katı sıvı gaz halleri dışında farklı kristal istif yapıları da fazdır.

Çözelti Adı Çözücü Çözünen Örnek

Katı çözelti

Katı Katı Bakır - Gümüş

Katı Sıvı Çinko - Civa

Katı Gaz Paladyum - Hidrojen

Sıvı çözelti

Sıvı Katı Su - Bakır Sülfat

Sıvı Sıvı Su - Etil Alkol

Sıvı Gaz Su - Karbondioksit

Gaz Katı Azot - İyot

FAZ VE MADDENİN HALLERİ

FAZ ÇİZELGELERİ

Faz, karışımda yapı ve bileşim olarak bir diğer bölgeden farklı olan bölgedir.

Faz çizelgeleri malzeme sistemlerinde değişik sıcaklık basınç ve bileşimlerde hangi fazların bulunduğunu gösteren çizelgelerdir. Faz çizelgelerinden elde edilebilecek bilgiler:

 Yavaş soğuma koşullarında (denge) değişik sıcaklıklarda ve bileşimlerde hangi fazların mevcut olduğu.

 Bir bileşenin bir diğeri içerisindeki denge durumundaki çözünürlüğü.

 Denge koşullarında soğumakta olan bir alaşımın katılaşmaya başladığı sıcaklık ile katılaşmanın devam ettiği sıcaklık aralığı.

Su ve şeker karışımının faz çizelgesinde bileşenlerin kütlece karışım oranlarına karşın (skalanın yatay kolu) sıcaklık değerleri (dikey eksen) verilmiştir.

Faz sınırının sol kısmı

homojen çözeltiyi

tanımlarken; sağ taraf heterojen çökelmeyi betimler.

FAZLARDA DENGE

Denge serbest enerji adı verilen bir termodinamik büyüklük ile tanımlanan kavramdır.

Serbest enerji bir sistemin iç enerjisi ile atom veya moleküllerinin rastgeleliği veya düzensizliğinin (entropi) bir fonksiyonudur.

Faz dengesi deyimi sıklıkla içinde birden fazla faz bulunduran sistemlerin denge halini tanımlamada kullanılır.

Faz dengesi bir sisteme ait faz özelliklerinin zamanla değişmediğini ifade eder.

Özellikle katı sistemlerde denge haline ulaşma çok yavaş olduğundan, tam denge haline ulaşılmaz ve bu tür sistemler dengesiz veya yarı-kararlı halde bulunur.

FAZ DİYAGRAMLARI

Belirli bir sistemin faz yapısına ait bilginin birçoğu, faz diyagramları veya denge diyagramları olarak da isimlendirilen grafikler yardımıyla elde edilir.

Faz çizelgeleri bir bileşenli, iki bileşenli ve üç bileşenli olabilir.

Çok bileşenli faz çizelgeleri birbiri içinde her oranda karışabilen bileşenlerden meydana gelen izomorfik sistemler olabileceği gibi;

belli oranlarda homojen belirli oranlarda heterojen karışım veren ötektik sistemler de olabilir.

BİR BİLEŞENLİ FAZ DİYAGRAMI

Faz diyagramlarını etkileyen ve kontrol edilebilen üç dış parametre sıcaklık, basınç ve kimyasal bileşim olup, faz diyagramları bunların çeşitli kombinasyonlarının birinin diğerine göre çizilmesiyle belirlenir.

Bir bileşenli faz çizelgelerinde ikinci bir bileşen olmadığında sadece sıcaklığa karşı basınç değerleri bulunmaktadır.

Demir artan ısıyla birlikte kristal yapısını değiştirerek α-demir, γ- demir ve δ-demir formlarına dönüşüm sergiler.

1538°C den sonra bir diğer faz olan sıvı faza geçer.

GİBBS FAZ KURALI

Faz kuralı eşitliği, sistemin tanımlanabilmesi için gerekli değişken sayısının belirlenmesinde kullanılan bir araçtır. Denge halinde bir arada bulunabilecek fazların sayısını hesaplamaya imkan veren bir

eşitliktir.

P + F = C + 2 P: bir arada bulunabilecek fazların sayısı

C: sistemdeki bileşenlerin sayısı

F: serbestlik derecesi (denge halindeki sitemin serbest değişken sayısı). Serbestlik derecesi sistemdeki fazların sayısını değiştirmeden bağımsız olarak değiştirilebilecek ortam koşullarını gösterir.

İKİ BİLEŞENLİ FAZ DİYAGRAMLARI

İkili faz diyagramları alaşımların bulundukları sıcaklıkta ve sahip oldukları kimyasal bileşimde iç yapılarında hangi fazları denge halinde bulundurduğunu, bu fazların hangi oranlarda mikroyapıya dağıldığını ve fazların kimyasal bileşimleri hakkındaki bilgileri veren haritalardır.

HUME-ROTHERY KOŞULLARI

İkili metalik sistemlerinde birbiri içinde her oranda karışabilen bileşenlere sahip alaşımlar eşbiçimli (izomorfik) sistemlerdir. Bu tam çözünürlük koşullarının sağlanabilmesi için:

 Katı çözeltideki bileşenlerin her birinin aynı kristal yapıya sahip olmalı

 Her bir elementin atomik çap farkı %15 i geçmemelidir.

 Elementler birbiri ile bileşik oluşturmamalıdır.

 Atom değerlikleri aynı olmalıdır.

Cu-Ni elementlerinin hem sıvı hem de katı hallerde gösterdiği tam çözünürlük özelliğinden dolayı, bu sistem izomorfik olarak nitelendirilir.

A noktasında olduğu gibi tek bir fazın mevcut olması durumunda fazın kimyasal bileşimi ile alaşımın kimyasal bileşimi aynıdır.

B noktasında ise sıvı faz içerisinde α fazı katılaşmaya başlar. Buna çökelme denir.

İki fazın birlikte bulunduğu bölgeler için (örnek B noktası) durum biraz daha karmaşıktır (sıvıgen-katıgen çizgileri arası).

Tüm iki fazlı bölgelerde her bir sıcaklık için yatay eksene paralel olarak uzanan hayali doğrular düşünülebilir. Bu tip doğruların iki fazlı bölgenin faz sınırı çizgileri arasında kalan kısmı genel olarak bağ çizgisi veya izoterm doğrusu olarak bilinmektedir.

