El pilar fue fabricado por la forja de soldadura de piezas de hierro forjado. En un informe publicado en la revista Current Science, R. Balasubramaniam del IIT Kanpur explica cómo la resistencia del pilar a la corrosión se debe a una película protectora pasiva en la interfaz de óxido de hierro. La presencia de partículas de segunda fase (escoria y óxidos de hierro no reducidos) en la microestructura del hierro, la de altas cantidades de fósforo en el metal, y el humedecimiento y secado alternativos existentes en condiciones atmosféricas son los tres factores principales en los tres factores. Formación escénica de esa película pasiva protectora.
La lepidocrocita y la goetita son los primeros oxihidróxidos de hierro amorfos que aparecen tras la oxidación del hierro. Inicialmente se observan altas tasas de corrosión. Luego, interviene una reacción química esencial: la escoria y los óxidos de hierro no reducidos (partículas de la segunda fase) en la microestructura del hierro alteran las características de polarización y enriquecen la interfaz de la escala del metal con el fósforo, lo que promueve indirectamente la pasivación del hierro (cesación de la actividad de oxidación). Las partículas de la segunda fase actúan como un cátodo, y el metal mismo sirve como ánodo, para una reacción de corrosión mini-galvánica durante la exposición al ambiente. Parte de los oxihidróxidos de hierro iniciales también se transforma en magnetita, lo que frena un poco el proceso de corrosión. La reducción continua del lepidocrocito y la difusión de oxígeno y la corrosión complementaria a través de las grietas y poros en el óxido todavía contribuyen al mecanismo de corrosión de las condiciones atmosféricas.
El siguiente agente principal para intervenir en la protección de la oxidación es el fósforo, mejorado en la interfaz a escala de metal por la misma interacción química descrita anteriormente entre las escorias y el metal. Los antiguos herreros indios no agregaron cal a sus hornos. El uso de piedra caliza como en los altos hornos modernos produce arrabio que luego se convierte en acero; en el proceso, la mayor parte del fósforo es arrastrado por la escoria. [33] La ausencia de cal en la escoria y el uso de cantidades específicas de madera con alto contenido de fósforo (por ejemplo, Cassia auriculata) durante la fundición induce un mayor contenido de fósforo (> 0.1%, promedio de 0.25%) que en el hierro moderno producido en la explosión. Hornos (generalmente menos del 0.05%). Un análisis da 0,10% en las escorias y 0,18% en el propio hierro. Este alto contenido de fósforo y partición particular son catalizadores esenciales en la formación de una película protectora pasiva de misawite (d-FeOOH), un oxihidróxido de hierro amorfo que forma una barrera al adherirse junto a la interfaz entre el metal y la herrumbre. Misawite, el agente de resistencia a la corrosión inicial, fue nombrado así debido a los estudios pioneros de Misawa y colaboradores sobre los efectos del fósforo y el cobre y de las condiciones atmosféricas alternas en la formación de óxido.
El agente de resistencia a la corrosión más crítico es el hidrato de fosfato de hidrógeno de hierro (FePO4-H3PO4-4H2O) en su forma cristalina y se acumula como una capa delgada junto a la interfaz entre el metal y el óxido. Inicialmente, el óxido contiene óxido de hierro / oxihidróxidos en sus formas amorfas. Debido a la corrosión inicial del metal, hay más fósforo en la interfaz a escala de metal que en la mayor parte del metal. Los ciclos alternativos de humedecimiento y secado ambiental proporcionan la humedad para la formación de ácido fosfórico. Con el tiempo, el fosfato amorfo se precipita en su forma cristalina (este último es, por lo tanto, un indicador de la vejez, ya que esta precipitación es un suceso bastante lento). El fosfato cristalino eventualmente forma una capa continua al lado del metal, lo que resulta en una excelente capa de resistencia a la corrosión. En 1.600 años, la película ha crecido apenas una vigésima parte de un milímetro de espesor.
