مقاومة التآكل للنحاس النقي

النحاس النقي عبارة عن-معدن غير حديدي يتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل، وهي إحدى أهم مميزاته إلى جانب التوصيل الكهربائي والحراري العالي. يتم استخدامه على نطاق واسع في الأسقف، والسباكة، والمبادلات الحرارية، والأجهزة البحرية، والمرفقات الكهربائية، والمكونات الزخرفية نظرًا لخصائصه الكيميائية المستقرة وآلية الحماية الذاتية-.

في معظم البيئات الطبيعية والصناعية، يُظهر النحاس النقي متانة متميزة. 

مقاومتها للتآكل تأتي بشكل أساسي من فيلم السطح السلبي. عند تعرضه للهواء، وخاصة الغلاف الجوي الذي يحتوي على الأكسجين والرطوبة، يتفاعل النحاس مع الأكسجين ليشكل طبقة رقيقة وكثيفة وملتصقة بقوة من أكسيد النحاس (CuO وCu₂O). تعمل هذه الطبقة كحاجز فيزيائي وكيميائي، مما يمنع المزيد من الأكسدة واختراق الوسائط المسببة للتآكل. على مدى فترة طويلة، تحت التأثير المشترك للهواء ومياه الأمطار وثاني أكسيد الكربون، يتحول فيلم الأكسيد الأولي هذا تدريجيًا إلى كربونات النحاس الأساسية أو صدأ كبريتات النحاس الأساسي. يتميز هذا العتاج المخضر بأنه مستقر، ولا-يتقشر، ويعالج ذاتيًا-، مما يوفر حماية طويلة الأمد- لمادة النحاس الداخلية. ولهذا السبب يمكن أن تظل المصنوعات النحاسية القديمة والأسطح النحاسية الحديثة سليمة لمئات السنين.

إنه مقاوم للتآكل من الماء المحايد أو القلوي قليلاً ولا يصدأ أو يذوب بسهولة. لهذا السبب، فقد كان المادة المفضلة لأنابيب المياه، والصمامات، وأنابيب المبادلات الحرارية لفترة طويلة. ومع ذلك، في المياه شديدة الحموضة أو المياه ذات الصلابة العالية-التي تحتوي على أيونات معينة، قد يزيد معدل التآكل قليلاً.

وهي ليست حساسة لملوثات الغلاف الجوي العامة. ومع ذلك، في الأجواء الصناعية شديدة التلوث والتي تحتوي على تركيزات عالية من ثاني أكسيد الكبريت أو كبريتيد الهيدروجين أو أيونات الكلوريد، سوف يتسارع معدل التآكل، وقد يصبح الزنجار أكثر مرونة وأقل حماية.

يمكن لمحتوى الكلوريد العالي في مياه البحر أن يكسر الطبقة السلبية محليًا، مما يؤدي إلى درجة معينة من التآكل أو الحفر. لذلك، في التطبيقات البحرية المباشرة والطويلة الأمد-، غالبًا ما يتم استبدال النحاس النقي بسبائك النحاس مثل نحاس الألومنيوم والنيكل والبرونز، والتي تتمتع بقوة أعلى ومقاومة أفضل للتآكل الموضعي.

النحاس النقي ليس مقاومًا للأحماض القوية، وخاصة الأحماض المؤكسدة مثل حمض النيتريك وحمض الكبريتيك المركز، والتي يمكن أن تذيبه بسرعة. كما أنه يتآكل بسرعة نسبية في البيئات التي تحتوي على الأمونيا-لأن الأمونيا تشكل مجمعات قابلة للذوبان مع أيونات النحاس، مما يؤدي إلى تدمير طبقة التخميل السطحية.

لتلخيص ذلك، يتمتع النحاس النقي بمقاومة عامة ممتازة للتآكل في الأجواء المحايدة، والمياه العذبة النظيفة، والبيئات الريفية، والظروف القلوية الضعيفة، ويعتمد على طبقة الأكسيد المستقرة والعتاج للحماية الذاتية-. إنه يعمل بشكل معتدل في مياه البحر وغير مناسب للخدمة طويلة الأمد-في البيئات الصناعية شديدة الحموضة أو الأمونيا أو شديدة التلوث. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب مقاومة أعلى للتآكل، عادة ما يتم اختيار سبائك النحاس بدلا من النحاس النقي غير المخلوط.