İZOMORFİK ALAŞIMLARDA MİKROYAPININ OLUŞUMU

Ağırlıkça %35 Ni ve %65 Cu içeren alaşımda dengeli katılaşma sırasında mikroyapı oluşumunun şematik gösterimi.

SAF METALLERDE SOĞUMA

Tek bileşenli sistemler ısı kaybı sonucu faz değiştirirken ergime sıcaklığı noktasında tüm kütle faz dönüşümünü tamamlayana kadar sıcaklık değişimi göstermezler.

İZOMORFİK ALAŞIMLARDA SOĞUMA

FAZ ORANLARININ BELİRLENMESİ KALDIRAÇ KURALI

Bileşim ve sıcaklığı tanımlayan nokta, iki fazlı bölgede ise faz bileşenleri kaldıraç kuralı yöntemi ile hesaplanır.

𝑓𝑎𝑧 𝑦ü𝑧𝑑𝑒𝑠𝑖 = 𝑓𝑎𝑧𝑎 𝑧𝚤𝑡 𝑚𝑎𝑛𝑖𝑣𝑒𝑙𝑎 𝑘𝑜𝑙𝑢 𝑢𝑧𝑢𝑛𝑙𝑢ğ𝑢

𝑏𝑎ğ ç𝑖𝑧𝑔𝑖𝑠𝑖𝑛𝑖𝑛 𝑡𝑜𝑝𝑙𝑎𝑚 𝑢𝑧𝑢𝑛𝑙𝑢ğ𝑢 × 100 𝑊_𝑠 = 𝑆

𝑅 + 𝑆 = 𝐶_𝛼 − 𝐶₀ 𝐶_𝛼 − 𝐶_𝑠 𝑊_α = 𝑅

= 𝐶₀ − 𝐶_𝑠

KALDIRAÇ KURALI ve TÜRETİMİ

1 gram alaşımı inceliyor olalım. Bu alaşım A ve B metallerinden oluşmuş olsun.

İki fazlı karışımda B nin ağırlığı = sıvı fazdaki B nin ağırlığı + katı fazdaki B nin ağırlığı 1𝑔 × 𝐶_𝑜 = (1𝑔 × 𝐶_𝑠) × 𝑊_𝑠 + (1𝑔 × 𝐶_𝑘) × 𝑊_𝑘

𝐶_𝑜 = 𝐶_𝑠 × 𝑊_𝑠 + 𝐶_𝑘 × 𝑊_𝑘 𝐶_𝑜 = 𝐶_𝑠 × 1 − 𝑊_𝑘 + 𝐶_𝑘 × 𝑊_𝑘

𝐶_𝑜 = 𝐶_𝑠 − 𝐶_𝑠𝑊_𝑘 + 𝐶_𝑘𝑊_𝑘 𝐶_𝑜 − 𝐶_𝑠 = −𝐶_𝑠𝑊_𝑘 + 𝐶_𝑘𝑊_𝑘

𝐶_𝑜 − 𝐶_𝑠 = 𝑊_𝑘 𝐶_𝑘−𝐶_𝑠 𝑾 = 𝑪_𝒐 − 𝑪_𝒔 𝑊_𝑠 + 𝑊_𝑘 = 1

𝑊_𝑠 = 1 − 𝑊_𝑘 𝑊_𝑘 = 1 − 𝑊_𝑠

𝑊 = 𝐶_𝑘 − 𝐶₀ C₀ belirlenen bileşen yüzdeleri

C_s manivela koluna göre sıvı faz bileşeni

1300°C deki bir bakır nikel alaşımı ağırlıkça %47 Cu ve %53 Ni den oluşmaktadır. Yukarıdaki şekli kullanarak:

a) 1300°C de bağ çizgisinin sıvıgen sınırını kestiği noktada %55 Cu (100 – 45), katıgen sınırını kestiği noktada %42 Cu (100 – 58) vardır.

b) Bu sıcaklıktaki sıvı ve katı fazların:

W₀=%53 Ni w_s=%45 Ni w_k=%58 Ni

Sıvı fazın ağırlık oranı 𝑊_𝑠 = 𝑤_𝑘 − 𝑤₀

𝑤_𝑘 − 𝑤_𝑠 = 58 − 53

58 − 45 = 5

13 = 0,38 Katı fazın ağırlık oranı

𝑊_𝑘 = 𝑤₀ − 𝑤_𝑠

𝑤 − 𝑤 = 53 − 45

58 − 45 = 8

13 = 0,62

DENGESİZ SOĞUMA HALİ

Ağırlıkça %35 Ni ve %65 Cu içeren alaşımda dengesiz katılaşma sırasındaki mikroyapı oluşumunun şematik olarak gösterimi.

Bu tür denge dışı çok fazlı yapıları önlemek için sonradan benzeştirme ısıl işlemi uygulanarak katı hal yayınımı hızlandırılır.

İKİLİ ÖTEKTİK SİSTEMLER

779°C nin altındaki sıcaklıklar için α fazı bölgesini α + β faz bölgesinden ayıran çizgi solvüs adını alır (CB ve GH) ve benzer şekilde 779°C nin üzerindeki sıcaklıklar için α fazı bölgesini α + S faz bölgesinden ayıran çizgi solidüs olarak tanımlanır.

Bakıra gümüş ilave edildikçe alaşımın tam olarak eridiği sıcaklık AE likidüs çizgisine bağlı olarak sürekli azalma gösterir. Aynı şeyleri gümüş için de söylemek mümkündür. Gümüşe ilave edilen bakır alaşımın ergime sıcaklığı FE çizgisiyle de belirtildiği gibi, sürekli azaltmaktadır. İki likidüs çizgisi diyagramdaki BEG doğrusu üzerindeki E noktasında birleşir. Buradaki E noktası değişmez nokta (ötektik nokta) niteliğinde olup, C_Ebileşimi ve T_Ö sıcaklığı ile tanımlanır.

Soğuma sırasında T_Ö sıcaklığındaki sıvı faz α ve β gibi iki ayrı katı faza aynı anda dönüşür.

Aynı şekilde, ısınma sırasında da iki ayrı katı faz aynı anda sıvı faza dönüşür. Bu durum malzeme biliminde ötektik reaksiyon adını almakta olup (ötektik kolayca ergiyen anlamındadır), C_αE ve C_βE α ve β fazlarının T_Ö sıcaklığındaki kimyasal bileşimlerini vermektedir.

