المادة التي تمنع الصدأ لمائة عام

إن المعدن الأكثر استخدامًا وشهرة في

الحياة

هو “الحديد”، ولكن مع مرور

الوقت

يتعرض للصدأ ومن ثم يصير خشنًا، وحتى يتم منع هذا الصدأ، تم استخدام الكثير من الوسائل والبراعة في الرسم الزيتي، ولكن على الرغم من ذلك، إلا أن الصدأ سوف يظهر في البيئات القاسية مثل شاطئ

البحر

، ومن الجيد أن هناك بعض المواد التي تحميه من الصدأ لأعوام طويلة قد تصل إلى مائة عام، وهي مادة (

التيتانيوم

)، وهذه المادة عبارة عن معدن نشط جدًا، وله قوة ارتباط قوية بالأكسجين، ولذا على الرغم من أنه يُكَون على الفور

فيلم

أكسيد على السطح، ولكنه فيلم سلبي مستقر للغاية، ولا يتأكسد أكثر لأنه لا يقوم بتمرير الأكسجين، وبشكل خاص في ماء البحر إذ لديها مقاومة ضد التآكل بجانب البلاتين، حتى لو تعرض هذا السطح للخدش فيتم إصلاح فيلم الأكسيد فورًا، ولهذا سوف يتم المحافظة على مقاومة التآكل إلى الأبد.

ومن الجدير بالذكر أن التيتانيوم من

المعادن

الغير قابلة للصدأ، وعندما يشكل التيتانيوم على الفور فيلم أكسيد على السطح، فلا يمر الأكسجين ولا يتأكسد، ولهذا لا يصدأ، فيقوم بحماية الحديد من الصدأ حتى مائة عام.

مقارنة بين التيتانيوم والفولاذ في مقاومة الصدأ

إن مادة الفولاذ كذلك من المواد المقاومة للصدأ مثل التيتانيوم، ولكن التيتانيوم أقوى وأفضل، وفي التالي مقارنة بينهما من حيث مقاومة التآكل:

يوجد الكثير من أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ، وجميعها عبارة عن سبيكة يتم فيها مزج الكروم والنيكل مع الحديد، إذ أن الكروم والمواد المشابهة له تصنع فيلمًا سلبيًا على السطح، وبذلك يحمي الداخل ويصبح من المعادن المقاومة للصدأ، أي أنه مثل التيتانيوم في هذا.
في الغالب ما يتم تدمير الفيلم السلبي من الفولاذ المقاوم للصدأ عن طريق الأحماض ويتم تدميره كذلك بواسطة أيون الكلوريد، ولكن التيتانيوم يُقام التآكل لأيون الكلوريد، وهذه أحد الفروق بين التيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ.
الفولاذ المقاوم للصدأ عبارة عن سبيكة، أما التيتانيوم فهو معدن نقي وعنصر معدني، وهذا سبب الاختلاف في مقاومة التآكل بين التيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ.
من السهل أن يتم استبدال ذرات الأكسجين وأيونات الكلوريد في الفيلم السلبي للفولاذ المقاوم للصدأ، ويتم تشكيل كلوريد المعدن القابل للذوبان في المياه بسهولة، وسيذوب فيلم ذلك الجزء في المياه ويضيع، وكذلك تبعًا لأن نصف قطر أيون الكلوريد المائي صغير، فإنه يمر بسهولة من خلال المسام الدقيقة لطلاء السطح، وعندما يمر فإنه يصدأ، وبالتالي فإن الفولاذ المقاوم للصدأ ليس مقاومًا للتآكل لأيونات الكلوريد، أما فيلم أكسيد التيتانيوم فهو مستقر ضد أيونات الكلوريد، ولذا يُظهر مقاومة للتآكل عالية جدًا حتى في محاليل الكلوريد، ويتآكل التيتانيوم كذلك لتقليل الأحماض (مثل حمض الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك)، في حين أنه من الممكن تثبيته بوضع كمية قليلة من العامل المؤكسد.
قد يحدث التآكل نتيجة خلائط الفولاذ المقاوم للصدأ أو التآكل لضعف الفيلم السلبي في الفولاذ المقاوم للصدأ.

استخدام

التيتانيوم في

معدات الهواء الطلق والمباني

إن التيتانيوم مادة رائعة لاستخدامها في المرافق والمعدات الخارجية والموضوعة في الهواء الطلق، وهذا لأنه لا يصدأ حتى مع حالات سقوط الأمطار أو ماء البحر، ولذا فهي تُعتبر عنصر مناسب للغاية من أجل البنية التحتية مثل الأنابيب والدرابزين، وهذا لأن الأسقف، الجدران، الأنفاق والجسور والأشياء المشابهة لها لا تحتاج إلى صيانة على وجه الخصوص، كما أنه من أسباب استخدام التيتانيوم أنه إذا كانت الأشياء مصنوعة منه فسوف تكون قوية وستظهر بشكل عالي الجودة.

