Lidija Valek Žulj

rastući trend primjene elektrokemije u istraživanju korozijskih procesa i produkata korozije artefakata kako bi se odredili mehanizmi korozijskih procesa pojedinih materijala u svrhu konzervacije kao i u svrhu dugoročnog predviđanja otpornosti materijala

Primjeri uspješne primjene elektrokemijskih tehnika: “droplet “ tehnika mjerenja korozijskog potencijala u svrhu

kvalitativne analize metalnih artefakata mjerenje korozijskog potencijala s vremenom kod monitoringa

ponašanja patine na brončanim spomenicima izloženih atmosferi monitoring skladištenih artefakata mjerenjem Rp i EIS, čišćenje artefakata izvađenih iz mora prekrivenih krutim produktima, čišćenje srebra redukcijom Ag2S u Ag stabilizacija korozijski aktivnih željeznih ili bakrenih artefakata procjena efikasnosti zaštite primijenjene na metalu.

primjena sofisticirane tehnike i fundamentalnih

elektrokemijskih znanja u optimiranju uvjeta i razvoju

strategije konzervacije.

Kako bi se bolje razmotrila primjena elektrokemijskih

metoda kao konzervatorskih tehnika ili za praćenje

efikasnosti zaštite kulturnih objekata potrebno je

poznavati:

Mehanizme korozije

Korozijsku otpornost različitih materijala

Tehnike ispitivanja korozije

Tehnike obrade materijala i konzervacije materijala

Metode prevencije ili kontrole korozije

Tehnike monitoringa korozije

…. fizikalno-kemijsko međudjelovanje metala i njegova okoliša koje uzrokuje promjenu upotrebnih svojstava metala te može dovesti do oštećenja funkcije metala, okoliša ili tehničkog sustava koji oni čine.

ja

jk

Ekor

Formula BojaOksidacijsko

stanjeStruktura

Fe2O3.H2O ili

Fe(OH)3

crveno-smeđa

Fe3+ -oblik hematita

Fe3O4 crna Fe2+/3+ magnetit

Fe(OH)2 plava/zelena Fe2+

topiv, boja se mijenja od žute do zelene i plave s promjenom pH od kiselog do

lužnatog

HrđaFe2O3.H2O

MagnetitFe3O4

Plavo-zelena nestabilna hrđa

Korozija

Pasivitet

ImunitetKorozij

a

3Fe + 4H2O Fe3O4 + 8H+ +8e-

+3 4

2

8Fe O H

3 4Fe H O

lnrev

a aRTE E

F a a 0

8

2H+ + 2e - H2

O2 + 2H

2O+ 4e -

4OH -

Brzina korozije ovisi o količini vode, pH, sastavu i temperaturi okoline

pH < 4 - ubrzana korozija uz redukciju vodika kao katodnu reakciju

4 < pH < 9,5 - srednja brzina korozije uz redukciju kisika kao katodnu reakciju

9,5 < pH < 14 – spora korozija, pasivna površina

O2 + 2H2O+ 4e- 4OH-

2H+ + 2e- H2

stvaranje tankog zaštitnog sloja oksida na površini metala koji sprječava daljnju koroziju.

dvoslojna struktura: unutarnji barijerni sloj mantetita (Fe3O4)

vanjski sloj maghemita (-Fe2O3) i/ili njegov hidratizirani oblik lepidokrokit (-FeOOH)

Fe3O4

Fe3O4

-Fe2O3 i/ili -FeOOH

UNUTARNJISLOJ VANJSKI

SLOJ

jednolika korozija

mikrobiološka korozija

selektivno otapanje

erozijska korozija korozija u zazoru

Korozija pod naprezanjem

galvanska korozija

intergranularna korozija

jamičasta korozija

Oblik elektrokemijske korozije koji se javlja jednakim intenzitetom po cijeloj površini metala.

Kao posljedica se smanjuje debljina metala Može se ograničiti ili spriječiti izborom

materijala, primjenom premaza ili promjenom korozivnosti okoliša (pH, temperature, konc. O2, dodatkom inhibitora)

lokalizirani oblik korozije koji se javlja u prisutnosti agresivnih iona, poput Cl-, rezultira stvaranjem dubokih jamica

materijali podložni jamičastoj koroziji su oni čija se korozijska otpornost temelji na formiranju pasivnog filma (nehrđajući čelici, legure nikla, legure aluminija)

osnovni koraci proboja pasivnog filma: adsorpcija kloridnih iona inkorporacija kloridnih iona u pasivni film inicijacija nukleacije jamice na površini metal / barijerni

sloj pucanje filma repasivacija ili rast jamice

Može se spriječiti izborom otpornijeg materijala ili smanjenjem korozivnosti okoliša (pH, konc. Cl-, inhibitori).

MeCl2 + 2H2O → Me(OH)2 + 2HCl

oblik lokalizirane korozije koji se obično javlja u otopinama malih volumena u uskim šupljinama poput navoja, poklopaca, naslaga pijeska ili kamenca.

javlja se na metalima na kojima je prisutan pasivni film u prisutnosti agresivnih iona poput Cl-.

javlja se kada se dva različita metala dovedu u električni kontakt u korozivnom okolišu.

Ako je nepovoljan omjer površina (manja površina anode) otapanje će biti ubrzano

Može se spriječiti odabirom kombinacije materijala sa bližim potencijalima, sprječavanjem kontakta.

Korozija

Korozija

Pasivitet

Imunitet

PO

TEN

CIJA

L