dilluns, de març 01, 2010

Aliatge d'autoprotecció

Una de les coses més empipadores dels estris de metall és que s’oxidin. Quan apareix aquella capa marronosa, esmicolada, trencadissa i francament depriment sobre la superfície de qualsevol peça, ja sabem que ha arribat el moment de buscar-ne una de nova.

Aquest problema es va resoldre amb l’aparició de l’acer inoxidable. Un material que mantenia les excel·lents propietats de l’acer i que, a sobre, no es veia afectat per la oxidació. Ara ja és tan habitual trobar-lo que gairebé ni ens plantegem trobar coses rovellades, però durant molt temps la oxidació dels metalls era un problema real del dia a dia. La qüestió és, quina característica té aquesta tipus d’acer que el fa insensible a la oxidació?

Per començar cal recordar que l’acer no és un metall sinó una barreja, un aliatge de ferro i carboni. El ferro és un material fàcil de treballar des de fa molt temps, però que no resulta massa resistent. Fa segles es va observar que si es contaminava amb una mica de carbó, el material obtingut es podia treballar com el ferro però en endurir resultava moltíssim més resistent. Tècnicament, els àtoms de carboni, molt petits en comparació amb els de ferro, s’intercalen a la xarxa que fan els grans àtoms de ferro. Això modifica el tipus de xarxa cristal·lina i la resultant és la que té les característiques de l’acer.

En realitat l’acer és ferro amb una mica de carboni. Un 2 % com a molt, encara que habitualment n’hi ha només al voltant del 0.5 %. El percentatge exacte dependrà de les característiques desitjades, i a més s’hi poden afegir petites quantitats d’altres elements per fer un acer encara més específic. Per això hi ha acers amb níquel, manganès, alumini, cobalt, i molts altres.

Però el ferro reacciona amb l’oxigen i aleshores tota la gràcia de l’estructura molecular se’n va a fer punyetes. Es formen òxids de ferro i tenim el que coneixem com “corrosió”. L’oxigen el tenim present a l’atmosfera, de manera que no el podem eliminar del sistema, de manera que l’estratègia ha consistit en afegir un element a l’acer que s’oxidi més ràpidament que el ferro. I aquest element és el crom. Bàsicament l’acer inoxidable és acer al que hi hem afegit al menys un 10 % de crom.

Amb això aconseguim que l’oxigen reaccioni amb el crom en lloc de amb el ferro. Les característiques químiques del crom fan que reaccioni amb l’oxigen amb molta més afinitat que no pas el ferro. I quan això passa es crea una pel·lícula d’òxid de crom a la superfície. Aquesta capa és microscòpica i no altera la brillantor de l’acer, però evita que segueixi arribant més oxigen als àtoms de ferro de l’interior. El resultat final és que els òxids de ferro no s’arriben a formar i el material no s’oxida.

I si ratllem o trenquem la capa protectora que s’ha format, no passa res. No es tracta d’una capa pintada a sobre sinó d’una protecció que es forma a partir del crom que forma part de l’aliatge, de manera que immediatament se’n formarà una de nova i la protecció es manté.

L’acer inoxidable és realment un sistema d’autoreparació a nivell molecular que ja voldríem tenir nosaltres als nostres teixits!

7 comentaris :

XeXu ha dit...

Molt interessant! Em sembla que me'n vaig a dormir perquè ja he après una cosa nova. Ah no, que me n'he d'anar a treballar. Llàstima.

Però això de que tingui crom fa una mica de mal rotllo, no? Més val no llepar massa les forquilles i les culleres...

Carquinyol ha dit...

O sigui, que als oxígens se'ls hi posa un esquer de crom per a que deixin al ferro en pau... curiós !

Un pensa que té una olla d'acer inoxidable però resulta que realment és de crom oxidat !! Ja tenia raó en Yoda que la vista ens enganya, petit padawan...

Clidice ha dit...

interessantíssim! saber el per què passa és genial, gràcies :)

Alasanid ha dit...

Veus aquesta tampoc la sabia, una idea genial.

A més a més les propietats magnètiques (d'alguns acers inoxidables) també canvien si no ho tinc mal entès.

Júlia ha dit...

Això em recorda que l'alumini i l'aigua fan una reacció explosiva...
...Però que a la cuina no hi tenim problema, perquè s'ha format un òxid d'alumini que recobreix les olles, etc.

:)

Dan ha dit...

XeXu. Jo no patiria pel crom. Fa molts anys que fem servir l'acer inoxidable i no passa res.

carquinyol. La vista ens enganya perque no la tenim microscopica. Tanca els ulls i fes servir la força, Luke.

Clídice. Si es que tot té una explicació. I mira que resulta divertit trobar-la!

Alasanid. Fa dos dies jo tampoc :-)
Això de les propietats magnètiques no ho se, però no méstranyaria gens.

Júlia. L'Alumini amb l'aigua? Tampoc ho sabia això. Jo conmeixia lo mal que es porten el sodi metàlic li l'aigua, però l'alumini.... ja m'ho miraré.

Joana ha dit...

Molt interessant, com sempre,continuarem deixant que ens il·lustris tan bé.