Faglig innhold

Termodynamiske prinsipper for overflater og korrosjon: Elektrokjemisk korrosjonsteori, potensial - pH diagram, fri overflateenergi, overflatespenning, høytemperaturoksidasjon.

Overflater: Atomar struktur av overflater. Oksider og hydroksider på materialer. Sure og basiske grupper. Nullladningspotensial og pH. Hydrofiliske og hydrofobiske overflater. Fukting. Adsorpsjon. Begroing.

Korrosjonskinetikk: Faradays lov, massetap, polarisasjonskurver, blandpotensialteori, passivitet, effekt av massetransport, galvanisk kobbling. Korrosjonsformer, årsaker og utvikling. Uniform og lokalisert korrosjon. Innvirkning av metallurgiske, mekaniske, mikrobiologiske og miljørelaterte faktorer. Bruk av teorien for å estimere korrosjonshastigheter og forklare kjente korrosjonsformer ved forskjellige kombinasjoner av metall og miljø, spesielt fokusert på viktige konstruksjonsmaterialer.

Anvendelse i korrosjonsbeskyttelse:Elektrokjemiske metoder, overflatebehandling, belegg, korrosjonsinhibitorer. Prøvemetoder. Korrosjonsmåling og korrosjonsovervåking. Korrosjonsmanagement inkludert inspeksjon.

Læringsutbytte

Emnet bruker anvendelsesområder korrosjon og korrosjonsbeskyttelse til å innføre flere konsepter som er viktig i en rekke felt hvor materialer vekselvirker med en miljø gjennom sine overflater. Emnet inneholder teoretisk bakgrunn for ulike korrosjonsfenomen, -former og -beskyttelsesteknikker, med praktiske eksempler. Emnet viser også eksempler for anvendelser av samme prinsipper i blant annet katalyse, biologi, og metalproduksjon.

Studenten skal kunne vurdere, på basis av den fysikalske-kjemiske teoretiske bakgrunnen, om korrosjon vil oppstå eller ikke for et spesifisert material eller materialkombinasjon i en spesifisert omgivelse. Studenten skal kunne utlede atomar overflatatestruktur for viktige snitt gjennom kristallstruktur i viktige materialer. Studenten skal kunne forklare kjennetegn til hydrofiliske og hydrofobiske overflater og identifisere disse eksperimentellt. Studenten skal kunne forklare initiering of propagering i viktige korrosjonsformer. I tilfellet korrosjon kan forekomme i et gitt material/miljøkombinasjon, skal studenten kunne predikere den sannsynlige korrosjonsformen, estimere korrosjonshastigheten og foreslå mulige beskyttelsesmetoder med hensyn til sikkerhet, økonomi og miljø. Beskyttelsesmetoder inkluderer adsorpsjon av korrosjonsinhibitorer, bruk av belegg, galvanisk beskyttelse, m.fl. Studenten skal kunne planlegge og gjennomføre enkelte labforsøk for å estimere korrosjonshastiget med ulike metoder for et gitt material i en gitt omgivelse, og estimere effekten av en gitt beskyttelsesmetode. I tilleg skal studenten kunne gjennomføre enkelt feilsøking og velge egnete korrosjonsovervåkingsmetoder. Studenten skal kunne forklare rollen av korrosjonsbeskyttelsen for bærekraftig materialbruk.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, forskningsbaserte og praktiske regneeksempler i øvinger, laboratoriearbeid og et semesterprosjekt med saksstudier innen korrosjon. Regneeksempler og analyse av laboratoriearbeid krever bruk av enkle dataverktøy, f. eks. plotteprogramer. Utvalgte regne- eller utredningsoppgaver (inkludert semesterprosjekt) og laboratoriearbeid må være godkjent for adgang til eksamen.

Estimert arbeidsbelastning er ca. 200 timer i semesteret.

Obligatoriske aktiviteter

• Øvinger
• Laboratoriearbeid

Spesielle vilkår

Anbefalte forkunnskaper

Uorganisk kjemi

Forkunnskapskrav

TMT4111 - Generell kjemi, IMAK1001 - Generell kjemi for ingeniører eller tilsvarende

Kursmateriell

Peter Atkins, Julio de Paula, and James Keeler: Atkins' Physical Chemistry, Current edition, Oxford University Press

Kemal Nisancioglu, Andreas Erbe: Corrosion Basics and Engineering, Compendium, 1994-2025

Utvalgte kapittel til enkelttema

Valgfritt:

Einar Bardal: Korrosjon og korrosjonsvern, Fagbokforlaget, 1994 (Norsk)

Dieter Landolt: Corrosion and Surface Chemistry of Metals, EPFL Press, 2007 (Fordypende, avansert)