𝑆 𝐶_𝐸 𝑠𝑜ğ𝑢𝑚𝑎 𝑣𝑒 𝚤𝑠𝚤𝑛𝑚𝑎

𝛼 𝐶_𝛼𝐸 + 𝛽 𝐶_𝛽𝐸

α+S ve β+S faz bölgeler, içinde kristal yapının sıvıda çökelmeye başladığı bölgelerdir.

Ötektik reaksiyonun altında α+β faz bölgeleri ise tüm sıvı fazın katılaştığı ayrışma bölgeleridir.

𝑠𝚤𝑣𝚤 %61,9 𝑆𝑛 ^183°𝐶 𝛼 %18,3 𝑆𝑛 + 𝛽 %97,8 𝑆𝑛

Pb – Sn alaşımı için %61,9 oranında Sn içeren bir eriyik ötektik sıcaklık olar 183°C nin altına iniği anda ötektik reaksiyon olarak %18,3 Sn içeren bir α alaşımı ile %97,8 Sn içeren bir β alaşımı katılaşır.

C₁ bileşimindeki kurşun-kalay alaşımının sıvı faz bölgesinden soğutulması sırasında elde edilen dengeli iç yapıların şematik gösterimi.

α fazı kurşunca zengin fazı,

β fazı kalayca zengin fazı temsil eder

C₂ bileşimindeki kurşun-kalay alaşımının sıvı faz bölgesinden soğutulması sırasında elde edilen dengeli iç yapıların şematik gösterimi.

Ötektik C₃ bileşimindeki kurşun – kalay alaşımının ötektik sıcaklığın üstündeki ve altındaki dengeli iç yapıların şematik gösterimi.

Ötektik reaksiyonla oluşan α ve β katı fazlarının yapıda katmanlar halinde ve birbirini tekrar eder tarzda oluşması neticesinde lamelli yapı olarak da nitelendirilen ötektik yapı meydana gelir (i noktası).

Pb – Sn alaşımının ötektik kompozisyonundaki mikroyapı görüntüsü. Pb - zengin α-fazı (koyu tabakalar), Sn - zengin β- fazı (açık renkli tabakalar) gösterir.

C₄ bileşimindeki kurşun – kalay alaşımının sıvı faz bölgesinden soğuması sırasında elde edilen dengeli iç yapılarının şematik gösterimi.

α fazlarını birbirinden ayırt edebilmek için, ötektik reaksiyon sırasında oluşanına ötektik α, ötektik sıcaklık geçilmeden önce oluşmuş olanına ise birincil (primer) veya ötektik öncesi α adı verilmiştir.

%50 Kurşun %50 Kalay alaşıma ait mikroyapı. Koyu siyah yuvarlak bölgeler Pb açısından zengin ötektik öncesi α (primer α), lamelli yapıdaki koyu bölgeler ötektik α, lamelli yapı açık bölgeler Sn açısından zengin β fazları.

C₄ bileşimindeki kurşun – kalay alaşımı için ötektik öncesi α ve ötektik mikroyapı bağıl oranlarını hesaplayalım.

Ö𝑡𝑒𝑘𝑡𝑖𝑘 𝑚𝑖𝑘𝑟𝑜 𝑦𝑎𝑝𝚤 𝑠𝚤𝑣𝚤 𝑓𝑎𝑧 𝑘𝑎𝑙𝑑𝚤𝑟𝑎ç 𝑑𝑒𝑛𝑚𝑙𝑒𝑚𝑖 𝑊_𝑆 = 𝑃

𝑃 + 𝑄

Primer αfazının bağıl ağırlık kaldıraç denklemi 𝑊_α = 𝑄

𝑃 + 𝑄

Toplam α fazının bağıl ağırlık kaldıraç denklemi 𝑊_α = 𝑄 + 𝑅

𝑃 + 𝑄 + 𝑅

Toplam β fazının bağıl ağırlık kaldıraç denklemi

𝑊_β = 𝑃

𝑃 + 𝑄 + 𝑅

Görseldeki 60/40 lehim telini verimli kullanabilmek için lehim havyasını kaç °C ye ısıtmak

Verilen kurşun kalay alaşımı ideal katılaşma faz diyagramında verilen noktaların faz analizini yapınız

a) 183°C de ötektiğin hemen altındaki ötektik bileşimde.

b) %40 Sn ve 230°C sıcaklıkta b noktasında.

c) %40 Sn ve 180°C –ΔT sıcaklığında c noktasında.

· b

· c · a

Ötektik bileşimde (%61,9 Sn) 183°C nin hemen altında bulunan fazlar α ve β α fazı için: fazların bileşimi %18,3 Sn

β fazı için: fazların bileşimi %97,8 Sn

Ağırlıkça alfa fazı = 97,8 − 61,9 Τ 97,8 − 18,3 = 35,9 79,5 = 0,45Τ Ağırlıkça beta fazı = 61,9 − 18,3 Τ 97,8 − 18,3 = 43,6 79,5 = 0,55Τ

b noktasında %40 Sn ve 230°C sıcaklıkta bulunan fazlar: sıvı ve α sıvı faz için: fazların bileşimi %48 Sn

α fazı için: fazların bileşimi %15 Sn

Ağırlıkça sıvı fazı = 40 − 15 Τ 48 − 15 = 76 Ağırlıkça alfa fazı = 48 − 40 Τ 48 − 15 = 24

%40 Sn ve 183°C –ΔT sıcaklığında c noktasında bulunan fazlar: α ve β α fazı için: fazların bileşimi 18,3 Sn

β fazı için: fazların bileşimi 97,8 Sn

Ağırlıkça alfa fazı = 97,8 − 40 Τ 97,8 − 18,3 = 57,8 79,5 = 0,73Τ Ağırlıkça beta fazı = 40 − 18,3 Τ 97,8 − 18,3 = 21,7 79,5 = 0,27Τ

Verilen gümüş – bakır faz diyagramında %50 Ag bileşeni için 700°C, 800°C ve 900°C de hangi fazlar bulunmaktadır?

Bu fazların faz analizlerini yapınız.

