Прошетајте било којим старим градом, и видећете то — препознатљиву зелену патину на бакарним крововима, статуе, и архитектонских детаља.
Овај култни вердигрис се често погрешно сматра рђом, али да ли је? Да ли бакар рђа као гвожђе? Кратак одговор је не, али је комплетна прича далеко нијансиранија и научно богатија.
Бакар је један од најстаријих и најсвестранијих метала човечанства, коришћен хиљадама година у свему, од електричних инсталација и водовода до уметничких дела и кованог новца.
Његова издржљивост и отпорност на корозију учинили су га незаменљивим у безбројним применама. Ипак, и даље постоји конфузија о томе како се бакар понаша када је изложен елементима.
Овај чланак пружа ригорозне, свеобухватно испитивање корозионог понашања бакра.
Истражићемо хемијску дефиницију рђе, стварни механизми корозије бакра, различите врсте корозије бакра, фактори животне средине који утичу на његову трајност, и практичне импликације за инжењеринг и дизајн.
1. Да ли бакар рђа?
Одговор је бр.
Бакар ради не рђе јер је рђа производ корозије који се формира само на гвожђу и легурама на бази гвожђа, као што су угљенични челик и ливено гвожђе.
Рђа је хемијски састављена од хидратисаних оксида гвожђа, првенствено Фе₂О₃·нХ2О и Фе₃О₄, који се развијају када гвожђе реагује са кисеоником и влагом.
За разлику од многих заштитних оксидних филмова који се налазе на обојеним металима, рђа је порозна, ломљив, и лабаво причвршћен за основни метал.
Док се љушти, свеже гвожђе је непрекидно изложено, омогућавајући да корозија напредује дубље у материјал.
Бакар се понаша суштински другачије.
Уместо да производи рђу, бакар подлеже оксидација, постепено формирајући танке површинске слојеве оксида бакра.
Током дужег периода изложености атмосфери, ови оксидни слојеви реагују са влагом, угљен-диоксид, једињења сумпора, и других елемената животне средине за производњу густог, стабилан површински филм опште познат као патина.
Ова разлика је једна од најважнијих разлика између црних и обојених метала.
За разлику од рђе, бакарна патина је чврсто везана за подлогу и делује као природни заштитни премаз.
Уместо да убрзава корозију, значајно смањује брзину којом кисеоник, влагу, а загађивачи могу доспети до метала у основи.
Као резултат, корозија се драматично успорава након што заштитни слој постане потпуно успостављен.
2. Комплетан процес корозије бакра
Корозија бакра није изненадни догађај, већ постепена електрохемијска трансформација која се дешава током много година.
Како метал ступа у интеракцију са кисеоником, влагу, угљен-диоксид, и атмосферских загађивача, његова површина пролази кроз низ предвидљивих промена.
Стаге 1: Свеж металик бакар
Новопроизведени бакар показује светло црвенкасто-наранџасти металик изглед са глатком, рефлектујућа површина.
У овој фази, метал је веома реактиван јер се још није развио заштитни оксидни филм.
Одмах након излагања ваздуху, молекули кисеоника почињу да реагују са површином бакра.
Иако ова реакција почиње за неколико минута, настали слој оксида је у почетку дебео само неколико нанометара и скоро је невидљив голим оком.
Овај ултратанки оксидни филм представља прву линију одбране од излагања околини.
Стаге 2: Иницијална оксидација
Како се излагање наставља, површина се постепено формира бакров оксид (Цу₂О).
Овај оксид се појављује као црвенкасто-браон филм и остаје компактан и чврсто везан за основни метал. За разлику од гвоздене рђе, не пуца и не љушти се.
Уместо тога, служи као заштитна баријера која успорава дифузију кисеоника у бакарну подлогу.
Брзина оксидације током ове фазе зависи од неколико фактора околине, укључујући температуру, влажност, и доступност кисеоника.
У нормалним атмосферским условима, процес је релативно спор и уједначен.
