KOROZYON

KOROZYON VE MALZEME İLİŞKİSİ

      Korozyonu genel anlamda, malzemelerin içinde bulundukları ortamlar ile kimyasal ve/veya elektrokimyasal reaksiyonlar geçirerek bozunmasıdır. Korozyon esnasında oluşan reaksiyonlar materyal/ortam ara yüzeyinde meydana gelir. İyonik iletken olan bütün çözeltiler, doğal sular, zeminler ve beton elektrolit olarak korozyona neden olabilmektedir. Korozyona uğrayan bir malzeme üzerinde birbirinden belirli sınırlarla ayrışmış anot ve katot adı verilen iki farklı bölge bulunur. Anotta oksitlenme (korozyon), katot da ise redüksiyon işlemi olur (korunur).

  

Malzeme ile ortam arasında kurulan bu olağanüstü denge iki yönlüdür. Anotta; oksidasyon sonucunda oluşan elektronlar ortamla arasında kurulan iletken yoldan akarak katoda gider ve orada eş zamanlı olarak yürümekte olan katot reaksiyonunda (redüksiyon) harcanır. Elektrotlardaki bu reaksiyonları yürütücü kuvvet, elektrotların potansiyelleri arasındaki farktır. Bu gerilim farkı; elektronlar için sürükleyici güç olduğundan genellikle hücrenin elektro motor kuvveti (emk) veya hücre gerilimi olarak adlandırılır. Ölçülen potansiyel hakkında bir hüküm yürütebilmek için bu değerin bir referans bir değerle karşılaştırılması gerekir. Bir metal ne derece aktif ise, yani iyon haline geçme isteği ne kadar yüksek ise o metalin korozyona uğraması da o derece kolay olur. Standart elektrolit potansiyelleri metallerin aktiflik durumu hakkında bir fikir verebilir. Bu amaçla elektrokimyasal gerilim dizisinden yararlanılır, bu gerilim dizisi korozyon eğilimini saptamak için kullanılır, dizinin yukarısındaki metaller aşağıdakilere göre örneğin çinko, bakır’a veya demir, hidrojen’e göre anodik tutum kazanırlar, başka bir deyişle standart elektrolit potansiyeli daha pozitif olan metaller daha aktif sayılırlar. Ancak metal yüzeyinin pasifleşmesi gibi nedenlerle bu kuraldan sapmalar olabilir. Günümüzde yaygın kullanılan demir dışı metal ve alaşımları da pasifleşme özelliği gösteren malzemelerdendir.

Teknolojik gelişmelere paralel olarak kullanılan malzemelerden daha üstün özelliklerin istenmesi, konuyla ilgilenen araştırmacıları yeni yöntemler veya yeni malzeme arayışına itmiştir. Geliştirilen her yeni malzeme, mantığı gereği çeşitli malzemelerin iyi özelliklerinin bir araya getirilmesi sonucunda, daha iyi özelliklere sahip malzeme elde edilmeye çalışılır. Şayet her türlü bileşenin olumsuz özellikleri mevcutsa bu özellikler nihai ürüne de yansır. Örneğin yeni ürünü oluşturan bileşenler organik çözücülere karşı dayanıksızsa, bu olumsuzluk onun oluşturduğu son kompakt yapıya da yansır. Dolayısı ile geliştirilen bu yeni ürünün organik çözücülerin bol miktarda bulunduğu ortamlarda kullanılmaması gerekir. Aynı mantık sıcaklık, nem v.b. gibi diğer kimyasal etkiler açısından da yürütülebilir. Unutulmamalıdır ki; yeni geliştirilen bir malzemelerin korozyon duyarlılığı o materyali oluşturan her bir bileşenin fonksiyonudur.

 

Bu malzemelerin metaller, süper alaşımlar ve diğer malzemelere alternatif hale gelmelerinin en önemli nedenleri; yüksek tokluk ve rijitlik, mükemmel aşınma direnci ve üstün yorulma dayanımı sergilemeleridir. Sahip oldukları özgül dayanımları, birçok üretim yöntemlerine uyarlanabilir olmaları ve estetik görünümleri ise diğer dikkati çeken özelliklerindendir.

Geliştirilen yeni malzemelerin mühendislik uygulamalarında yaygın olarak kullanılmasını sınırlandıran etmenlerin başında hiç şüphesiz bu materyalin korozyon dayanımı gelir. Bu nedenle malzemenin korozyon direncinin ne olduğunun tam olarak bilinmemesi gerekmektedir. İyi bilinmektedir ki; endüstri alanında kullanılan malzemelerin mekanik özellikleri kadar elektrokimyasal özellikleri de oldukça önemlidir. Son zamanlarda geliştirilen yeni nesil malzemeler mekanik özellikler açısından ümit verici sonuçlar gösterse de; bu durum korozyon açısından hiç de iç açıcı değildir. Bu nedenle üretilen malzemelerin korozyon dirençlerinin iyileştirilmesi gerekmektedir. Özellikle korozyon direncinin belirlenmesi ve bunun artırılması için yeni yöntemlerin geliştirilmesi büyük önem kazanmıştır. 

TÜBİTAK projesi kapsamında üretimini gerçekleştirdiğimiz ürünlerin korozyon dirençleri ASTM standartları baz alınarak gerçekleştirilmektedir. Bu testler yapılırken günümüzde en modern-güvenilir ve sonuca kısa surede ulaşmayı sağlayan yöntemler kullanılmaktadır. Bu yöntemler: Potansiyodinamik polarizasyon (PDS), çevrimsel polarizasyon (CP) ve elektrokimyasal empedans spektroskopi teknikleridir (EIS). Testler, hem atmosfer şartları altında (aerated atmosfer) hem de oksijenden arındırılmış ortamlarda (deaerated atmosfer) gerçekleştirilmektedir. Burada amaç; çözelti içerisinde var olan çözünmüş durumdaki oksijenin redüksiyon reaksiyonunun engellenip malzemenin tüm korozyon parametrelerini elde edebilmektir.