Fazlarda Ag yüzdeleri Fazların yüzdeleri

S α β W_s W_α W_β

900°C % 50 Cu - - % 100 sıvı - -

800°C % a Cu - % b Cu 𝑏 − 𝑦

𝑏 − 𝑎 - 𝑦 − 𝑎

𝑏 − 𝑎

700°C - % c Cu % d Cu - 𝑑 − 𝑧

𝑑 − 𝑐

𝑧 − 𝑐 𝑑 − 𝑐

Tabloda özet geçen hesaplamalara göre 900°C de sadece sıvı faz mevcut ve bu sıvı eriğiğin içeriğini %50 Ag % 50 Cu oluşturmakta. 800°C ve %50 Ag-Cu bileşimi β + S fazına denk gelmekte. Sıvıdaki ve β daki Cu yüzdeleri sırasıyla a ve b. Sıvının ve β nın Cu içerikleri de kaldıraç forlülüyle tabloda görülmekte. 700°C de artık alaşım α + β fazında. Alaşımlarda sırasıyla c ve d oranlarında Cu mevcut. Her bir fazın yüzdesi de kaldıraç formülü ile

ARA FAZLAR İÇİN DENGE DİYAGRAMLARI

Örnek olarak incelenen ötektik bakır – gümüş ve kurşun – kalay faz diyagramları sadece α ve β katı fazlarını içerir, aynı zamanda bu fazlar diyagramın iki ucuna yakın bölgelerde oluştukları için uç katı çözeltiler olarak isimlendirilir. Diğer alaşım sistemlerinde uç katı çözeltilerin dışında ara katı çözeltilere, yani ara fazlara da rastlamak mümkündür. Buna benzer bir durum, bakır – çinko alaşım sistemi için geçerlidir.

Bazı sistemlerde katı çözeltilerden ziyade farklı ara bileşiklerin yer aldığı görülebilmektedir. Bu bileşikler belirli tek bir kimyasal bileşime sahip olup, literatürde metaller arası bileşikler olarak isimlendirilir.

Gerçek sistemlerin çoğunda birden fazla reaksiyon bulunur.

Arafazın tek bir kimyasal bileşik olması durumunda metaller arası fazlar söz konusudur.

AxBy metaller arası bileşiktir ve bunların kimyasal bileşiklerden farkı metalik karaktere sahip olmalarıdır.

Demir-karbon faz diyagramında saf demir ısıtılması sırasında ergimeden önce iki defa kristal yapı değişikliğine uğrar. Oda sıcaklıklarında demir, α- demiri veya ferrit adını almakta olup hacim merkezli kübik (HMK) kristal yapıya sahiptir.

Ferrit 912°C nin üzerine çıkıldığında yüzey merkezli kübik (YMK) yapıya sahip γ-demirine veya ostenit fazına dönüşür.

Kimyasal bileşimin belirtildiği yatay eksen, sadece ağırlıkça % 6,67 C miktarına kadar uzanmaktadır. Fe₃C demir karbür (sementit)

DEMİR KARBON ALAŞIMLARINDA MİKRO YAPI OLUŞUMU

Ötektik bileşimdeki ağırlıkça %0,76 C içeren bir demir-karbon alaşımının ötektik sıcaklığının altındaki ve üstündeki mikroyapıların şematik gösterimi.

DEMİR KARBON DİYAGRAMINDAKİ REAKSİYONLAR

Ötektik reaksiyon 727°C

𝛾 %0,76𝐶

𝛼 %0,022𝐶 + 𝐹𝑒

𝐶 (%6,7𝐶)

Ötektik reaksiyon 1147°C

𝐿

𝛾 +

Peritektik reaksiyon 1493°C

𝐿 𝑠𝚤𝑣𝚤 + 𝛿 𝛾

C dışında çeliğe ilave edilen alaşım element miktarlarına bağlı olarak ötektoid sıcaklığının değişimi.

ÜÇLÜ FAZ DİYAGRAMLARI

Üçlü faz diyagramlarında genellikle bileşenlerden biri ile diğer iki bileşenin oluşturduğu uyumlu ergiyen arafaz arasındaki dik kesitler incelenir. Bu kesitler çoğu zaman gerçek ikili diyagramlarla aynıdır ve ikili diyagram olarak değerlendirilir.

Cr – Ni – Fe alaşımının 3 lü faz diyagramında alaşımı oluşturan α, α' ve γ fazlarının geçişleri % bileşenler olarak görülmektedir.

OKSİDASYON ^YENİM

BİLİNESİ KAVRAMLAR

Yükseltgenme Atomun elektron vermesi (Oxidation) İndirgenme Atomun elektron alması (Reduction)

Yükseltgen Karşısındakini yükseltgeyen yani kendisi indirgenen atom İndirgen Karşısındakini indirgeyen yani kendisi yükseltgenen atom Oksidasyon Yükseltgenme tepkimesidir (yaşlanma, korozyon, paslanma) Rediksiyon İndirgenme tepkimesidir

Ᾱnyon Eksi yüklü atom veya iyon grup. Elektron aldığı için indirgenmiştir Katyon Artı yüklü atom veya iyon grup. Elektron verdiği için yükseltgenmiştir Anot Elektroliz hücresi için artı yüklü uçtur, anyonun () ilerlediği koludur

YENİM, BOZUNMA

Yenim malzemenin ortam tarafından deformasyonudur.

Metal, seramik ve polimer malzemelerde bozunma mekanizması birbirlerinden farklıdır.

Metallerde ya çözünme (korozyon) ya metal olmayan tufal ya da film (oksidasyon) oluşumu ile fiziki malzeme kaybı yaşanır.

Seramik malzemeler, çoğunlukla korozyon ve bozunmalara karşı oldukça dayanıklıdır.

Polimerler için, korozyon mekanizmaları ve sonuçları metal ve seramiklere göre daha farklıdır ve çoğunlukla bozunma terimi kullanılır.

MADDENİN DOĞADAKİ HALLERİ

Maddeler doğanın tahribatına karşı hep en kararlı (düşük entropili) bileşik hallerinde bulunma eğilimindedirler.

Metallerin, soy metaller gibi birkaç istisna hariç tümü doğada bileşikleri halinde bulunur.

Örneğin demir cevherleri doğada Manyetit (Fe₃O₄), Hematit (Fe₂O₃), Limonit (2Fe₂O₃·2H₂O), Götit (Fe₂O₃·H₂O), Siderit (FeCO₃) ve Pirit (FeS₂) mineralleri

KİMYASAL KOROZYON

Korozyon, kimyasal maddelerin (katı, sıvı, gaz) katı nesnelerin yüzeyleriyle kimyasal etkileşim sonucu kütle yitirmesine neden olmasıdır.

Korozyonu engellemek genelde olanaksızdır. Endüstriyel malzemelerin tamamı doğada kararlı halleri olan bileşikleri halindedir. Üretim metalurjisinin enerji harcayan *redükleyici yöntemleri bu bileşikleri metal haline döndürür. Ortamdaki oksijen, metal ve alaşımları oksitleyip tekrar bileşik haline döndürmeye çalışır. Bu bir döngüdür.

