I réimse na heolaíochta ábhartha agus na hinnealtóireachta, is minic a úsáidtear na téarmaí creimeadh, ocsaídiú, agus meirge go hidirmhalartaithe go hidirmhalartaithe. Mar sin féin, tá tréithe agus tionchair ar leith ag na próisis seo, cé go bhfuil siad gaolmhar. Tá tuiscint ar a ndifríochtaí ríthábhachtach do thionscail ó thógáil go aeraspáis, mar is féidir leis na feiniméin seo dul i bhfeidhm go mór ar fad saoil agus ar shábháilteacht ábhar agus struchtúr.
Cad is creimeadh ann?
Is é creimeadh díghrádú de réir a chéile ar ábhar, miotail de ghnáth, de bharr imoibrithe ceimiceacha nó leictriceimiceacha. Lagaíonn sé an t -ábhar agus cuireann sé isteach ar a sláine struchtúrach. Is féidir le creimeadh teip a bheith mar thoradh air má fhágtar é gan seiceáil.
Díghrádú airíonna ábhartha
Nuair a tharlaíonn creimeadh, athraíonn sé airíonna fisiceacha an ábhair. Áirítear leis seo neart, cuma, agus fiú seoltacht. Is cúis leis an díghrádú seo é frithghníomhartha leictriceimiceacha idir an miotal agus a thimpeallacht.
Cineálacha creimthe
Níl creimeadh mar an gcéanna i ngach cás. Bíonn cineálacha éagsúla creimthe mar thoradh ar thimpeallachtaí agus ar ábhair éagsúla. Seo thíos roinnt cineálacha coitianta:
Ionsaí aonfhoirmeach : Is é seo an fhoirm creimthe is coitianta. Tarlaíonn sé nuair a bhíonn dromchla iomlán ábhair nochta do thimpeallacht chreimneach, agus mar thoradh air sin tá meathlú ann.
Creimeadh Galvanic : Tarlaíonn an cineál seo creimthe nuair a bhíonn dhá mhiotal neamhionanna i dteagmháil lena chéile i láthair leictrilít. Éiríonn an miotal is lú uasal an anóid agus déanann sé truailliú níos tapúla.
ecell = e⁰cathode - e⁰anode - (rt/nf) ln ([ox]/[dearg])
Ecell = poitéinseal cille, E0 = poitéinseal leictreoidí caighdeánacha, r = tairiseach gáis, t = teocht, n = líon na leictreon a aistrítear, agus is é F an tairiseach faraday.
Creimeadh Crevice : Tarlaíonn sé i spásanna teoranta ina bhfuil an timpeallacht chreimneach níos déine ná an ceantar máguaird. Is féidir na spásanna seo, nó na scáintí, a fhoirmiú trí dhearadh nó trí charnadh smionagar.
Ráta creimthe ∝ [Cl–] E (-EGG/RT)
Sa chothromóid seo, is é ΔG an t -athrú i bhfuinneamh saor in aisce Gibbs, is é r an tairiseach gáis, agus is é T an teocht.
Pitting : Is cineál creimthe logánta é seo a mbíonn poill bheaga nó claiseanna ar dhromchla miotail mar thoradh air. D'fhéadfadh sé a bheith deacair a bhrath agus d'fhéadfadh teip thapa a bheith mar thoradh air.
Creimeadh idirghránna : Tarlaíonn an cineál seo creimthe feadh theorainneacha gráin miotail, go minic mar gheall ar deascadh eisíontas nó foirmiú céimeanna éagsúla.
Creimeadh Creimthe : Tarlaíonn sé nuair a ghluaiseann sreabhán creimneach thar dhromchla miotail ag treoluasanna arda, rud a chruthaíonn caitheamh meicniúil agus díghrádú ceimiceach.
Creimeadh creimthe struis : Tarlaíonn sé seo nuair a chuirtear miotail faoi strus teanntachta agus timpeallacht chreimneach, as a dtagann scoilteanna agus iomadú.
Láisteacht roghnach : Is éard atá i gceist leis an gcineál seo creimthe ná eilimint amháin a bhaint de chóimhiotal, ag fágáil taobh thiar de struchtúr lag, póiriúil.
