Résistance à la corrosion du cuivre pur
Le cuivre pur est un métal non ferreux-avec une excellente résistance à la corrosion, ce qui constitue l'un de ses avantages les plus importants, outre sa conductivité électrique et thermique élevée. Il est largement utilisé dans les toitures, la plomberie, les échangeurs de chaleur, la quincaillerie marine, les boîtiers électriques et les composants décoratifs en raison de ses propriétés chimiques stables et de son mécanisme d'auto-protection.
Dans la plupart des environnements naturels et industriels, le cuivre pur présente une durabilité exceptionnelle.
Sa résistance à la corrosion provient principalement d’un film superficiel passif. Lorsqu’il est exposé à l’air, en particulier à une atmosphère contenant de l’oxygène et de l’humidité, le cuivre réagit avec l’oxygène pour former une couche mince, dense et fermement adhérente d’oxyde de cuivre (CuO et Cu₂O). Cette couche agit comme une barrière physique et chimique, empêchant toute oxydation ultérieure et toute pénétration de milieux corrosifs. Sur une longue période, sous l'action conjuguée de l'air, de l'eau de pluie et du dioxyde de carbone, ce film d'oxyde initial se transforme progressivement en une patine de carbonate basique de cuivre ou de sulfate basique de cuivre. Cette patine verdâtre est stable, ne-écaillée et auto-cicatrisante, offrant une protection à long-terme pour le matériau interne en cuivre. C’est pourquoi les anciens artefacts en cuivre et les toits modernes en cuivre peuvent rester intacts pendant des centaines d’années.
Dans les environnements d’eau douce, tels que les rivières, les lacs et les systèmes d’approvisionnement en eau domestique, le cuivre pur fonctionne très bien.
Il résiste à la corrosion causée par l'eau neutre ou légèrement alcaline et ne rouille pas et ne se dissout pas facilement. Pour cette raison, il est depuis longtemps un matériau préféré pour les conduites d’eau, les vannes et les tubes d’échangeurs de chaleur. Cependant, dans l'eau fortement acide ou dans l'eau à haute dureté-avec des ions spécifiques, le taux de corrosion peut augmenter légèrement.
Dans les environnements atmosphériques, y compris les atmosphères rurales, urbaines et industrielles douces, le cuivre pur présente une excellente durabilité.
Il n'est pas sensible aux polluants atmosphériques généraux. Cependant, dans les atmosphères industrielles très polluées avec des concentrations élevées de dioxyde de soufre, de sulfure d'hydrogène ou d'ions chlorure, le taux de corrosion s'accélère et la patine peut devenir plus lâche et moins protectrice.
Dans l’eau de mer et les environnements marins, le cuivre présente une bonne résistance générale à la corrosion, mais il est affecté par les ions chlorure.
La teneur élevée en chlorure de l’eau de mer peut briser localement le film passif, entraînant un certain degré de corrosion ou de piqûres. Par conséquent, dans les applications marines directes et à long terme, le cuivre pur est souvent remplacé par des alliages de cuivre tels que le laiton, l'aluminium, le cupronickel et le bronze, qui ont une résistance plus élevée et une meilleure résistance à la corrosion localisée.
Le cuivre pur ne résiste pas aux acides forts, en particulier aux acides oxydants tels que l’acide nitrique et l’acide sulfurique concentré, qui peuvent le dissoudre rapidement. Il se corrode également relativement rapidement dans les environnements contenant de l'ammoniac-, car l'ammoniac forme des complexes solubles avec les ions cuivre, détruisant le film de passivation de surface.
En résumé, le cuivre pur présente une excellente résistance générale à la corrosion dans les atmosphères neutres, les eaux douces propres, les environnements ruraux et les conditions faiblement alcalines, en s'appuyant sur sa couche d'oxyde et de patine stable pour son auto-protection. Il fonctionne modérément dans l'eau de mer et ne convient pas à un service à long terme dans des environnements industriels fortement acides, ammoniacaux ou fortement pollués. Pour les applications nécessitant une résistance à la corrosion plus élevée, les alliages de cuivre sont généralement sélectionnés à la place du cuivre pur non allié.