Atmosfer, sulu çözeltiler, toprak, asitler, bazlar, inorganik çözücüler, ergimiş tuzlar, sıvı metaller başlıca korozif ortamlardır.

asit yağmuru etkisi

FİZİKSEL KOROZYON vs EREZYON

Organik sıvıların yada ergimiş metallerin neden olduğu korozyon türüdür. Korozyon doğrudan fiziksel çözünme yada katı hal değişimi ile gerçekleşir. Civa yada ergimiş alüminyumun metal malzeme yüzeyinde korozyona neden olması fiziksel korozyona örnek olarak gösterilebilir.

Mekanik aşınma ise *triboloji bilminin konusudur.

METALLERİN KOROZYONU

Korozyon, genel olarak bir metalin istenmeyen ve tahrip edici bir reaksiyona (çözünmeye) maruz kalması olarak tanımlanır. Bu, elektrokimyasal bir reaksiyondur ve genellikle yüzeyden başlar. Biz bunu pas olarak biliriz.

YÜKSELTGENME İNDİRGENME

Oksidasyon reaksiyonunda, metal atomları karakteristik olarak elektron verirler.

𝑀 yükseltgenme

𝑀^+𝑛 + 𝑛𝑒⁻ Bir atomun elektron vermesi yükseltgenmedir. Elektronu alan atom indirgenmiş olur.

YÜKSELTGENME

Oksidasyondur. Yükseltgenme atomun elektron vermesidir.

Oksidasyon (anotta gerçekleşir)

𝐴 𝐴⁺ + 𝑒⁻

Redüksiyon (katotda gerçekleşir)

𝐵 + 𝑒⁻ 𝐵⁻

redoks

𝐴 + 𝐵 𝐴⁺ + 𝐵⁻

OKSİDASYON – YAŞLANMA

Oksidasyonun yer aldığı taraf anot dur, anodik reaksiyon olarak da anılır. Bir yükseltgenme reaksiyonudur.

Oksidasyon sonucu, her bir metal atomundan verilen elektronlar diğer bir kimyasal maddeye transfer edilir. Bu reaksiyona indirgenme (redüksiyon) reaksiyonu denir.

𝐹𝑒 𝐹𝑒²⁺ + 2𝑒⁻ anodik oksitdasyon reaksiyonu

Bir metal yüzeyindeki oksidasyon sürecinin şematik gösterimi. Metal elektron vererek oksitlenir, yükseltgenir, paslanır, yaşlanır.

Tufal tabakası yükseltgenmiş metalin oksit bileşiğidir, pastır. İndirgenme ürünüdür.

2𝐻

+ 2𝑒

𝐻

𝑂

+ 4𝐻

+ 4𝑒

2𝐻

𝑂

𝑂

+ 2𝐻

𝑂 + 4𝑒

4𝑂𝐻

Bir asit çözeltisindeki hidrojen iyonlarının indirgenmesi

Çözünmüş oksijen içeren bir asit çözeltisinin indirgenmesi

Çözünmüş oksijen içeren bir nötr çözeltisinin indirgenmesi

𝑀

+ 𝑒

𝑀

Çok değerlikli metal iyonunun indirgenmesi

𝑀

+ 𝑛𝑒

𝑀

Bir metal iyonunun yüksüz hale

KİMYASAL KOROZYON

Metal malzemelerin direkt olarak ortamla reaksiyona girmesi sonucu oluşur. Yani metal ile reaksiyona giren diğer element arasında doğrudan bir elektron alışverişi söz konusudur. Bu sırada metal elektron verir. Kimyasal korozyonda diğer element çoğunlukla oksijen olduğundan, reaksiyon ürünü metal oksittir. Örneğin;

2 𝑀𝑔 + 𝑂₂ 2𝑀𝑔𝑂

4 𝐶𝑢 + 𝑂₂ 2𝐶𝑢₂𝑂

ELEKTRO KİMYASAL KOROZYON

Metal ve alaşımlarının sulu ortamlar içindeki korozyonudur. Elektro kimyasal korozyonun meydana gelmesi için elektrik akımının iletilebileceği sulu bir elektrolit ortamın bulunması gerekir. Elektrolit içinde iyon hareketi olan bir ortamdır.

Katot reaksiyonu 𝑛𝑀⁺ + 𝑛𝑒⁻ 𝑀

Anot reaksiyonu 𝑀 𝑛𝑀⁺ + 𝑛𝑒⁻

Çinkonun korozyonu

ELEKTROKİMYASAL SERİ

Metaller için standart elektrot yarım hücre gerilimleri

GALVANİK SERİ

Galvanik seri, gerçek ortamlarda metal potansiyellerinin sıralı termodinamik seridir.

Platin Altın Grafit Titanyum Gümüş 316 paslanmaz çelik (pasif) 304 paslanmaz çelik (pasif) İnkonel(80Ni-13Cr-7Fe) (pasif) Nikel (pasif) Monel (70Ni-30Cu) Bakır –nikel alaşımları Bronzlar (Cu-Snalaşımları) Bakır Pirinçler (Cu-Zn alaşımları) İnkonel Nikel Kalay Kurşun 316 paslanmaz çelik (aktif) 304 paslanmaz çelik (aktif) Dökme demir Demir ve Çelik Alüminyum alaşımları Kadmiyum Ticari saflıkta alüminyum Çinko Magnezyum ve alaşımları

Her biri 1M lık kendi iyonu içine daldırılmış demir ve bakır elektrotlar içeren elektrokimyasal hücre. Demir korozyona uğrarken bakır ise elektrolitik olarak kaplanmaktadır.

Her biri 1M lık kendi iyonu içine daldırılmış demir ve çinko elektrotlar içeren elektrokimyasal hücre. Demir elektrolitik olarak kaplanırken çinko korozyona uğramaktadır.

KOROZYONUN ÖNLENMESİ

Korozyonun tamamen önlenebilmesi ancak malzemenin saf ve homojen olması ve korozif maddelerle temas etmemesi gibi şartlar altında mümkün olabilir. Bunun dışında korozyonun önlenebilmesi için alınabilecek tedbirleri üç ana başlık altında toplamak mümkündür.

