صدأ الحديد
صدأ الحديد هو مادّة حمراء تميل إلى اللون البنيّ، تتشكل فوق سطح الحديد نتيجةً لاتحاد ذرات الحديد مع الأكسجين والرطوبة، مما يؤدي إلى تأكسدها، وتآكل الحديد، وضعفه، وهشاشته، وقد يكون الصدأ كيميائياً؛ أي أنه يحدث نتيجةً لتفاعل الحديد مع الأكسجين، والماء، من دون وجود تيّارٍ كهربائي، أو صدأ كهروكيميائي؛ وهو الذي يحدث نتيجةً لتفاعل الحديد من الإلكترونات المُحيطة به مع وجود تيّار كهربائيّ.
مكونات الصدأ
- أكسيد الحديد الثلاثي (Fe2O3)، يعتبر المكوّن الأساسي للصدأ، وهو عبارة عن مسحوق بلّوريٍّ، بنيّ اللون مائل إلى الحمرة.
- أكسيد الحديد الثنائي (FeO)، عبارة عن مسحوق بلوريٍّ أسود اللون، غير موجود في الطبيعة، لأنه مركب غير ثابت.
- أكسيد هيدروكسيد الحديد الثلاثي (FeO(OH)•Fe(OH)3
حماية الحديد من الصدأ
- إضافة عناصر سبيكية إلى الحديد: مثل النيكيل، والكروم، لتشكيل الستانليس ستيل، ومنع الصدأ.
- عزل الحديد عن عوامل تكوّن الصدأ: يكون العزل عن طريق دهن سطح الحديد بطبقة من الشحم، أو طلائه بطبقة من الطلاء، أو لفه بالقصدير، لمنع وصول الأكسجين إليه.
- طلاء الحديد بطبقة من فلزٍّ أكثر ميلاً للتأكسد من الحديد: بحيث يتأكسدُ الفلزُّ بدلاً من الحديد، مثل: المغنيسيوم.
- مُعالجة الوسط الخارجيّ: وذلك بإزالة المُركّبات المسؤولة عن حدوث الصدأ، مثل: إزالة الأكسجين من الماء، أو إضافة الماء إلى عامل يُقلّل من فاعليّته، مثل بايكرومات البوتاسيوم.
- وصل الحديد بالمهبط في شبكة تيار كهربائيٍّ مُستمر بحيث يُغذّى من بطاريّةٍ أو مولّد، ثمّ وصل المصعد الموجود في الشبكة بقطعةٍ من الرصاص التي تُستهلك من وقتٍ إلى آخر.
- جلفنة الحديد: من خلال غمس الحديد في مصهور الخارصين، بحيث يتأكسد السطح الخارجيُّ للخارصين، ويُشكِّل طبقةً من كربونات الخارصين القاعديّة التي تحمي الخارصين من استمرار عمليّة التأكسد، كما يحمي الحديد من التأكسد، وبالتالي من الصدأ لفترةٍ زمنيّةٍ طويلة، وتُستخدم هذه الطريقة في خزّانات الماء، وخزّانات السولار والكاز، وفي الأبواب والنوافذ الفولاذيّة.
أنواع تآكل الصدأ
- الصدأ المنتظم: يتكوّن نتيجةً لتآكل سطح الحديد أو المعدن بالكامل، وبشكل مُنتظم، ويحدث هذا النوع في المعادن ذات البُنية وحيدة الطور؛ مثل: المحاليل الصلبة، والمعادن النقيّة، والمركبات الكيميائيّة.
- الصدأ المكاني: يحدث التآكل في أماكن مُتفرّقة من سطح المعدن، ويحدث هذا النوع من الصدأ بالسبائك كثيرة الأطوار ذات البنية الخشنة، وفي السبائك وحيدة الطور، وفي المعادن النقيّة، مما يُسبّب الخدوش.
- الصدأ بين البلوري: يتميّز بانتشار الصدأ على حدود الحُبيبات، ويُعتبر هذا النوع من الصدأ الأكثر خطورةً؛ حيث ينتشر في أعماق المعدن، ولا يُسبّب أيّ ضررٍ على السطح.
