Chƣơng 1 : TỔNG QUAN
1.2. Tổng quan về lớp phủ compozit trên cơ sở nền nhựa epoxy bảo vệ chống ăn
1.2.3.3. Sự tạo thành gỉ sắt, nguyên nhân ăn mòn
Trong ăn mịn khơng khí, thép có cấu trúc thơng thƣờng, khơng cần thiết là trong mơi trƣờng oxi hóa mạnh đã có thể bị ăn mịn tạo thành gỉ. Các loại gỉ này thƣờng là chất nền thô, xốp, dạng vảy và khơng có những tính chất cần thiết để che chắn thép khỏi môi trƣờng cũng nhƣ khơng có khả năng bảo vệ và tự sửa chữa nhƣ lớp màng oxit thụ động.
Điện trở ăn mòn trên các tấm thép chịu thời tiết cho thấy sự tạo thành của các dạng gỉ đặc biệt. Các nghiên cứu cũng đã chỉ ra tính chất và đặc điểm của chúng. Theo đó, trong lớp gỉ trên bề mặt thép gồm có các thành phần: α-FeOOH, β- FeOOH, γ-FeOOH, γ-Fe2O3, Fe3O4 và các oxihydroxit vô định hình [20, 37]. Giả thiết rằng các hạt gỉ nhỏ tập hợp lại một cách dày đặc tạo thành màng bám dính rất khít, có khả năng che chắn bảo vệ thép tiếp tục ăn mịn trong đó α-FeOOH và
Tuy nhiên, một số các thành phần gỉ có thể hòa tan vào nƣớc và nếu một màng gỉ bảo vệ hình thành và ngăn cản khả năng ăn mòn tiếp diễn, sau đó do ăn mịn khơng đƣợc cung cấp ion sắt và ion hydroxit, màng bảo vệ bị mài mòn và theo thời gian tạo thành các lỗ rỗ. Màng gỉ khơng đƣợc duy trì thƣờng xun và ăn mịn sẽ bắt đầu tấn công trở lại qua các khuyết tật. Gỉ tạo ra lớp màng dày và bám dính tốt nhƣng dƣờng nhƣ khơng thích hợp để phát triển lớp màng bảo vệ sắt, thép dài lâu khỏi tác động của nƣớc và oxy.
Do đó để tạo đƣợc lớp màng lâu dài và có thể tự sửa chữa bằng cách đốt các loại hạt với nhau, làm đầy các lỗ khuyết tật hay bằng các phƣơng tiện khác nếu cần thiết, tƣơng tự lớp màng oxit thụ động có cơ chế tự sửa chữa các khuyết tật của nó.
Ăn mịn khơng khí sắt thép bao gồm một số các phản ứng nhƣ là: Phản ứng tạo thành ion hydroxit ở catot, phản ứng hòa tan sắt (II) và ion hợp kim hóa (II) tại anot, phản ứng oxi hóa ngồi khơng khí từ Fe(II) → Fe(III), Phản ứng tạo thành phức hydroxo Fe(III), kết tủa và hòa tan Fe(OH)3, Fe3O4, các oxit sắt khác. Kết quả là, mơi trƣờng khơng khí gây ăn mịn sắt thép có thể đƣợc coi là tạo ra một hệ thủy sinh. Việc đánh giá quá trình phản ứng trong hệ thủy sinh một cách định lƣợng rất quan trọng nhằm làm sáng tỏ các đặc điểm và tính chất của gỉ hình thành lớp màng bảo vệ dài lâu. Các tính tốn động học và cân bằng đƣợc thiết lập cho các phản ứng diễn ra trong suốt quá trình hình thành gỉ, và thu đƣợc thành phần của hệ thủy sinh xung quanh khu vực ăn mòn tại các giai đoạn khác nhau. Diễn biến của q trình ăn mịn đƣợc suy luận dựa trên kết quả tính tốn và quan sát đối với ăn mịn khí đều đƣợc giải thích. Xa hơn, các điều kiện mà tại đó màng gỉ bảo vệ tự sửa chữa cũng đƣợc thảo luận. Đối với sự hình thành một màng gỉ dày, bám dính chỉ ra rằng sự oxi hóa Fe(II) trong khơng khí trong suốt q trình ăn mịn là quan trọng. Với tốc độ oxi hóa khơng khí, sự kết tủa Fe(OH)3 hoàn thành trong màng film trƣớc khi ion Fe(II)có thể tách ra khỏi màng, kết quả là sẽ bịt kín các khuyết tật dẫn đến màng đƣợc cơ đặc và có khả năng tự sửa chữa. Cơ chế có thể nhằm nâng cao tốc độ oxi hóa trong suốt q trình ăn mịn đƣợc đề nghị. Với các gỉ vẫn còn khuyết tật, cần
lƣu ý rằng sự thẩm thấu chọn lọc cation của gỉ sẽ gây ra tính chất bảo vệ, do các