Ábhair a bhfuil tionchar ag creimeadh orthu
Ní hamháin go gcuireann creimeadh isteach ar mhiotail. Is féidir le hábhair eile díghrádú freisin:
Miotail : Tá tionchar ag creimeadh ar iarann, alúmanam, copar, agus a gcóimhiotail.
Criadóireacht : Cé nach bhfuil siad chomh coitianta, is féidir le criadóireacht díghrádú trí imoibrithe ceimiceacha lena dtimpeallacht.
Polaiméirí : In ionad creimeadh, díghrádaítear polaiméirí. Féadann an lagú seo a bheith mar thoradh ar scoilteadh, warping, nó mílí.
Cad is ocsaídiú ann?
Próiseas ceimiceach is ea ocsaídiú ina gcailleann ábhar leictreoin, ag freagairt de ghnáth le hocsaigin. Tá sé mar chuid den cheimic laethúil, agus is minic a bhíonn athruithe infheicthe mar dhath nó uigeacht mar thoradh air.
Próiseas ceimiceach a bhaineann le cailliúint leictreoin
I ocsaídiú, tugann substaint leictreoin suas go ceann eile. Is iondúil gurb é ocsaigin an tsubstaint a ghlacann leo. Is féidir leis an imoibriú seo tarlú in ábhair orgánacha agus neamhorgánacha araon, ag athrú a n -airíonna. Is féidir imoibriú ginearálta ocsaídiúcháin a léiriú mar:
M → M⁺ + E⁻
Anseo, is ionann 'M' agus an t -ábhar (miotal go minic) ag cailleadh leictreoin, ag éirí ina ian atá luchtaithe go dearfach (M⁺).
Samplaí de ocsaídiú sa saol laethúil
Bíonn tionchar ag ocsaídiú ar ábhair a úsáidimid gach lá. Seo roinnt samplaí coitianta:
Rusting iarann agus cruach : Nuair a imoibríonn iarann le hocsaigin agus taise, cruthaíonn sé meirge. Is é an chothromóid cheimiceach le haghaidh foirmiú meirge ná:
4FE + 3O₂ + 6H₂O → 4FE (OH) ₃ ₃
Laghdaíonn an ciseal donn-donn seo an miotal.
Tarnishing Silver : Imoibríonn airgead le comhdhúile sulfair san aer, ag cruthú suilfíd airgid. Is é an chothromóid cheimiceach:
2ag + h₂s → Ag₂s + H₂
Cuireann an ciseal dubh seo an tsúil ar jewelry airgid nó sceanra.
Ocsaídiú in ábhair orgánacha
Tarlaíonn ocsaídiú freisin in orgánaigh bheo. Ach murab ionann agus miotail, is féidir leis na héifeachtaí a bheith tairbheach:
Treisiú i meitibileacht : Inár gcomhlachtaí, cuidíonn ocsaídiú le bia a dhó le haghaidh fuinnimh, ag luascadh meitibileachta.
Riosca ailse níos ísle : Cabhraíonn próisis áirithe ocsaídiúcháin i gcealla le cosc a chur ar leathadh fréamhacha saor in aisce, ar féidir leo riosca ailse a ísliú.
Cad is meirge ann?
Is cineál sonrach creimthe é meirge a théann i bhfeidhm ar iarann agus ar a chóimhiotail, amhail cruach. Tá sé mar thréith ag dath donn-donn agus uigeacht flaky.
Tarlaíonn an cineál creimthe seo nuair a bhíonn iarann nochta do thaise agus ocsaigin. Tá roinnt céimeanna i gceist le próiseas foirmithe meirge:
Imoibriú ocsaídiúcháin : Cailleann iarann leictreoin agus imoibríonn sé le hocsaigin i láthair uisce chun ian iarainn (II) a fhoirmiú.
Fe → Fe⊃2; ⁺ + 2E⁻
Foirmiú hiodrocsaíd iarainn : an Fe⊃2; ⁺ Imoibríonn ian le huisce agus ocsaigin chun hiodrocsaíd iarainn (II) a dhéanamh.
