חלודה

חלודה היא סוג של שיתוך שעובר ברזל בנוכחות מים, בעיקר, וחמצן. החלודה היא תחמוצת הברזל Fe₂O₃.

חלודה מורכבת מתערובת של תחמוצות והידרוקסידים (תרכובות המכילות יון הידרוקסיד, OH^-‎) של ברזל. היא מופיעה לעיתים קרובות מאוד בצורת מתכת אדומה-חומה, פריכה ואבקתית, על-גבי משטחים וחפצים מברזל החשופים למים וחמצן (הנמצאים באוויר. מכאן שדי בחשיפה לאוויר כדי לגרום לחלודה), כגון גדרות ושערים, מכוניות, ופסלים.

החלודה נוצרת באיטיות ובהדרגה. תחמוצות הברזל הנוצרות מתפוררות בקלות ואינן משתוות לברזל הטהור בחוזקן. החלודה, לפיכך, גורמת להרס המשטח שהיא תוקפת, והיא מהווה בעיה משמעותית איתה מנסה האנושות להתמודד מזה אלפי שנים.

טיפול ומניעה

בימי קדם נעשה שימוש רב בברזל; כאשר החלידו ללוחם שריון או נשק, לחוטב עצים גרזן או לבעל עבודה כליו, היה הנפח המקומי שם את הכלי החלוד על פחם בוער כדי שהחמצן יגיב עם הפחמן לכדי היווצרות פחמן דו-חמצני (CO₂) והעלמת רוב החלודה. הכלי היה חוזר לקדמותו לאחר השחזה.

קיימות מספר גישות עיקריות בהתמודדות עם החלודה:

ציפוי משטח הברזל בחומר הגנה. את רוב המשטחים החיצוניים מקובל לצבוע, דבר המעניק הגנה בנוסף לאסתטיות. צביעה אינה מעניקה הגנה תמידית, ועם הזמן הצבע מתקלף, נסדק ומתבלה וחמצן ומים חודרים אל הברזל דרכו. יצרני הצבע שוקדים באופן תמידי על יצור צבעים מתקדמים, שיספקו הגנה טובה יותר בפני חלודה. הצבעים המתקדמים ביותר משמשים לציפוי מכוניות; הללו מגנים על המכונית בפני חלודה במשך שנים ארוכות. במקרה של משטח אותו לא ניתן (או לא משתלם) לצבוע, ניתן להגן עליו בעזרת חומרים אחרים, כגון לכה, שעווה ועוד.
חיבור אנודת הקרבה, מתכת בעלת אלקטרושליליות נמוכה מהברזל, כמו מגנזיום או אבץ, שתחליף את האלקטרונים שיאבדו לברזל, ובכך תעכב את חמצונו.
ציפוי משטח הברזל בשכבה דקה של מתכת אחרת, כגון אבץ. ציפוי זה נקרא גלוון, והוא נעשה באופן חשמלי או באמצעות טבילה חמה. התהליך משמש בעיקר לציפוי חפצים קטנים, כגון מסמרים, אך לא רק. שיטה זו מספקת הגנה בשתי צורות - מניעת מגע ישיר עם אוויר או מים מצד אחד, ואפקט "אנודת הקרבה" מצד שני.
הוספת חומרים לברזל המונעים את החלדתו. פלדת אל-חלד, למשל, מורכבת מ-10% כרום, וכמויות קטנות יותר של ניקל ולעיתים מתכות אחרות. תוספים אלו מונעים את התרכבות הברזל עם החמצן והמים.