وكذلك يُستخدم التيتانيوم مع المركبات، وهذا لأن غالبية المركبات تستخدم في الهواء الطلق، إذ أن التيتانيوم يتناسب مع

البيئة

التي تجمع ما بين مقاومة التآكل والمتانة بدون صدأ، ولذا يُعتبر التيتانيوم من أكثر المواد المناسبة من حيث القوة والخفة ومقاومة التآكل لقطع غيار السيارات، الدراجات، الطائرات والسفن وكذلك منتجات أجزاء سفن الفضاء.

استخدامات

التيتانيوم في الزينة

أحيانًا يُستخدم التيتانيوم كمادة زخرفية للزينة، إذ أنه لا يصدأ ولا يصبح باردًا كما أنه خفيف وجميل، كما يتم استخدامه في صنع حُلي النساء، فبالطبع لا يستطيع

الجسم

ارتداء العناصر الزخرفية التي تتعرض للصدأ أو التلف، ولذلك نظرًا لعدم حدوث أي ردود أفعال تحسسية تجاهه، من الممكن ارتداؤه بكل راحة البال، مثل الخواتم، القلائد والأقراط وما إلى ذلك من الحُلي الذي يُعلق مباشرة على الجسم. [1]

حماية الحديد من الصدأ بطريقة الجلفنة

في الماضي اكتشف

العالم

الإيطالي (لويجي جالفاني)

حماية الحديد من الصدأ بطريقة الجلفنة

، وهي عبارة عن عملية وضع طلاء

الزنك

الواقي على مادتي الحديد والفولاذ للوقاية من الصدأ، ومن أكثر الطرق الشائعة هي الجلفنة بالغمس الساخن، والتي تتم من خلال غمر المقاطع الفولاذية في حوض من الزنك المصهور، ومن الجدير بالذكر أن الجلفنة تحمي من الصدأ لعدة أسباب، كالتالي: [2]

إن الزنك يحمي معدنه الأساسي من خلال التآكل قبل الحديد.
تُشكل حاجزًا يمنع وصول المواد التي تُسبب التآكل إلى الفولاذ أو الحديد الأساسي.
إن سطح الزنك يتفاعل مع الغلاف الجوي ليكون زنجارًا مضغوطًا ملتصقًا غير قابل للذوبان في الأمطار.
الزنك يعمل كأنود ذبيح بحيث أنه لو تم خدش الطلاء، فسوف يظل الفولاذ المكشوف محميًا عن طريق الزنك المتبقي.

طرق لمنع صدأ الحديد

هناك الكثير من

طرق حماية الحديد من الصدأ

التي يتم استخدامها غير مادة التيتانيوم، ولكنها لا تكون بنفس الجودة أو الكفاءة، إلا أنها تؤدي الغرض بصورة ما، مع الحاجة إلى إعادة تطبيقها كل فترة، وفي التالي البعض من تلك الطرق: [3]

تطبيق طلاء جاف:

هذا الطلاء عبارة عن منتجات خاصة تقي من الصدأ، وهي جافة ولا تترك بقايا، تُكون حاجزًا واقيًا على الأجزاء المعدنية والمعدات.
دهان المعدن:

هناك الكثير من أنواع

دهان الحديد ضد الصدأ

، ومن الجدير بالذكر أن الطلاء الجيد سوف يجعل عملية الصدأ بطيئة من خلال منع الرطوبة من الوصول إلى المعدن.
التخزين بشكل صحيح:

عند القيام بتخزين المعادن في مكان منخفض الرطوبة، أو في بيئة يتم فيها التحكم بدرجات الحرارة والرطوبة سوف تتباطأ عملية الصدأ بصورة ملحوظة.
طلاء المسحوق:

من خلال طبقة من الأكريليك،

الفينيل

أو الإيبوكسي أو غيرها من المواد التي تمنع الرطوبة من الوصول إلى المعادن، وهكذا تمنع عملية الصدأ.
التزريق:

تلك العملية تُشكل طبقة من المغنتيت فوق المعدن من أجل منع الصدأ، إذ ينبغي تزييت المعدن بشكل منتظم للمحافظة على المقاومة ضد الصدأ، وفي تلك العملية سوف يتحول للون

الأزرق

أو الأسود.
تغليف VCI:

إن مثبطات التآكل البخاري (VCI) عبارة عن نوع من المركبات الكيميائية التي عندما يتم نقعها في مواد تغليف متنوعة، تقي المعادن من خلال صعود أبخرة تقضي على الصدأ في مساحة هواء مغلقة لمنع التآكل على سطح معدني.