Стаге 3: Развој слоја тамног оксида
Са продуженим излагањем, део бакровог оксида даље оксидира у бакров оксид (ЦуО).
Боја површине се постепено мења од црвенкасто-браон до тамно браон или скоро црне, трансформација која се обично примећује на изложеним бакарним кровним плочама, Индустријска опрема, а скулптуре на отвореном после неколико година службе.
Иако се изглед значајно мења, оксидни слој остаје приањајући и заштитни.
У овој фази, Продор корозије у основни метал остаје изузетно ограничен јер оксидни филм наставља да ограничава транспорт кисеоника и влаге.
Стаге 4: Формирање заштитне зелене патине
У спољашњим окружењима, посебно тамо где су присутни влага и атмосферски угљен-диоксид, оксидни слој пролази кроз додатне хемијске реакције.
Једињења бакра постепено се претварају у стабилне производе корозије као нпр основни бакар карбонат (Цу₂(Ох)₂ЦО₃), док средине које садрже сумпор могу такође произвести основна једињења бакар сулфата.
Приобални региони са повишеним концентрацијама хлорида могу генерисати додатне производе корозије на бази бакар-хлорида.
Ове реакције стварају препознатљиву зелену или плаво-зелену патину повезану са историјским бакарним структурама.
Супротно популарном веровању, ова зелена површина је није знак материјалног неуспеха. Уместо тога, представља зрели заштитни слој који значајно смањује будуће стопе корозије.
Једном потпуно развијен, патина делује као ефикасна баријера околине, ограничавање дифузије кисеоника, влагу, и загађивачи према металу у основи.
Време потребно за стварање природне патине увелико варира.
У чистим сеоским срединама, потпуни развој може захтевати неколико деценија, док индустријска или морска атмосфера често убрзавају процес због веће влажности и веће концентрације реактивних једињења.
Стаге 5: Дугорочна стабилност површине
Након што је патина потпуно сазрела, бакар улази у изузетно стабилну фазу употребе.
Брзина корозије се значајно смањује јер густи површински филм функционише као заштитна баријера која се самоизлечује.
Мање огреботине или локализована оштећења се обично поправљају природним путем континуираном оксидацијом и растом патине, омогућавајући заштитном слоју да се регенерише током времена.
Ово самозаштитно понашање је један од главних разлога зашто је бакар широко специфичан за дуговечну инфраструктуру и захтевне инжењерске апликације.
Архитектонска облога, кровних система, морске компоненте, Измењивачи топлоте, водоводне системе, а прецизни индустријски одливци могу да одрже одличан структурални интегритет током много деценија уз минимално одржавање.
3. Врсте корозије бакра
Иако је бакар познат по одличној отпорности на корозију, није потпуно имуна на деградацију.
Униформна атмосферска корозија
Уједначена атмосферска корозија је најчешћи и најмање штетан облик корозије бакра.
Настаје када цела изложена површина постепено реагује са кисеоником, влагу, угљен-диоксид, и трагови атмосферских загађивача.
Уместо да продире дубоко у метал, реакција формира танак оксидни филм који се полако развија у стабилну зелену патину.
Зато што производи корозије остају чврсто везани за подлогу, они ефикасно штите основни бакар од даљег напада околине.
Ово предвидљиво понашање корозије објашњава зашто бакарни кровови, архитектонске фасаде, споменици, а скулптуре на отвореном могу остати структурално здраве дуже од једног века уз минимално одржавање.
Галванска корозија
Галванска корозија настаје када је бакар електрично повезан са активнијим металом док су оба изложена електролиту као што је кишница, морска вода, или индустријски кондензат.
Пошто је бакар релативно племенит у галванској серији, мање племенити метал постаје анода и првенствено кородира.
Материјали као што је угљенични челик, цинка, алуминијум, и магнезијум су посебно осетљиви када су директно спојени са бакром.
Неправилне комбинације могу убрзати корозију суседних компоненти иако сам бакар остаје углавном непромењен.
