Gündelik yaşamımızda her yerde bulunan maddenin paslanmaz çelik, genellikle korozyona karşı dayanıklı olarak algılanır.Özellikle oksalik asitBilim adamları bu fenomeni sistematik olarak araştırmışlar ve paslanmaz çeliklerin "Achilles topuklarının" arkasındaki mekanizmaları ortaya çıkarmışlardır.
İspanağ ve çay gibi bitkilerde bulunan doğal bir organik asit olan oksalik asit, endüstriyel temizlik ve tekstil boyama süreçlerinde önemli rol oynar.Bazı paslanmaz çelik türleri için özellikle ferritik sınıflar 430 ve 444 oksalik asit güçlü bir koroziv ajan haline gelir.Bu çelik sınıfları, korozyon dirençleri ve mekanik özellikleri nedeniyle değerlendirilir, asidik ortamlarda beklenmedik bir savunmasızlık göstermektedir.
Araştırmacılar korozyon davranışını incelemek için çoklu deneysel yaklaşımlar kullandı:
- Kilo kaybı ölçümü:Örnekler oksalik asit çözeltilerine batırıldı ve ağırlık azalması korozyon şiddetini gösterdi.
- DC kutuplaşma testi:Bu elektrokimyasal analiz, yüzey reaksiyonlarını ve korozyon direncini değerlendirdi.
- Doğal elektrot potansiyeli (NEP) izleme:Korozyon sırasında çeliklerin elektrokimyasal durumundaki dinamik değişiklikleri takip etti.
- Atomik emilim spektroskopi:Çözümlerde çözünmüş metal içeriğinin (demir, krom) kesin ölçümü.
- UV-Vis spektroskopi:Korozyon sırasında oluşan metal-oksalat kompleksleri tespit edildi.
- Tam krom çözünürlüğü:Kromun koruyucu rolü hakkında geleneksel anlayışın aksine, spektroskopik analiz, koruyucu oksit oluşumunun yerine kromu neredeyse tamamen çözünür bir çözeltme gösterdi.
- Karmaşık oluşum:UV-Vis analizi, [Fe(C2O4) ]3- ve [Cr(C2O4) ]3- komplekslerinin varlığını doğruladı ve metal iyonlarının korozyonu hızlandıran istikrarlı bileşikler oluşturmak için oksalat aniyonlarıyla nasıl bağlandığını gösterdi.
- Termodinamik analiz:Hesaplanan istikrar sabitleri ve Gibbs serbest enerji değerleri, daha yüksek sıcaklıkların karmaşık oluşumu teşvik ettiğini ve bu da sıcaklığa bağlı korozyon oranlarını açıklıyor.
Araştırma açık bir korozyon mekanizmasını belirliyor:
- Metal çözünürken demir ve krom iyonları çözeltinin içine salınır.
- Bu iyonlar oksalat aniyonlarıyla istikrarlı kompleksler oluşturur.
- Karmaşık oluşum, daha fazla metal çözünmesini sağlayan bir konsantrasyon eğimi yaratır ve oto katalitik korozyon döngüsü yaratır.
Özellikle, kromun tamamen çözülmesi, koruyucu oksit katmanlarının oluşmasını engeller ve çelik sürekli saldırıya karşı savunmasız kalır.
Bu bulgular endüstriyel açıdan önemli önem taşır. Paslanmaz çelik ekipmanları temizlemek için oksalik asit kullanıldığında, konsantrasyon ve sıcaklığın dikkatli bir şekilde kontrol edilmesi gereklidir.Malzeme seçimi, geleneksel paslanmaz çeliklerin daha düşük performans gösterebileceği özel asidik ortamları da dikkate almalıdır..
Araştırma, paslanmaz çelik korozyon mekanizmaları hakkında temel bilgiler sunarken, pH ve oksijen içeriği gibi faktörleri daha fazla araştırmanın gerekliliğini vurgular.Gelecekteki çalışmalar daha iyi korozyona dayanıklı alaşımlara ve endüstriyel uygulamalar için daha iyi koruma stratejilerine yol açabilir.