Oxidatie en corrosie in metalen in het algemeen
De meeste metalen hebben de eigenschap te oxideren vanwege hun chemische samenstelling. Deze oxidatie kan op totaal verschillende manieren verlopen. In ijzer en ferro-staalsoorten staat dit oxidatieproces algemeen bekend als roest. Het breekt het metaal langzaam en gelijkmatig van buiten naar binnen af tot ijzeroxide - roest.
De beschermende oxidelaag
Bij sommige metalen gebeurt er iets als ze oxideren. Op het eigenlijke metaal vormt zich een oxidelaag. Dit betekent dat noch water noch zuurstof het metaal kan bereiken en het is beschermd tegen verdere corrosie. Dit proces wordt ook wel passiveren genoemd of de resulterende oxidelaag als passieve laag.
Voorwaarden voor de oxidatie van koper
Bij elk metaal moeten echter bijzondere omstandigheden passen zodat zo'n oxidelaag zich goed en optimaal kan vormen. Corrosie in koperen leidingen om een passieve laag te vormen, wordt bijvoorbeeld beïnvloed door de pH-waarde van het water, het koolstof- en zuurstofgehalte.
Een voldoende oxidelaag kan zich niet vormen onder een pH-waarde van 6 en met een lage of slechte zuurstofverzadiging (koper-I-oxide). In plaats daarvan treedt een heel specifieke vorm van corrosie op: verraderlijke putcorrosie treedt op in, of liever in de koperen buis.
Zonder passivering treedt putcorrosie op
Corrosie kan niet doorgaan als er voldoende oxidatie is waardoor een goede passieve laag ontstaat. Bijzonder fataal bij putcorrosie is het feit dat de puntvormige gaatjes zo klein zijn dat er weinig of geen zuurstof in kan komen. Dit versnelt de putvorming in het koper aanzienlijk. Aan de buitenkant ziet het koperen oppervlak er bijna intact uit.
Nadat de oxidelaag is gevormd, vormt zich een patina
Als zich echter een goede oxidatielaag heeft gevormd, is het proces nog niet voltooid. Op deze diepbruine oxidelaag worden nu kopercarbonaten afgezet (koper zonder passieve laag is lichtbruin, metaalachtig en koper met een oxidelaag is diepbruin, mat). Dit is te merken aan de typische intens groene kleur, ook wel verdigris genoemd.
Dit effect kan wenselijk zijn, vooral bij gevels zoals kerken of andere gebouwen. Deze natuurlijke koperen patina beschermt het onderliggende koper uitermate goed tegen verdere, destructieve corrosie zoals putcorrosie. U kunt koper ook kunstmatig patineren, d.w.z. het koper verouderen.
Deze oxidatielaag kan ook worden verwijderd
Het kan echter net zo goed gebeuren dat deze passieve laag ongewenst is, bijvoorbeeld als u het koper wilt schilderen. Door koper te etsen kun je de oxidatielaag volledig verwijderen. Een mechanische oplossing zou zijn om de koper- of koperplaat te slijpen.
tips en trucs
Zapon lakken worden gebruikt als beschermlaag als het kopereffect behouden moet blijven. U kunt het koper ook galvaniseren. Bij de elektrolyse kan het koper eerst vernikkeld en daarna verchroomd worden, als de mechanische eigenschappen zoals de zachtheid van het metaal op de voorgrond staan.