1) Yalıtım: Korunması istenen malzeme ile elektrolitin temasını önlemek. Bunun için yağlama, boyama, ziftleme, plastik kaplama, koruyucu tabaka oluşturma (oksit filmi oluşturma, fosfatlama), emaye kaplama gibi işlemler uygulanır. Korozyondan pasif korumadır.

2) Homojenisazyon: Farklı malzeme konstrüksiyonlarından kaçınarak galvanik kutupların oluşumunu önlemek. Böylece oluşabilecek kutuplar arasındaki potansiyel farkını minumuma indirmek.

KATODİK KORUMA SİSTEMLERİ

3. Galvanik (Katodik) Koruma: Korozif ortamda daima anot durumda olan malzeme korozyona uğrayıp tahrip olduğundan, korunması istenen malzeme katod durumuna getirilir. Oksitlenen (korozyona uğrayan) metale kurban anot adı verilir. Bu korozyon için kesin çözümdür.

Galvanik (Katodik) koruma sistemleri iki şekilde uygulanır.

a. Dış akım kaynaklı katodik koruma sistemi

Yeraltı tankında dış akım kaynaklı koruma. Bir transformatör *redresör sisteminden elde edilen doğru akımın eksi ucu korunacak olan metale, artı ucu ise yardımcı anota bağlanır. Toprak altı yapılarda en sık kullanılan sistemlerdir.

Magnezyum kurban anot kullanılan yeraltı boru hattı. İzole bakır tel yardımıyla çelik boruya elektron akışı sağlanır. Galvanik serinin en aktif metallerinden olan magnezyum çeliğe göre anot görevi üstlenir. Harcanan oksitle nen magnezyum olacaktır.

elektron akış yönü ile elektrik akımının yönü terstir. Hareket eden olgu elektron olsa da akım yönü + dan – ye kabul edilir.

ÇİNKO ANOT VE TUTYA

Çinko anotlar düşük rezistiviteli zeminler içinde ve özellikle deniz yapılarının katodik korunmasında galvanik anot olarak kullanılmaktadır. Çinko anotlar Tutya olarak da adlandırılırlar.

Saf çinko anotlarla korunan demir metali arasında yaklaşık olarak 250mV luk bir potansiyel fark oluşur. Bu fark katodik koruma için yeterlidir.

Gemi gövdelerini korozif deniz suyu ortamından korumak için tutya kullanılır.

GALVANİZE DEMİR

Katodik koruma maksadıyla sanayide üretilen demir malzemeler eriyik çinko banyosundan geçirilir.

Çinko kaplama yoluyla çeliğin galvanik olarak korunması. Çinko anot davranış sergileyerek harcanmaktadır.

Metal kaplamalar korunan malzemeye göre düşük veya yüksek potansiyelli olabilir. Daha asal metalden olan koruma tabakası üstün dayanım göstermekle beraber, herhangi bir nedenle yerel bozulmaya uğrarsa ana malzeme anodik olarak çözünür (Krom veya nikel kaplı çelik parçaların paslanması).

Özellikle çelik üzerinde çinko gibi asal olmayan bir kaplama ise, böyle bir durumda koruyucu anot işlevini görür. Oluşan korozyon ürünleri katodik bölgelere yani ana malzemenin ortaya çıkan yüzeylerine birikerek reaksiyonu durdurur.

Tasarım sırasında da korozyondan koruyucu etkin önlemler alınabilir. Örneğin çok farklı potansiyele sahip malzeme çiftleri arasındaki korozyon akımı ara yalıtkan tabakalar ile engellenebilir.

BEYAZ PAS

Galvanize metaller; musluk suyu, deniz suyu, tuzlu çözeltiler gibi nötr ve bazik çözeltiler alkali ortamlarda korozyona uğrarlarsa beyaz pas oluşur.

Eğer çinko su yada nemli havada korozyona uğrarsa aşağıdaki reaksiyonlar gereğince beyaz pas oluşur.

Zn + Τ¹ ₂O₂ ZnO Çinko oksit

ZnO + H₂O Zn OH ₂ Çinko Hidroksit (Beyaz Pas)

PASLANMAZ ÇELİK

Paslanmaz çelik paslanmaya karşı dirençli bir çelik türüdür. Malzemeye bu özelliklerini krom kazandırır. Krom yeterli miktarda olduğunda yüzeyde oksitlenme sonucu krom oksit tabakası oluşur. Gözle görülemeyecek kadar ince olan bu tabaka alaşımın ışıltılı görünmesine sebep olur ve koruma sağlar.

KOROZYON HIZI

Korozyon hızı pratik olarak, birim yüzey alanından birim zamanda uzaklaşan metal kütlesi şeklinde tanımlanır. Örneğin 1 dm² yüzeyden, 1 gün içinde kaybolan metal kütlesi (g/dm²·gün) olarak korozyon hızını ifade eder. Ancak genellikle zaman birimi olarak gün yerine yıl seçilir.

Pratikte hesapları kolaylaştırmak için korozyon hızının metal kalınlığının belli bir süre içindeki azalışı şeklinde ifade edilmesi tercih edilir. Bir çok uygulama için kabul edilebilir korozyon hızı < 0,5 mm/yıl dır.

KOROZYON HIZI BİRİMLERİ

Bilimsel çalışmalarda korozyon hızı daha çok akım yoğunluğu ile ifade edilir. Birim metal yüzeyinden, birim zamanda geçen akım miktarı doğrudan korozyon hızını verir. Faraday Yasasına göre devreden 1 Faraday akım geçtiğinde anotta 1 eşdeğer gram madde iyon haline geçer. Elektrokimyada korozyon hızı (μA/cm²) olarak verilir.

KOROZYON HIZI BİRİMLERİ

Akım yoğunluğu tanım olarak, birim anot yüzey alanından geçen akım şiddeti korozyon hızını verir. Özellikle katodik koruma hesaplarında korozyon hızı birimi olarak anot akım yoğunluğunun (mA/m²) veya (μA/cm²) olarak kullanılması tercih edilir.

Kütle kaybı birim yüzeyden birim zamanda kaybolan madde kütlesi de korozyon hızı olarak tanımlanmaktadır. Bu nedenle en çok kullanılan korozyon birimi, gram/m²·gün (gmd) ve mg/dm²·gün (mdd) dir.

Penetrasyon Korozyon hızının derinlik olarak ifade edilmesidir. Korozyon hızı olarak genellikle (mm/yıl) birimi kullanılır.