Fe⊃2; ⁺ + 2H₂O + O₂ → Fe (OH) ₂
Ocsaídiú hiodrocsaíde iarainn : iarann (II) hiodrocsaíd a ocsaídiú tuilleadh chun hiodrocsaíd iarainn (iii) a fhoirmiú.
4Fe (OH) ₂ + O₂ + 2H₂O → 4FE (OH) ₃
Foirmiú Rust : Iarann (III) Díhiodráití hiodrocsaíde chun iarann (iii) ocsaíd-hiodrocsaíd a fhoirmiú, ar a dtugtar meirge de ghnáth. Is meascán casta é an meirge seo de ocsaídí iarainn agus de hiodrocsaídí.
4Fe (OH) ₂ → Fe₂o₃ · 3H₂O
Is féidir le roinnt coinníollacha foirmiú meirge a chur chun cinn:
Taise a bheith i láthair : Feidhmíonn uisce mar leictrilít, a chuireann ar chumas na bhfrithghníomhartha laghdaithe ocsaídiúcháin atá riachtanach le haghaidh meirge. Is féidir le taise ard nó nochtadh díreach do bháisteach an próiseas a luathú.
Nochtadh do ocsaigin agus leictrilítí : Tá ocsaigin riachtanach le haghaidh foirmiú meirge. Tá na limistéir a bhfuil dea -aerú nó tiúchan ard ocsaigine acu níos mó seans maith go meirgiú. Is féidir le salainn agus aigéid gníomhaíocht leictriceimiceach na miotail a mhéadú freisin, ag cur suas leis an bpróiseas meirgeach.
Fachtóirí Comhshaoil : Tá ról ag teocht i bhfoirmiú meirge. Is féidir le teochtaí níos airde rátaí na n -imoibrithe ceimiceacha a mhéadú, as a dtiocfaidh meirgiú níos tapúla. Is féidir le hábhair shalaithe dromchla cosúil le salachar nó ola taise a ghabháil i gcoinne an dromchla miotail, rud a chruthaíonn limistéir logánta atá i mbaol meirge.
Difríochtaí idir creimeadh, ocsaídiú, agus
| meirge | creimthe | ocsaídiúcháin | meirge |
| Míniú | Díghrádú ábhar mar gheall ar fhrithghníomhartha ceimiceacha nó leictriceimiceacha leis an gcomhshaol | Próiseas ceimiceach ina gcailleann substaint leictreoin, a bhaineann go minic le hocsaigin | Foirm shonrach creimthe a théann i bhfeidhm ar chóimhiotail iarainn agus iarainn |
| Rinneasú | An téarma is leithne, ag cuimsiú cineálacha éagsúla díghrádaithe ábhair | Cineál sonrach imoibriú ceimiceach | Táirge sonrach ocsaídiúcháin iarainn |
| Ábhair a bhfuil tionchar orthu | Ábhair éagsúla lena n -áirítear miotail, criadóireacht, agus polaiméirí | Substaintí orgánacha agus neamhorgánacha araon | Go sonrach iarann agus a chóimhiotail |
| Tosca comhshaoil | Éilíonn leictrilít | Teastaíonn ocsaigin nó gníomhaire ocsaídiúcháin eile uaidh | Éilíonn sé ocsaigin agus taise araon |
| Táirgeacht | Is féidir comhdhúile éagsúla a bheith mar thoradh air | Táirgeann ocsaídí | Foirmíonn ocsaídí iarainn agus hiodrocsaídí |
| Próiseas ceimiceach | Is minic a bhíonn aistriú leictreon idir ábhar agus an timpeallacht i gceist | Cailliúint leictreoin, go minic le hocsaigin | Imoibríonn iarann le hocsaigin agus le huisce |
| Dealramh | Foirmeacha éagsúla (m.sh., pitting, scálú) | Is féidir a bheith infheicthe nó dofheicthe ag brath ar ábhar | Dath sainiúil donn-donn |
| Tionchar a bheith agat ar | De ghnáth díobhálach do airíonna ábhartha | Is féidir a bheith tairbheach (m.sh. sraitheanna cosanta) nó díobhálach | I gcónaí dochar a dhéanamh d'ábhair iarainn-bhunaithe |
| Tionchar eacnamaíoch | Suntasach thar thionscail éagsúla | Athraíonn sé ag brath ar chomhthéacs | Substaintiúil i dtionscail a úsáideann iarann |
Tionchar creimthe, ocsaídiúcháin, agus meirge
Tá iarmhairtí forleathana ag creimeadh, ocsaídiú, agus meirge a shíneann thar dhíghrádú na n-ábhar. Is féidir leo caillteanais eacnamaíocha shuntasacha a bheith mar thoradh orthu, rioscaí sábháilteachta a chruthú, agus fiú dochar a dhéanamh don chomhshaol.