Електрична изолација, диелектричне арматуре, и пажљив одабир материјала је стога од суштинског значаја када се спајају различити метали.
Питтинг Цорросион
Питтинг корозија је локализовани облик напада који карактерише формирање малих али дубоких шупљина на површини метала.
Иако је бакар углавном отпоран на питинг, неповољна хемија воде - укључујући низак пХ, висока концентрација хлорида, повишен растворени кисеоник, или стајаћа вода—може покренути локализовано распадање заштитног оксидног филма.
Зато што јаме могу продрети дубоко, остављајући већину површине нетакнутом, тешко их је открити током рутинског прегледа.
У водоводним системима, Измењивачи топлоте, и расхладне опреме, нетретирана корозија удубљења може на крају изазвати цурење или губитак притиска.
Ерозија-Корозија
Бакар се изузетно добро понаша у текућим течностима под нормалним радним условима.
Међутим, претерано велике брзине струјања, суспендоване абразивне честице, или турбулентно струјање може постепено уклонити заштитни оксидни филм са површине.
Поновљено скидање овог заштитног слоја излаже свеж метал континуираној корозији, што резултира убрзаним стањивањем зидова.
Ова комбинована механичка и електрохемијска деградација позната је као ерозија-корозија.
Феномен је посебно важан код радних кола пумпи, кондензаторске цеви, морски цевовод, вентили, и хидрауличне системе где је брзина флуида велика.
Одговарајући хидраулични дизајн, глаткији путеви тока, и одговарајући избор легуре значајно смањују ризик од ерозије и корозије.
Пуцање корозије на стрес (СЦЦ)
Напонске корозије настају када затезни напон и корозивна средина делују истовремено на подложне материјале.
Чисти бакар показује одличну отпорност на СЦЦ, али одређене легуре бакра – посебно неки месинги изложени околини која садржи амонијак – могу доживети пуцање кроз механизам који је историјски познат као сезона пуцање.
Преостали производни напони, хладан рад, или спољно оптерећење може убрзати настанак пукотине. Одговарајућа топлотна обрада за ублажавање стреса и одговарајући избор легуре су ефикасне превентивне мере.
Корозија под микробиолошким утицајем (МИЦ)
У одређеним индустријским системима воде, микроорганизми могу утицати на корозију мењајући локалне хемијске услове или производећи корозивне нуспроизводе метаболизма.
Иако бакар поседује природна антимикробна својства која инхибирају раст бактерија, биофилми се и даље могу развијати у стагнирајућим условима.
Ова локализована биолошка окружења могу повећати вероватноћу корозије удубљења или мање наслага.
МИЦ се најчешће среће у системима воде за хлађење, морски објекти, и индустријске процесне опреме где је управљање квалитетом воде недовољно.
4. Фактори који утичу на корозију бакра
Корозија бакра је условљена не само самим материјалом већ и околним окружењем и условима рада.
Брзина којом бакар оксидира - и да ли резултујућа корозија остаје заштитна или постаје локализована - зависи од више фактора интеракције.
Атмосферско окружење
Изложеност животне средине је једна од примарних детерминанти корозивног понашања бакра.
У чистој сеоској атмосфери, оксидација се одвија споро, омогућавајући да се густа заштитна патина развије током неколико деценија.
Супротно, приобални региони излажу бакар сланом спреју богатом хлоридима, док индустријски градови уводе сумпор диоксид и азотне оксиде који убрзавају хемијске реакције на површини метала.
Влажност такође игра кључну улогу јер влага обезбеђује електролит потребан за електрохемијску корозију.
Чести циклуси мокро-суво генерално убрзавају стварање патине брже него стално суво окружење.
Ватер Цхемистри
Када бакар ради у водоводним системима, Измењивачи топлоте, кондензатори, или расхладних кола, квалитет воде постаје доминантан фактор који утиче на корозију.
Агресивна вода са ниским пХ, прекомерно растворени кисеоник, високе концентрације хлорида, или повишен садржај амонијака може дестабилизовати заштитни оксидни слој.
