Regular Article

Revisiting the passivation of stainless steels and other passive CRAs

Réexamen de la passivation des aciers inoxydables et autres métaux passivables

Consultant, 36 Chemin Mirassou, 64140 Lons, France

^* e-mail: jean-louis.crolet@wanadoo.fr

Received: 10 January 2018
Accepted: 29 March 2018

Abstract

All that was said so far about passivity and passivation was indeed based on electrochemical prejudgments, and all based on unverified postulates. However, due the authors’ fame and for lack of anything better, the great many contradictions were carefully ignored. However, when resuming from raw experimental facts and the present general knowledge, it now appears that passivation always begins by the precipitation of a metallic hydroxide gel. Therefore, all the protectiveness mechanisms already known for porous corrosion layers apply, so that this outstanding protectiveness is indeed governed by the chemistry of transport processes throughout the entrapped water. For Al type passivation, the base metal ions only have deep and complete electronic shells, which precludes any electronic conductivity. Then protectiveness can only arise from gel thickening and densification. For Fe type passivation, an incomplete shell of superficial 3d electrons allows an early metallic or semimetallic conductivity in the gel skeleton, at the onset of the very first perfectly ordered inorganic polymers (- M^II-O-M^III-O-)_n. Then all depends on the acquisition, maintenance or loss of a sufficient electrical conductivity in this Faraday cage. But for both types of passive layers, all the known features can be explained by the chemistry of transport processes, with neither exception nor contradiction.

Résumé

Tout ce qui a été dit jusqu’à présent sur la passivité et la passivation repose en réalité sur des a priori électrochimiques, tous basés sur des postulats jamais vérifiés. De par l’aura de leurs auteurs et faute de mieux, les très nombreuses contradictions ont donc été soigneusement ignorées. Cependant, en repartant à la fois des faits expérimentaux bruts et de la connaissance générale actuelle, il apparaît que la passivation commence toujours par la précipitation d’un gel d’hydroxyde métallique. Dès lors, les mécanismes de la protectivité déjà connus pour les dépôts de corrosion poreux s’appliquent aussi au gel, et cette extraordinaire protectivité est alors contrôlée par la chimie des processus de transport à travers l’eau immobilisée dans le gel. Pour la passivation de type Al, les ions du métal de base n’ont que des couches électroniques complètes et profondes, ce qui exclut toute conductivité électronique. Dès lors, la protectivité ne peut venir que d’un épaississement et d’une densification du gel. Pour la passivation de type Fe, une couche incomplète d’électrons 3d superficiels permet une conductivité précoce de type métallique ou semi-métallique dans le squelette du gel, dès l’arrivée des tout premiers polymères minéraux parfaitement ordonnés de type (-M^II-O-M^III- O-)_n. Ensuite tout dépend de l’acquisition, du maintien ou de la perte d’une conductivité électrique suffisante dans cette cage de Faraday. Mais pour les deux types de couches passives, toutes les propriétés connues peuvent être expliquées par la chimie des processus de transport, sans aucune exception ni contradiction.