Degradação de Materiais - Interface Eletrificada

Degradação de Materiais (Interface Eletrificada)

• Elétrodo: Um material homogéneo e isotrópico.
• Metal inerte imerso em solução eletrolítica: Redistribuição das partículas do eletrólito, carregamento do elétrodo, separação de cargas e desenvolvimento de potencial.
• Camadas eletrificadas: Importantes por causa de reações eletroquímicas (ex.: dissolução de iões).
• Metal não inerte imerso em solução eletrolítica: Troca de carga na interface, alternativa à formação de dupla camada.
• Equilíbrio eletroquímico: Corrente direta igual a corrente inversa (io = corrente de permuta).
• Quasi-equilíbrio: Corrente (i) menor que io, o equilíbrio não é afetado, o sistema compensa.
• Não equilíbrio: Corrente (i) maior que io, o sistema não compensa a falta de eletrões, redistribuição de carga.
• Corrente anódica: Positiva, do elétrodo para o circuito externo.
• Corrente catódica: Negativa, do circuito externo para o elétrodo.
• Interface não polarizável: Potencial inalterado por pequenos fluxos, drena facilmente a corrente.
• Interface polarizável: O potencial altera com pequenos fluxos, sistema acumula carga facilmente.
• Sobretensão de ativação: O processo de oxidação/redução no elétrodo é a etapa limitante na transferência de carga, a taxa de reação depende da taxa de eletrões transferidos no elétrodo.
• Sobretensão de concentração: Ocorre quando o processo de difusão das espécies sofre o processo de oxidação/redução, e este passo determina a taxa de transferência de carga.

Introdução à Corrosão

• Corrosão: Deterioração ou destruição do material devido à reação com o ambiente externo.
• Corrosão de metais: A forma oxidada do metal é termodinamicamente mais estável. A oxidação do metal e a redução formam hidrogénio.
• Ambientes corrosivos: Água do mar, atmosfera salina, alta humidade e compostos ácidos (sulfúrico e nítrico).
• Problemas associados à corrosão: Perda de funcionalidade, mudança de aparência, contaminação, segurança e problemas ambientais.
• Tipos de corrosão: Corrosão húmida (água, campo elétrico) e corrosão seca (energia térmica).
• Regiões propensas à corrosão: Bordas de grãos (maior energia, amorfas), e com mais impurezas.
• Passivação: Formação de camada de óxido protetora que protege o metal dos ambientes.
• Corrosão em eletrodos (cátodo e ânodo em eletrólito com aplicação de voltagem): Ânodo é onde o metal é dissolvido.

Diagramas de Pourbaix

• Parâmetros para caracterizar o estado do metal: pH, temperatura e potencial eletroquímico (influenciam a velocidade de corrosão).
• Linhas constantes no potencial: Dependem do potencial, não do pH.
• Linhas decrescentes no potencial: Reação depende do pH, aumenta o estado de oxidação.
• Linhas verticais no potencial: Equilíbrio eletroquímico, não há eletrões envolvidos.
• Cores no diagrama: Vermelho (corrosão), verde (passivação/imunidade) e cinzento (imunidade).
• Limitações dos diagramas: Não fornecem informação sobre a cinética, e aplicam-se apenas a metais puros, e oxidizar não sendo necessariamente passivamente, e se prever imunidade do metal, pode-se ter certeza de que não existe corrosão.