И обрнуто, вода са уравнотеженом хемијом промовише формирање стабилног пасивног филма који значајно продужава радни век.
Једнако је важна и брзина воде. Умерени проток помаже у одржавању чистих површина, док стајаћа вода подстиче локализовану корозију и биолошки раст.
Превише велике брзине протока могу изазвати ерозију-корозију механичким уклањањем заштитних филмова.
Температура
Температура утиче на скоро сваку електрохемијску реакцију укључену у корозију.
Више температуре генерално повећавају кинетику реакције, убрзати формирање оксида, и може да промени састав продуката корозије.
У измењивачима топлоте, котлови, и опреме за индустријску обраду, повишене радне температуре захтевају пажљиво разматрање избора легуре и хемије воде.
Термички циклус такође може створити диференцијална напрезања експанзије која утичу на дугорочне перформансе корозије.
Атмоспхериц Поллутантс
Индустријске емисије значајно утичу на изглед и корозионо понашање изложеног бакра.
Гасови који садрже сумпор промовишу формирање једињења бакар сулфата, док угљен-диоксид доприноси развоју базичног бакар-карбоната.
Обалне наслаге хлорида могу произвести хлориде бакра који мењају састав и боју патине.
Пошто су еколошки прописи смањили емисије сумпора широм света, природна патина формирана на савременим бакарним конструкцијама често се разликује од оне уочене на историјским грађевинама.
Контакт са различитим металима
Релативно племенити електрохемијски потенцијал бакра чини галванску компатибилност важним разматрањем дизајна.
Директан контакт са алуминијумом, поцинкованог челика, карбонски челик, или магнезијум у влажном окружењу може створити галванске ћелије које убрзавају корозију мање племенитог материјала.
Правилан дизајн спојева, изолационе подлошке, диелектричне спојеве, а компатибилни материјали за причвршћивање се широко користе за минимизирање галванске корозије у инжењерским системима.
Стање површине и начин производње
Почетно стање површине утиче на брзину развоја заштитних филмова.
Високо полирани бакар генерално оксидира уједначеније од грубих или тешко обрађених површина.
Површински загађивачи, остаци обраде, или уграђене стране честице могу пореметити формирање оксида и створити локализована места корозије.
Производни процеси као што је ливење, ковање, котрљање, обрада, а заваривање такође може утицати на структуру зрна и заостала напрезања, индиректно утичући на дугорочне перформансе корозије.
5. Да ли зелена патина значи да је бакар оштећен?
Не, зелена патина не значи да је бакар оштећен. У ствари, зелена патина на бакру је знак заштите, не деградација. Ево зашто:
Заштитна природа Патине
| Карактеристично | Патина (Зелена) | Руст (Црвено-браон) |
| Адхеренција | Адхерент, чврсто везана за метал | Нон-адхерент, љуспице се |
| Порозност | Густо, релативно непорозни | Порозно, омогућава продирање влаге |
| Заштитни ефекат | Значајно успорава даљу корозију | Убрзава корозију (каталитички) |
| Промена јачине звука | Минимално (нема љуштења) | Велики (љуштење, пуцање) |
| Механички интегритет | Одржава структурни интегритет | Изазива слабљење структуре |
Структура слоја патине
Зелена патина на бакру је вишеслојна структура:
| Слој | Дебљина (μм) | Састав | Функција |
| Спољашњи слој | 10-50 | Цу₂ЦО₃(Ох)₂ (основни бакар карбонат) + ЦуСО₄·3Цу(Ох)₂ (базни бакар сулфат) | Заштита од временских прилика; естетски слој |
| Средњи слој | 5-20 | Цу₂О (бакров оксид) | Адхезија и заштита |
| Унутрашњи слој | 5-10 | Цу (бакар) | Базни метал |
Патина као архитектонско обележје
Зелена патина није само заштитна – она је такође веома цењена због својих естетских квалитета. Иконични примери укључују:
- Кип слободе (Нев Иорк): Бакарна статуа је развила своју зелену патину 20-30 година.