FARADAYIN 1. ELEKTROLİZ KANUNU

Bir elektroliz devresinde açığa çıkan madde miktarı, devreden geçen elektrik yük miktarı ile doğru orantılıdır.

𝑚 = 𝑄 ×

𝑀_𝑎ൗ 𝑛 𝐹

m: Elektrotlarda değişen madde miktarı Q: Elektrik yük miktarı

M_a: Elementin molekül kütlesi

n: Alınan veya verilen elektron sayısı

FARADAYIN 2. ELEKTROLİZ KANUNU

Aynı miktar elektrik yükü farklı elektrolitlerde geçirilirse, elektrotlarda değişen madde miktarları, bu maddelerin eşdeğer kütleleriyle doğru orantılıdır. Buna göre devreden 1 faradaylık elektrik miktarı geçerse, elektrotlarda 1 eşdeğer gram madde açığa çıkar.

𝑄 = 𝐼 × 𝑡

Q: Yük miktarı (Coulomb) I: Akım şiddeti (Amper) t: zaman (saniye)

Bir bakır kaplama işleminde (Cu²⁺), bakır katot kimyasal olarak çözünürken (yenerken) 15 A akım kullanılmaktadır. Anotta 8,50 g madde toplanması ne kadar zaman alacaktır? M_a 63,5 g/mol

𝑚 = 𝑄 × 𝑀_𝑎 𝐹 × 𝑛 𝑚 = 𝐼 × 𝑡 × 𝑀_𝑎

𝐹 × 𝑛

8,5 𝑔 = 15 𝐴 × 𝑡 𝑠 × 63,5 𝑔/𝑚𝑜𝑙

96500 𝐴 · 𝑠/𝑚𝑜𝑙 × 2 𝑡 = 8,5 × 96500 × 2

63,5 × 15 = 1722,3097 𝑠 = 28,7 𝑑𝑎𝑘

Demirin (Fe²⁺) korozyon hızını belirlemek için yapılan korozyon testinde korozyon akım yoğunluğu 0,1 µA/cm² olarak belirlenmiştir. Buna göre demirin korozyon hızını g/yıl·cm² ve mm/yıl olarak hesaplayınız. Fe M_a 56 g/mol,

ρ 7,8 g/cm³ _{𝑄 = 𝐼 × 𝑡}

𝑄 = 0,1 × 10⁻⁶ × 60𝑠𝑎𝑛𝑖𝑦𝑒 × 60𝑑𝑎𝑘 × 24𝑠𝑎𝑎𝑡 × 365𝑔ü𝑛 = 3,154 𝐶𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏 𝑚 = 𝑄 𝑀_𝑎Τ𝑛

𝐹 𝑣𝑒 F: faraday sabiti 96500 C/mol 𝑚 = 3,154 × 56

96500 × 2 = 0,915 × 10⁻³𝑔/𝑐𝑚²𝑦ı𝑙 0,915 × 10⁻³ 𝑔/𝑐𝑚²𝑦ı𝑙

7,8 𝑔/𝑐𝑚³ = 0,00012 𝑐𝑚 𝑦𝚤𝑙 = 0,0012 𝑚𝑚/𝑦ı𝑙Τ

Demir metali (Fe²⁺) için 1 µA/cm² akım yoğunluğuna karşılık gelen korozyon hızını gmd, mdd ve mm/yıl olarak hesaplayınız. M_a 56 g/mol ; ρ 7,84 g/cm³

𝑚 = 𝐼 × 𝑡 × 𝑀_𝑎ൗ 𝑛 𝐹

1 µA/cm² = 0,01 A/m²

𝑚 = 0,01𝐴 𝑚Τ ² × 86400 𝑠 × 56ൗ 2 96500 𝐶/𝑚𝑜𝑙

m = 0,250 g/m²·gün (gmd)

gmd → mdd 0,250 𝑔

𝑚² × 𝑔ü𝑛 = 0,250 × 𝑔

𝑚² × 𝑔ü𝑛 × 1000𝑚𝑔

1𝑔 × 1𝑚² 100𝑑𝑚² 0,250 gmd = 2,50 mg/dm²·gün (mdd)

mdd → mm/yıl

2,50 𝑚𝑔

𝑑𝑚² × 𝑔ü𝑛 = 2,50 × 𝑚𝑔

𝑑𝑚² × 𝑔ü𝑛 × 1𝑔

1000𝑚𝑔 × 1𝑑𝑚²

100𝑐𝑚² × 365𝑔ü𝑛 1𝑦𝚤𝑙 2,50 mg/dm²·gün = 0,009125 g/cm²·yıl

0,009125 𝑔/𝑐𝑚²𝑦𝚤𝑙

Bir tuz çözeltisi içinde demirin (Fe²⁺) korozyon hızı 0,15 mm/yıl olarak ölçülmüştür. Buna göre korozyon hızını gmd ve µA/cm² cinsinden hesaplayınız. M_a 56g/mol ; ρ 7,84 g/cm³

Önce 1 m² yüzey alanından 1 yılda ayrılan demir hacmi V = alan × derinlik

𝑉 = 1𝑚² × 0,15𝑚𝑚 × 1𝑚

1000𝑚𝑚 = 0,00015 𝑚³ = 150 𝑐𝑚³ 1 m² alanda korozyona uğrayan demirin kütlesi

𝑚 = 𝑉 × 𝜌 = 150 𝑐𝑚³ × 7,84𝑔 𝑐𝑚Τ ³ = 1176 𝑔 (yılda) 1 m² alanda 1 günde korozyona uğrayan demirin kütlesi

𝑚 = 1176 365 =Τ 3,22 Τ𝑔 𝑚²𝑔ü𝑛 (𝑔𝑚𝑑)

1 m² yüzey alanında meydana gelen korozyon hızı µA/cm² cinsinden

𝑚 = 𝐼 × 𝑡 × 𝑀_𝑎ൗ 𝑛 𝐹

3,22 = 𝐼 × 86400 𝑠 × 56ൗ 2 96500 𝐶/𝑚𝑜𝑙

I = 0,13 A/m² = 0,13 × (10⁶/10⁴) = 13 μA/cm²

Bir çelik kazık deniz suyu içinde 2,5 g/m²·gün korozyon hızı ile bozulmaktadır.

