Language
Country/Area
No result found
Réactions électrochimiques étonnantes : quel est le secret surprenant derrière la corrosion des métaux ?
La corrosion des métaux est un processus naturel qui transforme les métaux raffinés en oxydes plus stables. Il s'agit de la détérioration progressive d'un matériau (généralement un métal) par réactions chimiques ou électrochimiques avec son environnement. L'ingénierie de la corrosion est le domaine dédié au contrôle et à la prévention de la corrosion. Dans le langage courant, cela désigne généralement une réaction d'oxydation électrochimique entre un métal et un agent oxydant tel que l'oxygène, l'hydrogène ou l'hydroxyde.
La rouille, la formation d'oxydes de fer rouge-orange, est un exemple bien connu de corrosion électrochimique.
Ce type de corrosion produit souvent des oxydes ou des sels du métal d'origine et donne une couleur caractéristique. La corrosion peut également se produire dans des matériaux autres que les métaux, comme les céramiques ou les polymères, mais dans ce contexte le terme « détérioration » est plus courant. La corrosion réduit l’utilité des matériaux et des structures, notamment la résistance mécanique, l’apparence et la perméabilité aux liquides et aux gaz. Certains alliages structurels se corrodent simplement par exposition à l’air humide, mais ce processus peut être fortement affecté par certaines substances.
La corrosion peut être localisée, formant des piqûres ou des fissures, ou elle peut corroder la surface uniformément sur une grande surface. La corrosion étant un processus contrôlé par diffusion, cela signifie qu’elle se produira sur les surfaces exposées. Par conséquent, les mesures visant à réduire l’activité des surfaces exposées, telles que la passivation et la conversion du chrome, peuvent améliorer la résistance à la corrosion des matériaux. Cependant, certains mécanismes de corrosion sont moins évidents et difficiles à prévoir.
Le cœur du processus électrochimique
Le processus chimique de corrosion est assez complexe et peut être considéré comme un phénomène électrochimique. Sur une surface particulière du fer, le processus d’oxydation a lieu et cet endroit fait office d’anode. Les électrons libérés à cette position anodique se déplacent à travers le métal vers un autre point où ils réduisent l'oxygène dans un environnement contenant du H+. Cette position fait office de cathode.
Cas de corrosion batterie
La corrosion des batteries se produit lorsque deux métaux différents entrent en contact l'un avec l'autre et sont immergés dans un électrolyte commun, ou lorsque le même métal est exposé à des électrolytes de concentrations différentes. Dans une batterie, le métal le plus actif (l’anode) se corrode à un rythme accéléré, tandis que le métal le plus noble (la cathode) se corrode à un rythme plus lent. Ce phénomène est particulièrement important dans l'industrie maritime, notamment lorsque l'eau (contenant du sel) entre en contact avec des canalisations ou des structures métalliques.
Utilisez des anodes sacrificielles pour gérer de manière flexible la corrosion des batteries. Par exemple, le zinc est souvent utilisé comme anode sacrificielle pour les structures en acier.
Méthodes pour éliminer la corrosion
Souvent, les produits de corrosion peuvent être éliminés chimiquement. Par exemple, l'acide phosphorique peut être appliqué sur des outils ou des surfaces en fer sous forme de « colle marine » pour éliminer la rouille. Cependant, l’élimination de la corrosion ne doit pas être confondue avec l’électropolissage, qui consiste à éliminer certaines couches du métal sous-jacent pour obtenir une surface lisse. La résistance à la corrosion de certains métaux est liée à leurs propriétés intrinsèques, ce qui montre l’importance des réactions biologiques et chimiques dans la prévention de la corrosion.
Dans de nombreux cas, une sélection appropriée des métaux est la clé d'une performance à long terme.
Stratégies anticorrosion
Il existe différentes méthodes pour protéger les métaux contre la corrosion, notamment la peinture, la galvanisation à chaud, la protection cathodique et des combinaisons de ces méthodes. Par exemple, les revêtements peuvent fournir une couche de protection contre le contact direct du métal avec des environnements corrosifs. Le succès de l’application de ces mesures de protection dépend de la qualité de la couverture homogène, et même de minuscules imperfections peuvent devenir un talon d’Achille pour la corrosion.
Dans l'industrie chimique, la dépression d'hydrogène est une dépression formée en raison de l'interaction entre des milieux corrosifs, des tuyaux en acier et des bulles d'hydrogène. Lorsque des liquides acides traversent des tuyaux en acier, les produits de corrosion interagissent avec les bulles d’hydrogène, formant une substance frustrée semblable à un gel qui crée davantage de corrosion.
Détection et prévention de la corrosion
La détection et la prévention de la corrosion peuvent être améliorées à l'aide de technologies modernes, telles que l'utilisation de capteurs, d'équipements de surveillance et la sélection des matériaux. La résistance à la corrosion à haute température, à la corrosion microbienne et même au poudrage métallique nécessite une attention particulière. Concevoir un environnement approprié et maintenir une protection appropriée peut réduire efficacement les dommages causés par ces événements de corrosion, améliorant ainsi la durée de vie des matériaux.
Lors du choix du bon matériau, il est important de prendre en compte son impact environnemental et ses capacités.
En résumé, la corrosion est un processus courant mais complexe. Comprendre son mécanisme aide non seulement à prévenir et à contrôler la corrosion, mais améliore également la durabilité et la durée de vie des matériaux. Dans la vie quotidienne, comment pouvons-nous relever plus efficacement le défi de la corrosion des métaux ?