Патина је приближно 0.1 мм дебљине и заштитио је статуу преко 130 година. - Бакарни кровови европских катедрала: Многе историјске зграде имају бакарне кровове који су током векова развили прелепе зелене патине.
- Кровови јавних зграда: Бакарни кровови на јавним зградама често развијају патину која је истовремено заштитна и естетски угодна.
6. Отпорност на корозију различитих легура бакра
Иако све легуре бакра наслеђују одређени степен отпорности на корозију од самог бакра, легирајући елементи значајно утичу на перформансе у различитим срединама.
| Легура | Главни легирски елементи | Отпорност на атмосферску корозију | Отпорност на морску корозију | Отпорност на хемикалије | Типичне апликације |
| Пуре Цоппер (Ц11000) | Цу ≥99,9% | Одличан | Добри | Добри | Електрични проводници, покривање кровова, водовод, Измењивачи топлоте |
| Бакар без кисеоника (Ц10100) | Цу ≥99,99% | Одличан | Добри | Одлично у окружењима високе чистоће | Вакуумска опрема, електроника, индустрија полупроводника |
| Месинга (Цу-Зн) | Бакар + Цинка | Веома добар | Умерен | Умерен | Вентили, фитинги, водоводне компоненте, декоративни окови |
| Бронза (Са-Сн) | Бакар + Лименка | Одличан | Веома добар | Добри | Лежајеви, чашица, марински хардвер, зупчаници |
Силицон Бронзе (са својим) |
Бакар + Силицијум | Одличан | Одличан | Веома добар | Архитектонски причвршћивачи, морске компоненте, инвестициони одливци |
| Алуминијум Бронза (Са) | Бакар + Алуминијум | Одличан | Изванредан | Одличан | Радно коло пумпе, вентили, оффсхоре опрема, бродски пропелери |
| бакроникл (90/10, 70/30) | Бакар + Никл | Одличан | Изванредан | Одличан | Цевоводи за морску воду, кондензатори, постројења за десалинизацију, оффсхоре системи |
| Берилијум Бакар (Цу-Бе) | Бакар + Берилијум | Веома добар | Добри | Добри | Аероспаце компоненте, опруга, прецизни калупи, Електрични конектори |
7. Бакар вс. Гвожђе: Компаративна анализа корозивног понашања
Бакар и гвожђе представљају два фундаментално различита приступа корозивном понашању.
Док оба метала пролазе кроз електрохемијске реакције када су изложена кисеонику и влази, природа њихових продуката корозије одређује да ли корозија постаје деструктивна или заштитна.
| Аспект | Бакар | Гвожђе (Челик / ливено гвожђе) |
| Производ корозије | Оксиди бакра, карбонати, сулфати, хлориди | Хидрирани оксид гвожђа (хрђа) |
| Боја производа корозије | Црвено-браон, црн, зелена, плаво-зелена | Црвено-браон, наранџасто-браон |
| Проширење запремине | Минимално (1-1.5×) | Велики (3-7×) |
| Заштитни ефекат | Да (патина је заштитна) | Не (рђа убрзава корозију) |
| Спаллинг/Лукинг | Минимално | Екстензивно |
| Механичко слабљење | Спор (деценијама до векова) | Брзо (месеци до година) |
Стопа корозије (атмосферски) |
0.1-2.0 µм/год | 10-100 µм/год |
| Подводна корозија | Умерен (са заштитним фолијама) | Брзо (тешко у морској води) |
| Очекивано трајање живота (структурални) | 100+ година (многе грађевине векова) | 10-50 година (ако није премазан) |
| Одржавање | Минимално (пасивна заштита) | Високо (премазивање, сликање, праћење) |
| Цена корозије | Низак | Веома високо |
8. Како спречити корозију бакра
Иако је бакар природно отпоран на корозију, и даље су потребне одговарајуће инжењерске праксе да би се максимизирао радни век, посебно у агресивним срединама као што су морски системи, постројења за хемијску прераду, и индустријски водени кругови.