Bu çelik kazık için katodik koruma akım ihtiyacını hesaplayınız. M_a 56g/mol ; n 2

1 m² yüzey alanındaki korozyon için harcanan akım şiddeti Faraday yasası ile

𝑚 = 𝐼 × 𝑡 × 𝑀_𝑎ൗ 𝑛 𝐹

2,5 = 𝐼 × 86400 𝑠 × 56ൗ 2 96500 𝐶/𝑚𝑜𝑙 𝐼 = 2,5 × 96500 𝐶/𝑚𝑜𝑙

86400𝑠 × 28

I = 0,9972 ≈ 0,1 A/m² = 100 mA/m²

KOROZYON ÇEŞİTLERİ

Çeşitli ortamlarda değişik etkilerle ve mekanizmalarla oluşan korozyon olayları birbirinden farklıdır. Pratik olarak birbirinden ayırt edilebilen farklı korozyon çeşitleri bilinmektedir. Bu korozyon çeşitlerinin oluş nedenleri ve karakteristik özellikleri şu şekilde açıklanabilir.

HOMOJEN (UNİFORM) KOROZYON

Homojen korozyon elektro-kimyasal korozyonun bir çeşididir. Malzeme yüzeyini eşit yoğunlukta etkiler ve geride genellikle oksit tabakası (tufal) bırakır.

ÇUKUR KOROZYON

Metal yüzeyinde çukur oluşturarak meydana gelen korozyondur. Oyuklanma korozyonu da denir. Metal yüzeyinde bir kısım bölgenin anodik bir diğer bölgelerinin katodik davranlası sonucu oluşur.

GALVANİK KOROZYON

Bileşimleri farklı iki metal veya alaşım elektriksel olarak birleştirilir ve bir elektrolit (çözelti) etkisinde kalırsa galvanik korozyon oluşur.

ÇATLAK KOROZYONU

Metal yüzeyindeki bir çatlağın veya metal/metal ara yüzeylerine sızmış elektrolitin çevresindeki daha yüksek oksijen konsantrasyonunun çözelti ile oluşturduğu korozyondur. Milimetrenin binde biri kadar çatlaklarda dahi bu korozyon oluşabilir.

FİLİ FORM KOROZYON

Metal yüzeyindeki boya veya kaplamanın altında yürüyen korozyondur. Metal kaplamasının zayıf veya yırtık noktalarında oluşur.

SEÇİMLİ KOROZYON

Bir alaşım içinde bulunan elementlerden birinin korozyona uğrayarak ortamdan ayrılmasıdır. Örneğin pirinçten (%70 Cu + %30 Zn) çinkonun ayrılması.

TANELER ARASI KOROZYON

Bir metalin kristal yapısında tanelerin sınır çizgisi boyunca meydana gelen korozyondur. Ergitilmiş metallerin katılaşması veya ısıl işlemler esnasında farklı bölgelerin farklı işlemlere maruz kalması sonucu oluşur.

EROZYON KOROZYONU

Erozyon – korozyonu akışkan hareketinin bir sonucu olarak, kimyasal etki ile mekanik aşınma veya yıpranmanın birlikte etkimesiyle meydana gelir.

KAVİTASYON KOROZYONU

Elektrolitik akışkan içinde bir gaz, hava veya buhar kabarcığının bulunması halinde metal yüzeyinde oluşan korozyondur.

HİDROJEN KIRILGANLIĞI

Korozif etkilerle metal çatlaklarına sızan hidrojen atomlarının birleşerek hidrojen molekülleri oluşturmaları sonucu metalin çatlaması halidir.

Çeşitli metal alaşımlarında, özellikle bazı çeliklerde, hidrojen atomlarının malzemenin içine nüfuz etmesiyle malzemenin süneklik ve çekme dayanımında önemli ölçüde azalma meydana gelir. Bu olaya uygun bir tanımlama olarak, hidrojen

KAÇAK AKIMI KOROZYONU

Herhangi bir doğru akım kaynağından zemine salınan kaçak (serseri) akımların, yolları üzerinde rastladıkları metalleri terk ettiği noktalarda oluşturduğu korozyondur.

MİKROBİYOLOJİK KOROZYON

Mikrobiyolojik canlıların hayat faaliyetleri sonucu oluşan asit ve sülfür gibi bileşiklerin neden olduğu korozyondur. Oksijenli ve oksijensiz ortamlarda oluşabilir.

ASİT YAĞMURLARI VE NEDENLERİ

Asidik kimyasalların yağmurudur, kar, sis, çiy veya kuru parçacıklar şeklinde olabilir.

Asit yağmurları, fosil yakıtların yakılmasıyla oluşur, özellikle sanayi devriminden sonra kükürt ve azot gazlarının atmosferde hızla birikmesiyle etkisini hissettirmeye başlamıştır.

Asit yağmurları yükseltgen etkilerinden

SERAMİK MALZEMENİN KOROZYONU

Seramik malzemeler, metal ve metal dışı elementler arasında yer alan bileşiklerdir ve hali hazırda korozyona uğramış olarak düşünülebilir. Bu nedenle, özellikle oda sıcaklığında hemen hemen tüm ortamlarda korozyona karşı son derece yüksek dirence sahiptirler. Seramik malzemelerin korozyonu, metallerde gözlenen elektrokimyasal süreçlerin aksine genellikle basit bir kimyasal çözünmeden ibarettir.

SERAMİK TÜRLERİ

Seramikler genel olarak iki sınıfa ayrılırlar:

a) Hidratlı alüminasilikatların küçük kristallerini birinci derecede içeren pişmiş killer, b) Maliyeti yüksek ileri teknoloji ürünü saf yoğun oksitler, nitrürler, karbürler ve

borürler.

Her iki tür seramik de kararlı kimyasal yapılarından ötürü oksidatif etmenlere karşı dayanıklıdır. Gevrek yapıya sahip seramik malzemeler genellikle mekanik aşınmalar sonucu yenime uğrarlar.

POLİMERİK MALZEMELERDE YENİM

Polimerler de çevresel etkileşimler sonucu bozunmaya (ayrışmaya) uğrarlar.

İstenmeyen etkileşimler neticesinde ortaya çıkan olay, bozunma olarak nitelendirilmekle birlikte temel oluşum süreçleri korozyonunkine benzemediği için korozyondan farklıdır.

Polimerler ayrılma olarak adlandırılan molekül zincir bağlarının kopması ya da bölünmesiyle bozunur. Bu olay, zincir bölüm noktalarında parçalara ayrılma ve molekül ağırlığında azalmaya neden olur.

Bağ kopması olayı, malzemenin radyasyon veya ısıya maruz kalması ve kimyasal reaksiyona uğraması sonucunda oluşabilir.