Chromátování označuje proces, při kterém se chemická sloučenina obsahující chrom nanáší na kovové povrchy za účelem ochrany proti korozi. Tato technika je široce používána v průmyslových a chemických odvětvích, kde je rozhodující trvanlivost a odolnost vůči korozi. Proces chromátování vytváří ochranný povlak, který výrazně prodlužuje životnost kovu.
Tento ochranný povlak nejen zvyšuje odolnost kovů, ale také přidává vrstvu odolnosti proti drsným podmínkám prostředí.
Historické pozadí
Objev a vývoj
Chrom, objevený v roce 1797 francouzským chemikem Louisem-Nicolasem Vauquelinem, je tvrdý ocelově šedý kov známý svým vysokým bodem tání a odolností vůči zašpinění. Vauquelin izoloval chrom z minerálu známého jako krokoit (chroman olovnatý).
První komerční využití chromu přišlo na počátku 19. století, kdy se začal používat k výrobě pigmentů. Jasné a zářivé žluté, červené a zelené pigmenty se staly populárními v umění a průmyslu.
V polovině 20. století vědci vyvinuli procesy chromátování, které zahrnovaly použití chromátových úprav ke zlepšení odolnosti kovů proti korozi. Tyto procesy rychle našly uplatnění v automobilovém, leteckém a stavebním průmyslu.
Během 1950. a 1960. let XNUMX. století se procesy chromátování výrazně rozvinuly. Výzkumníci se zaměřili na vytvoření účinnějších a ekologicky šetrnějších ošetření, aby se vyrovnali s rostoucími průmyslovými požadavky. Tato éra znamenala zdokonalování různých chromátových konverzních povlaků.
Aplikace a předpisy
Procesy raného chromátování se během druhé světové války používaly hlavně pro vojenské vybavení. Po válce se tyto techniky rozšířily do civilního průmyslu, čímž se zvýšila odolnost každodenních produktů.
Rostoucí obavy o životní prostředí vedly k přísnějším předpisům o používání šestimocného chrómu. Tlak na bezpečnější alternativy začal na konci 20. století a vedl k dalším inovacím v této oblasti.
Regulační orgány, jako je Agentura pro ochranu životního prostředí (EPA), sehrály klíčovou roli při utváření moderních postupů chromátování. Jejich směrnice zajistily bezpečnější manipulaci a likvidaci přípravků na bázi chrómu.
Chemické složení
Sloučeniny chrómu
Chromany
V procesu chromátování se běžně používají chromany, jako je chroman sodný (Na2CrO4) a chroman draselný (K2CrO4). Tyto sloučeniny jsou účinné díky své schopnosti tvořit pasivní vrstvu na kovových površích.
Dichromáty
Dichromany, včetně dichromanu sodného (Na2Cr2O7) a dichromanu draselného (K2Cr2O7), jsou také široce používány. Poskytují zvýšenou odolnost proti korozi vytvořením robustního ochranného filmu.
Zapojené chemické reakce
Oxidační proces
Během chromátování, chrom (VI) ionty se sníží na chrom (III) ionty. K této redukci dochází během interakce mezi kovovým povrchem a roztokem chromátu.
Tvorba ochranné vrstvy
Chemické reakce usnadňují tvorbu vrstvy oxidu chrómu na povrchu kovu. Tato vrstva nabízí významnou odolnost proti korozi a zvyšuje trvanlivost kovu.
Příklady reakcí
CrO3 + H2O → H2CrO4 (formation of chromic acid)
CrO3 + 2H+ → Cr(III) + H2O (reduction of hexavalent chromium)
2Cr(III) + 3H2O → Cr2O3 + 6H+ (formation of protective oxide layer)
Vliv chromování na pozinkovanou ocel
Pozinkovaná ocel, což je ocel potažená vrstvou zinku, která ji chrání před korozí, může výrazně těžit z chromátových úprav. Zde jsou některé klíčové účinky chromátování na pozinkované oceli:
Zvýšená odolnost proti korozi: Chromátové povlaky poskytují další vrstvu ochrany proti korozi. To je zvláště důležité v prostředích, kde je pozinkovaná ocel vystavena drsným podmínkám, jako je námořní nebo průmyslová prostředí.
Vylepšená přilnavost: Chromátová vrstva může zlepšit přilnavost následných nátěrů nebo práškových nátěrů. To je výhodné pro aplikace, kde bude galvanizovaná ocel natřena nebo potažena pro estetické nebo dodatečné ochranné účely.
pasivace: Chromátové povlaky pomáhají pasivovat povrch zinku, což znamená, že povrch je méně reaktivní a méně náchylný ke korozi. Tento pasivační efekt pomáhá prodloužit životnost pozinkované oceli.
Samoléčebné vlastnosti: Chromátové povlaky mohou vykazovat samoopravné vlastnosti. Pokud je povlak poškrábaný nebo poškozený, může chromát migrovat do poškozené oblasti a poskytnout určitý stupeň ochrany proti korozi.
Estetické vylepšení: Chromátové povlaky mohou zlepšit vzhled galvanizované oceli poskytnutím jednotného a někdy barevného povrchu. To může být důležité pro aplikace, kde je významná vizuální stránka materiálu.
Stručně řečeno, chromátování galvanizované oceli výrazně zvyšuje její odolnost proti korozi, zlepšuje přilnavost pro další povlaky a může poskytnout estetické výhody. Kvůli zdravotním a ekologickým problémům spojeným s šestimocným chromem se však stále častěji používají bezpečnější alternativy.
Aplikace
Průmyslová použití
-
Povrchová úprava a nátěr kovů: Pochromované sloučeniny jsou nezbytné při povrchových úpravách kovů a aplikacích povlaků. Poskytují ochrannou vrstvu, která zvyšuje odolnost a vzhled.
-
Odolnost proti korozi: Chromované materiály nabízejí vynikající odolnost proti korozi. To je zásadní v průmyslových odvětvích, kde kovové součásti čelí drsnému prostředí.
-
Výroba barev a pigmentů: Chromáty se používají při výrobě barev a pigmentů. Poskytují zářivé barvy a zvyšují životnost nátěrů.
Ohledy na životní prostředí a bezpečnost
-
Předpisy a směrnice: Manipulace s chromovanými materiály podléhá přísným předpisům. Dodržování těchto pokynů zajišťuje bezpečnost a minimalizuje zdravotní rizika.
-
Zásah do životního prostředí: Použití chromátovaných sloučenin má významné důsledky pro životní prostředí. Průmyslová odvětví musí zavést zmírňující strategie ke snížení znečištění a zachování ekosystémů.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Chromát se týká materiálů ošetřených chromátovými chemikáliemi, aby se zabránilo korozi. Mezi běžné aplikace patří letecký, automobilový a elektronický průmysl.
Bezpečnostní hlediska jsou zásadní vzhledem k potenciálním zdravotním rizikům spojeným s chromátovými sloučeninami. Musí být přijata ochranná opatření k zajištění bezpečné manipulace a použití.