Изаберите одговарајућу легуру бакра
Избор материјала је прва и најважнија стратегија контроле корозије.
Различите легуре бакра пружају различите нивое отпорности на околину:
- Чисти бакар идеалан је за електричне примене и општу изложеност атмосфери.
- Легуре бакра пружају изузетну отпорност на морску воду.
- Алуминијумска бронза пружа одличну отпорност на морску ерозију, кавитација, и носити.
- Силицијум бронза пружа одличну отпорност на корозију за архитектонске и индустријске компоненте.
Избор легуре на основу стварног радног окружења спречава превремени квар и смањује захтеве за одржавањем.
Контролишите услове животне средине
Стопе корозије се често могу смањити контролом услова излагања.
Важне мере контроле укључују:
- Одржавање одговарајуће хемије воде.
- Контролисање концентрације хлорида.
- Спречавање зона стајаће воде.
- Смањење прекомерне брзине протока.
- Ограничавање изложености индустријским загађивачима.
- Избегавајте непотребно накупљање влаге.
У расхладним системима и процесној опреми, програми третмана воде су посебно важни јер хемијска неравнотежа може оштетити иначе отпорне на корозију легуре бакра.
Спречите галванску корозију
Многи кварови на бакру нису узроковани самим бакром, већ неправилним контактом са различитим металима.
Када бакар дође у контакт са алуминијумом, цинка, магнезијум, или угљенични челик у влажном окружењу, може се формирати електрохемијска ћелија. Мање племенити метал постаје анода и брже кородира.
Уобичајене методе превенције укључују:
- Коришћење диелектричних изолационих компоненти.
- Избор компатибилних причвршћивача.
- Наношење заштитних премаза на местима спајања.
- Избегавање директног контакта метала са металом у влажним срединама.
Правилан дизајн система је често ефикаснији од самог површинског третмана.
Нанесите заштитне површинске третмане
Иако бакар природно формира заштитну патину, за специфичне примене могу бити потребне додатне површинске обраде.
| Лечење | Процес | Заштита | Апликације |
| Лакирање | Прозирни акрилни или полиуретански премаз | Спречава тамњење; штити декоративне површине | Архитектонски, декоративни, електрични |
| Пасивација | Дип азотне киселине (10-25%, 40-60° Ц) | Формира заштитни оксидни филм; уклања површинске загађиваче | Електрични контакти, Прецизне компоненте |
| Хромат конверзија | Третман хромном киселином | Повећана отпорност на корозију | Електрични, маринац, ваздухопловство |
| Електричан | Лименка, никл, или посребрењем | Заштита од корозије; проводљивост | Електрични контакти, водовод |
| бензотриазол (БТА) | Хемијски инхибитор | Формира заштитни филм | Електрични, Расхладни системи |
Правилан дизајн и одржавање
Добар инжењерски дизајн значајно утиче на перформансе корозије бакра.
Препоручене праксе укључују:
- Избегавајте оштре углове где се накупљају наслаге.
- Пројектовање дренажних система за спречавање стајања воде.
- Одржавање глатких пролаза унутрашњег протока.
- Инспекција подручја изложених хемикалијама или морској води.
- Праћење степена корозије у критичној опреми.
Природна отпорност бакра на корозију даје предност, али исправан дизајн осигурава да се предност у потпуности реализује.
9. Да ли корозија бакра утиче на електричну проводљивост?
Бакар се широко сматра пожељним електричним проводником због своје одличне електричне проводљивости, висока дуктилност, и дугорочна поузданост.
Међутим, претпоставка да корозија бакра нема утицаја на електричне перформансе је нетачна.
Корозија бакра може утицати на електричну проводљивост, посебно на контактним интерфејсима, прикључне тачке, и апликације велике струје.
Степен утицаја зависи од врсте насталих производа корозије, дебљина слоја корозије, Услови животне средине, и да ли је захваћена површина део главног струјног пута.