Iarmhairtí eacnamaíocha
Tá na costais a bhaineann le creimeadh, ocsaídiú, agus meirge ag teacht chun cinn. De réir staidéir a rinne NACE International, meastar go bhfuil costas domhanda creimthe $ 2.5 trilliún in aghaidh na bliana, atá comhionann le 3.4% de OTI an domhain.
I measc na gcostas seo tá:
Costais dhíreacha a bhaineann le hábhair agus struchtúir creimthe a athsholáthar nó a dheisiú
Costais indíreacha amhail táirgeadh, damáiste comhshaoil agus dlíthíocht a chailleadh
Costais chothabhála do bhearta um Chosc agus Rialú Creimthe
I measc na dtionscal is mó a bhfuil tionchar ag creimeadh orthu tá:
Ola agus gás
Iompar (Feithicleach, Aerospace, Iarnród, agus Mara)
Bonneagar (droichid, píblínte, agus foirgnimh)
Gléasraí déantúsaíochta agus próiseála
Imní sábháilteachta
Is féidir le creimeadh, ocsaídiú, agus meirge cur isteach ar shláine struchtúrach na bhfoirgneamh, na bhfeithiclí agus an bhonneagair. Féadann an meath seo a bheith mar thoradh ar theipeanna tubaisteacha, ag cur saol i mbaol.
I measc roinnt samplaí de ghuaiseacha sábháilteachta de bharr creimthe tá:
Titim droichid nó foirgneamh mar gheall ar threisiú cruach lagaithe
Teip ar phíblínte, as a leanann doirteadh ola nó sceitheadh gáis
Mífheidhmiú comhpháirteanna criticiúla in aerárthaí nó feithiclí
Éilliú uisce óil ó phíopaí creimthe
Impleachtaí comhshaoil
Is féidir iarmhairtí suntasacha comhshaoil a bheith ag creimeadh, ocsaídiú agus meirge freisin. Nuair a theipeann ar struchtúir chreimthe, is féidir leo ábhair ghuaiseacha a scaoileadh isteach sa chomhshaol.
Mar shampla:
Is féidir le tancanna stórála creimthe ceimiceáin nó táirgí peitriliam a sceitheadh, ithir agus screamhuisce a thruailliú
Is féidir le dramhaíl miotail rusted miotail throm a chur isteach san éiceachóras
Is féidir le díghrádú bonneagair neamhéifeachtúlachtaí a bheith mar thoradh air, astaíochtaí gáis cheaptha teasa a mhéadú
Straitéisí Cosc agus Maolaithe
Teastaíonn cur chuige ilghnéitheach chun creimeadh, ocsaídiú agus meirge a chosc agus a mhaolú. Is éard atá i gceist leis seo ná roghnú ábhartha, cúinsí dearaidh, cóireálacha cosanta, rialú comhshaoil, agus monatóireacht rialta.
Roghnú agus dearadh ábhair
Ceann de na bealaí is éifeachtaí chun creimeadh a chosc ná ábhair atá frithsheasmhach go bunúsach a úsáid. I measc roinnt samplaí de chóimhiotail atá frithsheasmhach in aghaidh creimthe tá:
Cruthaíonn na hábhair seo ciseal ocsaíd cosanta ar a ndromchla, rud a chabhraíonn le creimeadh breise a chosc.
