Vad är anodiserat stål?

Anodiserat stål är stål som har fått en skyddande beläggning för att stärka det och fördröja effekterna av korrosion. Även om anodiserat stål kan se ut som många andra anodiserade metaller, särskilt aluminium, är det inte en sann anodiseringsprocess som skapar stålbeläggningen. Detta beror på att anodisering innebär att ytskiktet på själva metallen oxideras, vilket oftast görs med aluminium för att producera ett skyddande ytskikt av aluminiumoxid. När stål oxideras, blir resultatet dock att en beläggning av järnoxid, Fe2O3, mer känd som rost, som ger lite eller inget skydd för den underliggande metallen och faktiskt kan öka sannolikheten för det underliggande metallskiktet att fräta. Metoden som används för att skapa anodiserade stålprodukter går därför ut på att belägga metallen med andra typer av anodiserade metallytskikt baserade på oxider av zink, aluminium eller andra barriärföreningar.

En särskilt effektiv metod för att skapa anodiserat stål är att reagera det med kaliumhydroxid, KOH, eller natriumhydroxid, NaOH. Genom att använda dessa kemikalier växer ett magnetit-, Fe3O4- eller dikroiskt magnetitskikt på ytan som ger skydd åt det underliggande stålet. Medan magnetit i sig är blåsvart till färgen har dikroisk magnetit en optisk effekt där en regnbåge av färger reflekteras från ytan beroende på från vilken position den ses. Ofta kommer kokkärl i anodiserat stål att uppvisa denna regnbågseffekt eller andra anodiserade produkter som har ett visst estetiskt värde. Även om magnetit är nära besläktad med vanlig rost kemiskt, som ibland är sammansatt av föreningarna lepidokrocit, γFeOOH eller goetit, αFeOOH, har den mycket mer varaktiga och skyddande egenskaper än rost.

En annan metod som används för att skapa anodiserat stål är att belägga det med oxider av zink eller aluminium. Olika typer av syror används i ett elektrolytbad för att skapa oxider av beläggningsmetallerna, från kromsyra till svavelsyra och borsvavelsyra. Ståldelen fungerar som den negativa anoddelen av den elektriska kretsen i elektrolyten, och donatormetallen som zink eller aluminium utgör den positiva katoden. När ström går genom lösningen verkar den, tillsammans med syrabasen, för att avlägsna metalljoner från katoden och avsätta dem på anoden.

Ett av problemen med att skapa anodiserat stål är att det är en ädelmetall som i processen binds till metaller som aluminium som är oädla. Eftersom dessa metaller har olika korrosionspotential, är det vanligt att den oädla metallen utvecklar ett galvaniskt skikt mellan de två när de binds samman. Den galvaniska korrosionshastigheten baseras på den totala ytan där de två metallerna möts och hur passiva eller aktiva deras korrosionshastigheter är jämfört med varandra.

Den enda kommersiellt gångbara processen, där anodiserat stål tillverkas genom att belägga det med en annan elementär metall, är därför med den av rostfritt stål och aluminium. Det beror på att vanligt stål lider av en galvanisk korrosionseffekt som uppstår med aluminium när man försöker anodisera och detta förhindrar att en stark bindning bildas mellan metallerna. Galvanisk korrosion är ännu mer av ett problem med limningen av aluminium med metaller som koppar, brons och mässing, så dessa metaller anodiseras vanligtvis inte tillsammans. Ett annat problem som kan hämma anodiseringsprocessen, även om rostfritt stål är sammankopplat med aluminium, är om kloridspår kontaminerar processen. Sådan kontaminering kommer också att resultera i allvarliga galvaniska defekter och göra den anodiserade beläggningen opålitlig.