Како производи корозије бакра утичу на електричну проводљивост
Корозија бакра није једна хемијска реакција. Различита окружења производе различита једињења корозије, и свако једињење има другачији ефекат на електричне перформансе.
| Цорросион Продуцт | Утицај на електричну проводљивост | Карактеристике корозије и механизам |
| Цу₂О (бакров оксид) | Благо смањење | Полупроводник са релативно ниском отпорношћу у поређењу са другим бакарним производима корозије. Танки Цу₂О филмови обично имају ограничен утицај на проводљивост. |
| ЦуО (Цуприц Окиде) | Умерено смањење | Електрични отпорнији од Цу₂О. Како слој оксида постаје дебљи, контактни отпор се значајно повећава. |
Цу₂С (Бакар сулфид) |
Значајно смањење | Форме у срединама које садрже сумпор. Има слабу електричну проводљивост и може озбиљно да деградира електричне контакте. |
| Цу₂ЦО₃(Ох)₂ (Основни бакар карбонат / Патина) | Ниска проводљивост; потенцијално изолациони када је дебео | Зелена патина која се налази на спољним бакарним конструкцијама је веома стабилна, али електрично непроводна, чинећи га неприкладним на додирним површинама. |
| ЦуЦл₂ (Бакар хлорид) | Значајно смањење | Уобичајено у морским срединама или окружењима богатим хлоридима. Промовише локализовану корозију и ствара нестабилност, региони високог отпора. |
Кључна ствар је да танак оксидни филм на изложеном бакру обично има мали утицај на проток струје, али слојеви корозије на електричним интерфејсима могу имати велики утицај.
Ефекат корозије бакра на електричне контакте
Електрични контакти захтевају изузетно мали отпор да би се обезбедио ефикасан пренос струје.
Чак и веома танак корозиони филм може ометати контакт метала са металом јер струја мора проћи кроз баријеру већег отпора уместо директно кроз бакар.
Утицај варира у зависности од контактног материјала и начина заштите.
| Тип контакта | Ефекат корозије | Типичне методе превенције |
| Позлаћени контакти | Минималан утицај јер је злато високо отпорно на корозију и хемијски стабилно. | Обично захтева мало заштите; широко се користи у прецизној електроници. |
| Тин-Платед Цонтацтс | Умерен утицај; калај оксид се формира споро, али може повећати отпорност под одређеним условима. | Периодични преглед и правилна контрола контактног притиска. |
| Посребрени контакти | Умерен утицај; сребро може да потамни у срединама које садрже сумпор, формирајући сребро сулфид. | Заштитни премази и контролисана радна окружења. |
Голи бакарни контакти |
Значајан утицај; оксидни и сулфидни слојеви повећавају контактну отпорност. | Тин платинг, никловање, позлаћење, антиоксидативна једињења, или контакт мазива. |
| Брасс Цонтацтс | Умерен утицај; дезинцификација може ослабити легуру и утицати на електричну поузданост. | Класи месинга отпорни на корозију, овлашћење, и контролу животне средине. |
За захтевне електричне системе, голи бакар се ретко користи директно као контактна површина. Уместо тога, бакарне компоненте су обично обложене калајем, никл, сребрна, или злато за одржавање стабилних електричних перформанси.