Tá ról ríthábhachtach ag an dearadh freisin maidir le creimeadh a íoslaghdú. Ba chóir d'innealtóirí:
Seachain coirnéil ghéara agus scáintí áit ar féidir le substaintí creimneach a charnadh
Draenáil chuí a chinntiú chun cosc a chur ar uisce seasmhach
Úsáid joints táthaithe in ionad naisc bolted nó riveted nuair is féidir
Bratuithe agus cóireálacha cosanta
Má chuirtear bratuithe cosanta agus cóireálacha i bhfeidhm ar dhromchla ábhair is féidir le creimeadh a chosc. I measc roinnt modhanna coitianta tá:
Péinteanna agus olaí : Cruthaíonn siad seo bac idir an miotal agus an comhshaol, rud a chuireann cosc ar nochtadh do ghníomhairí creimneach.
Galbhánú : Is éard atá i gceist leis seo ná iarann nó cruach a sciath le ciseal since, a chrosann go híorónta chun an miotal bunúsach a chosaint.
Leictreaphlátáil : Taisceann sé ciseal tanaí de mhiotal atá níos frithsheasmhaí creimthe, mar shampla cróimiam nó nicil, ar dhromchla miotail eile.
Anodizing : Cruthaíonn an próiseas seo ciseal ocsaíd tiubh, cosanta ar dhromchla miotail mar alúmanam.
Passivation : Baineann sé le dromchla miotail a chóireáil le tuaslagán ceimiceach chun foirmiú ciseal cosanta ocsaíde a fheabhsú.
Rialú comhshaoil
Is féidir le rialú an chomhshaoil cabhrú le nochtadh do ghníomhairí creimneach a íoslaghdú. I measc roinnt straitéisí tá:
Leibhéil ísle taise a choinneáil chun taise san aer a laghdú
Teocht a rialáil chun luaineachtaí foircneacha a sheachaint ar féidir leo creimeadh a luathú
Ag baint úsáide as díhiodráiteoirí, aeroiriúnaithe, nó téitheoirí chun an comhshaol a rialú
Ábhair a stóráil i gceantair thirim, aeráilte go maith ar shiúl ó shubstaintí creimneacha
Monatóireacht agus iniúchadh creimthe
Is féidir le monatóireacht agus cigireacht rialta cabhrú le creimeadh a bhrath go luath, rud a cheadaíonn idirghabháil thráthúil a dhéanamh. Baineann sé seo:
Dromchlaí a iniúchadh go amhairc le haghaidh comharthaí creimthe, mar shampla mílí, pitting, nó scealpadh
Ag baint úsáide as modhanna tástála neamh-millteach, amhail tomhas tiús ultrasonaic nó radagrafaíocht, chun méid an chreimthe a mheas gan dochar a dhéanamh don ábhar
Taifid mhionsonraithe a choinneáil ar thorthaí cigireachta chun dul chun cinn creimthe a rianú le himeacht ama
Dul chun cinn i gcosc agus i dteicneolaíocht creimthe
De réir mar a leanann an cath in aghaidh creimthe, tá taighdeoirí agus innealtóirí ag forbairt réitigh nuálacha chun a éifeachtaí a chosc agus a mhaolú. Cuimsíonn na dul chun cinn seo bratuithe ardfheidhmíochta go córais monatóireachta fíor-ama agus ábhair núíosacha.
Cótaí ardfheidhmíochta a fhorbairt
Réimse amháin ina bhfuil dul chun cinn suntasach is ea forbairt bratuithe cosanta ardleibhéil. Soláthraíonn na bratuithe seo friotaíocht níos fearr i gcoinne creimthe, caitheamh, agus ionsaí ceimiceach. I measc roinnt samplaí suntasacha tá:
Cótaí eapocsa agus polúireatán : Tairgeann siad seo greamaitheacht, marthanacht, agus frithsheasmhacht in aghaidh taise agus ceimiceán den scoth. Úsáidtear iad go forleathan in iarratais thionsclaíocha agus mhara.
Tá bratuithe fluoropolymer : ar a dtugtar a bhfriotaíocht cheimiceach eisceachtúil agus a n -airíonna cuimilte íseal, bratuithe fluairopolymer, mar PTFE (Teflon), oiriúnach do thimpeallachtaí crua.
Bith-Chumanna Féin-Chruthaithe Bith-spreagtha : Déanann na bratuithe nuálacha seo aithris ar airíonna féin-leighis orgánach beo. Tá capsúil micreascópacha iontu atá líonta le gníomhairí cneasaithe a scaoiltear nuair a dhéantar damáiste don sciath, rud a ligeann dó é féin a dheisiú.
