Mikä on eloksoitu teräs?

Anodisoitu teräs on terästä, joka on suojattu pinnoitteella sen vahvistamiseksi ja korroosion vaikutusten hidastamiseksi. Vaikka anodisoitu teräs voi näyttää monelta muulta eloksoidulta metallilta, erityisesti alumiinilta, se ei ole todellinen anodisointiprosessi, joka luo teräspinnoitteen. Tämä johtuu siitä, että anodisointiin kuuluu itse metallin pintakerroksen hapettaminen, mikä tehdään useimmiten alumiinilla suojaavan alumiinioksidipintakerroksen tuottamiseksi. Kun teräs hapetetaan, tuloksena on kuitenkin rautaoksidin, Fe2O3, joka tunnetaan yleisemmin ruosteena, pinnoite, joka tarjoaa vähän tai ei lainkaan suojaa taustalla olevalle metallille ja voi itse asiassa lisätä taustalla olevan metallikerroksen todennäköisyyttä syövyttää. Menetelmä, jota käytetään anodisoitujen terästuotteiden luomiseen, käsittää siis metallin päällystämisen muuntyyppisillä anodisoituneilla metallipintakerroksilla, jotka perustuvat sinkki-, alumiini- tai muihin esteyhdisteisiin.

Erityisen tehokas menetelmä anodisoidun teräksen luomiseksi on antaa sen reagoida kaliumhydroksidin, KOH: n tai natriumhydroksidin, NaOH: n kanssa. Näitä kemikaaleja käytettäessä pinnalle kasvaa magnetiitti-, Fe3O4- tai dikroottinen magnetiittikerros, joka suojaa alla olevaa terästä. Vaikka magnetiitti itsessään on väriltään sinimusta, dikroisella magnetiitilla on optinen vaikutus, jossa värien sateenkaari heijastuu pois pinnasta riippuen siitä, mistä kohdasta sitä katsotaan. Usein anodisoidusta teräksestä valmistetuissa astioissa on tämä sateenkaarivaikutus tai muita anodisoituja tuotteita, joilla on jonkin verran esteettistä arvoa. Vaikka magnetiitti liittyy kemiallisesti läheisesti tavalliseen ruosteeseen, joka joskus koostuu yhdisteistä lepidocrocite, γFeOOH tai goethite, αFeOOH, sillä on paljon kestävämpiä ja suojaavampia ominaisuuksia kuin ruoste.

Toinen menetelmä anodisoidun teräksen luomiseen on sen päällystäminen sinkki- tai alumiinioksideilla. Eri tyyppisiä happoja käytetään elektrolyyttikylvyssä päällystysmetallien oksidien muodostamiseksi kromihaposta rikkihappoon ja boori-rikkihappoon. Teräsosa toimii elektrolyytin sähköpiirin negatiivisena anodiosana, ja luovuttajametalli, kuten sinkki tai alumiini, muodostaa positiivisen katodin. Kun virtaa johdetaan liuoksen läpi, se yhdessä happoemäksen kanssa poistaa metalli -ioneja katodista ja kerää ne anodille.

Yksi anodisoidun teräksen luomiseen liittyvistä ongelmista on se, että se on jalometalli, joka sitoutuu prosessissa metalleihin, kuten alumiiniin, jotka eivät ole jaloja. Koska näillä metalleilla on erilaiset korroosiopotentiaalit, on tavallista, että jalometalli kehittää galvaanisen kerroksen näiden kahden väliin, kun ne on liitetty yhteen. Galvaaninen korroosionopeus perustuu kokonaispinta -alaan, jossa nämä kaksi metallia kohtaavat ja kuinka passiiviset tai aktiiviset niiden korroosionopeudet ovat toisiinsa verrattuna.

Ainoa kaupallisesti kannattava prosessi, jossa anodisoitua terästä valmistetaan pinnoittamalla se toisella alkuaineella, on ruostumaton teräs ja alumiini. Tämä johtuu siitä, että tavallinen teräs kärsii galvaanisesta korroosiovaikutuksesta, joka esiintyy alumiinilla anodisoinnin aikana, ja tämä estää vahvan sidoksen muodostumisen metallien välille. Galvaaninen korroosio on vieläkin suurempi ongelma alumiinin sitoutumisessa metallien, kuten kuparin, pronssin ja messingin kanssa, joten näitä metalleja ei tyypillisesti anodisoida yhdessä. Toinen ongelma, joka voi estää anodisointiprosessin, vaikka ruostumaton teräs on liitetty alumiiniin, on se, jos kloridijäämät saastuttavat prosessin. Tällainen kontaminaatio aiheuttaa myös vakavia galvaanisia vikoja ja tekee eloksoidusta pinnoitteesta epäluotettavan.