10. Уобичајени митови о бакарној рђи и корозији
| мит | Чињеница |
| "Бакар рђа као гвожђе." | Бакар не рђа. Кородира формирањем оксида, карбонати, и сулфати - не оксид гвожђа. Зелена патина није рђа. |
| "Зелена патина значи да бакар трули." | Зелена патина је заштитни слој који заправо успорава даљу корозију. Не указује на штету. |
| "Бакар је потпуно отпоран на корозију." | Ниједан метал није потпуно отпоран на корозију. Бакар је отпоран на корозију, али није имун. Могу га кородирати одређене хемикалије, кисела вода, и галванску спрегу. |
| "Све легуре бакра имају исту отпорност на корозију." | Отпорност на корозију значајно варира између чистог бакра и различитих легура бакра. Месинг са високим садржајем цинка је подложан дезинфикацији; никл-алуминијум бронза је веома отпорна на корозију. |
"Бакар се не може користити у морској води." |
Легуре бакра (посебно никл-алуминијум бронза, силицијум бронза, и легуре бакра и никла) се широко користе у апликацијама за морску воду. Међутим, неки месинг су подложни дезинфикацији. |
| "Корозија бакра је увек видљива." | Испод површине може доћи до корозије (Нпр., прикудан, дезинфекција) и можда неће бити видљив док не дође до квара. |
| „Замрљање је исто што и оштећење од корозије. | Тамњење је промена боје површине која може бити заштитна (патина) или чисто естетски. То није нужно штетно. |
11. Закључак
Бакар не рђа као гвожђе, али се подвргава контролисаном процесу корозије који ствара заштитне слојеве оксида и стабилну патину.
Ово јединствено понашање корозије је један од примарних разлога зашто су бакар и легуре бакра хиљадама година остали суштински материјали за инжењеринг.
Међутим, Корозивно понашање бакра у великој мери зависи од услова околине, састав легура, квалитет израде, и захтеви за пријаву.
Док чисти бакар пружа одличну отпорност на корозију и електричну проводљивост, специјализоване легуре бакра као што су бронза, Алуминијум Бронза, силицијум бронза, и бакроникл пружају побољшане перформансе за захтевније примене.
За инжењере који бирају материјале, кључно разматрање није да ли бакар кородира, већ да ли је његов механизам корозије компатибилан са предвиђеним сервисним окружењем.
Често постављана питања
Да ли бакар рђа у сланој води?
Не, бакар не рђа у сланој води - он кородира. Неке легуре бакра (као што су никл-алуминијум бронза и силицијум бронза) веома су отпорни на корозију сланом водом.
Међутим, месинг са високим садржајем цинка може бити подложан дезинфикацији.
Зашто бакар постаје зелен?
Зелена боја је патина — заштитни слој базичног бакар-карбоната и сулфата.
Овај слој се формира током година излагања атмосферском ЦО₂, влагу, и једињења сумпора. Природна је и заштитна.
Да ли је зелени бакар сигуран за додир?
Да, зелена патина је безбедна за додир. То је штала, нетоксично једињење бакра. Међутим, оперите руке након руковања као општа хигијенска пракса.
Може ли се бакар користити у системима воде за пиће?
Да. Бакар се широко користи у системима воде за пиће. Одобрено је за контакт са водом за пиће и природно је антимикробно.
Отпоран на дезинфикацију (ДР) месинг се преферира за окове.
Која је разлика између мрља и корозије?
Тамњење је промена боје површине од танког реакционог слоја—може бити заштитна или естетска. Корозија је хемијска деградација метала; може бити уједначен или локализован.
Да ли бакар реагује са киселином?
Да. Бакар реагује са киселинама да би се формирале соли бакра и водоник (или друге производе). Због тога кисела вода може изазвати корозију бакарног водовода.
Како очистити зелену патину од бакра?
Можете га очистити мешавином соли и сирћета, или лимунов сок и со.
Међутим, уклањање патине се не препоручује јер штити основни метал. За декоративне сврхе, можете користити комерцијално средство за чишћење бакра.
Да ли је корозија бакра опасна?
Генерално не. Производи корозије бакра су нетоксични у чврстом облику.
Међутим, соли бакра могу бити токсичне у високим концентрацијама, посебно у води за пиће (иако је бакар неопходан микроелемент).
Да ли бакар кородира у атмосфери?
Да, формира заштитну патину. У руралним подручјима, патина је претежно бакар-карбонат (зелена); у индустријским областима, може бити бакар сулфат (зелена) или сулфиди бакра (сиво-црна).
Патина штити основни метал.
Колико дуго бакру треба да постане зелено?
Обично 5-20 година, Зависно од околине. У агресивном окружењу (обалски, индустријски), патина се брже формира; у сувом, чисте средине, може потрајати деценијама.