Teicneolaíochtaí um Chosaint Chathóidigh agus Coscairí Creimthe
Is modh seanbhunaithe é cosaint chatóidigh chun creimeadh i struchtúir mhiotail a chosc. Baineann sé le sruth leictreach beag a chur i bhfeidhm ar an miotal, rud a fhágann gurb é an catóid é i gcill leictriceimiceach. Cuireann sé seo cosc ar an miotal ó chreimeadh.
Is substaintí iad coscairí creimthe a laghdaíonn an ráta creimthe nuair a chuirtear iad le timpeallacht chreimneach. Oibríonn siad trí scannán cosanta a chruthú ar dhromchla na miotail nó trí cheimic na comhshaoil a mhodhnú.
I measc na ndul chun cinn a rinneadh le déanaí sna teicneolaíochtaí seo tá:
Córais chosanta catóideacha reatha a úsáideann cumhacht gréine nó foinsí fuinnimh in -athnuaite eile
Coscairí creimthe orgánacha a dhíorthaítear ó shleachta plandaí agus ó fhoinsí eile atá neamhdhíobhálach don chomhshaol
Bratuithe cliste a chuimsíonn coscairí creimthe agus a scaoileann iad nuair is gá
Monatóireacht creimthe fíor-ama agus córais luathrabhaidh
Tá sé ríthábhachtach creimeadh a bhrath go luath chun teipeanna tubaisteacha a chosc. Baineann córais monatóireachta fíor-ama úsáid as braiteoirí chun paraiméadair éagsúla a bhaineann le creimeadh a thomhas go leanúnach, mar shampla:
Poitéinseal leictriceimiceach
Creimeadh reatha
Fachtóirí comhshaoil (teocht, taise, pH)
Is féidir leis na córais seo oibreoirí a chur ar an eolas nuair a sháraíonn rátaí creimthe na leibhéil inghlactha, rud a cheadaíonn idirghabháil thráthúil a dhéanamh. Baineann roinnt córas ard úsáid as algartaim foghlama meaisín fiú chun rátaí creimthe a thuar bunaithe ar shonraí stairiúla.
Ábhair agus teicnící nua chun creimeadh a chosc i dtimpeallachtaí muirí
Tá dúshlán mór ag baint le timpeallachtaí muirí maidir le cosc creimthe. Is féidir leis an teaglaim de sháile, sa bhrollach bhitheolaíoch, agus den strus meicniúil díghrádú a dhéanamh go tapa ar na hábhair is láidre.
Tá taighdeoirí ag forbairt ábhar agus teicnící nua chun aghaidh a thabhairt ar na dúshláin seo, mar shampla:
Cóimhiotail atá frithsheasmhach in aghaidh creimthe ina bhfuil leibhéil arda cróimiam, nicil, agus moluibdín
Ábhair ilchodacha a chomhcheanglaíonn neart na miotal le friotaíocht creimthe polaiméirí
Bratuithe nanostruchtúrtha a chruthaíonn dromchla Super-hidreafóbach, a chuireann cosc ar uisce agus ar shubstaintí creimneacha eile cloí leis an miotal
Modhanna Rialaithe Creimthe Leictriceimiceach, amhail cosaint chatóidigh reatha agus anóidí íobartacha atá tógtha
Deireadh
Tá creimeadh, ocsaídiú, agus meirge gaolmhar ach próisis ar leith ar féidir leo tionchar suntasach a imirt ar ábhair agus ar struchtúir. Cé gur imoibriú ceimiceach leathan é ocsaídiú, díghrádaíonn creimeadh ábhair go sonrach, agus ní théann meirge i bhfeidhm ach ar iarann agus ar a chóimhiotail.
Tá sé ríthábhachtach na difríochtaí seo a thuiscint chun sábháilteacht agus fad saoil na sócmhainní éagsúla a choinneáil. Tá sé mar aidhm ag taighde leanúnach san eolaíocht creimthe straitéisí agus teicneolaíochtaí nua a fhorbairt chun dul i ngleic leis na dúshláin mharthanacha seo.
