ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Контактные токи в металлических покрытиях из "Коррозия и защита металлов " Контактные токи возникают, как правило, и в тех случаях, когда какой-либо металл имеет на своей поверхности пористое металлическое покрытие, отличающееся по своему электрохимическому потенциалу от потенциала первого металла (основы). В некоторых случаях эти токи являются полезными, например при наличии на поверхности анодного покрытия (Zn, d), поскольку они электрохимически защищают основу. В других случаях, когда на поверхности имеется катодное покрытие (Си, Ni, Сг), контактные токи могут усилить коррозию защищаемого металла. [c.105] Для раскрытия механизма противокоррозионной защиты и разработки наиболее совершенных систем защитных покрытий очень важно научиться определять величину подобных коррозионных токов. К сожалению, до сих пор не найдено решения задачи для коррозионного элемента, в котором одним из электродов является металлическое покрытие, а другим — основание пор. [c.105] Объясняется это,в значительной степени экспериментальными трудностями, встречающимися при анализе подобных систем как было выше показано, для расчета контактных токов необходимо располагать поляризационными характеристиками электродов. Между тем один из электродов в рассматриваемой системе находится на дне тонких пор, которые имеющимися в настоящее время методами недоступны для электрохимических исследований. Поэтому не случайно, что до сих пор не было опубликовано ни одной реальной коррозионной диаграммы, которая бы описывала поведение биметаллической системы типа металл (основа) — металлическое покрытие. [c.105] Ниже описан новый метод исследования таких систем, который позволяет разобраться в электрохимическом поведении отдельных электродов, построить для них реальные коррозионные диаграммы и рассчитать ток элементов [44]. В основу метода положена следующая гипотеза. Если в покрытии, отличающемся по потенциалу от основы, имеются поры, заполненные электролитом, и омическое падение потенциала в порах невелико, то начальные потенциалы электродов должны измениться за счет поляризации появившимся в системе током. При больших омических падениях потенциала в порах, соизмеримых с начальной разностью потенциалов электродов, система окажется практически разомкнутой и при любой толщине покрытия (пористости) будет промеряться потенциал металла покрытия. Сравнивая потенциалы отдельных электродов и потенциал системы, который будет находиться в промежутке между ними, можно судить о характере поляризации электродов, контролирующем факторе коррозии и пористости системы. [c.105] При отсутствии в порах покрытий заметных омических падений потенциала система окажется полностью заполяризованной, ее потенциал и потенциалы обоих поляризованных электродов совпадут. [c.106] Для рассматриваемой системы реальную коррозионную диаграмму построить нельзя из-за отсутствия одной из поляризационных кривых (анодной для катодного покрытия и катодной для анодного). Однако эти трудности можно обойти следующим приемом. Учитывая, что скорости электрохимической реакции на покрытии и на цельном электроде из металла покрытия различаются мало (диффузионные и кинетические ограничения, а также площадь электрода из-за пор практически не меняются), можно построить катодную поляризационную кривую для покрытия (катода), на нее нанести потенциал системы основа — металлическое покрытие и по нему определить ток коррозионного элемента. Можно доказать, что определенный таким образом ток элемента является истинным и при заметном падении потенциала в порах. [c.106] Проиллюстрируем возможности предлагаемого метода на примере катодных гальванических покрытий. [c.106] Железо — медь. Потенциалы железных электродов, покрытых медью (рис. 47, а), как и предсказывалось, сильно зависят от толщины покрытия, что указывает на эффективную работу биметаллической системы. Чем тоньше слой медного покрытия, тем ближе потенциал электрода к потенциалу железа, откуда следует, что анодное растворение железа в порах протекает без заметной поляризации. При малых толщинах медного покрытия (1, 5 и 10 мкм) потенциал во времени разблагора-живается, что указывает на ускорение процесса анодного растворения железа в порах. С утолщением слоя меди потенциал электрода приближается к потенциалу меди и практически совпадает с ним при толщине слоя 40—50 мкм. Начиная с 20 мкм наблюдается уже облагораживание потенциала во времени, что свидетельствует об увеличении анодной поляризации металла в порах. [c.106] Железо — никель. Потенциалы никелированных образцов (рис. 47, б), как и медненых, располагаются между потенциалами подложки и покрытия. Однако, в отличие от меди, при увеличении толщины никелевого покрытия до 50 мкм не удается полностью исключить электрохимическое влияние основы и получить совпадение потенциала электрода и потенциала никеля. При малых толщинах никелевого покрытия (1, 5 и 10 мкм) потенциал разблагораживается, а при более толстых слоях облагораживается во времени, что указывает, соответственно на ускорение и замедление анодной реакции в порах. [c.106] Располагая данными о начальных потенциалах контактируемых металлов и потенциале системы, можно по методу, описанному выше, построить реальную коррозионную диаграмму для коррозионного элемента, включающего в качестве одного из электродов металлическое покрытие. [c.108] Катодные поляризационные кривые на металле покрытия были сняты в том же электролите, в котором измеряли потенциалы образцов с покрытиями. На этих кривых были отложены стационарные потенциалы образцов с покрытиями той или иной толщины и определены коррозионные токи. Полученные результаты (рис. 48 и 49, табл. 14) показывают, что в электрохимическом отношении при одинаковых толщинах покрытий наиболее активна система железо — медь, а наименее— система железо — хром. [c.108] Если при толщине покрытия 1 мкм коррозионный ток всех микроэлементов, действующих на 1 см поверхности в неперемешиваемом электролите, составляет для системы железо — медь 34 мка, то для системы железо — хром он равен 12 мка. Объясняется это в основном тем, что хромовое покрытие является, как видно из рис. 48, малоэффективным катодом. Этим и, вероятно, длительным сохранением у неото-жженного хрома более отрицательного потенциала можно объяснить, почему хромовое покрытие, нанесенное непосредственно на железо, часто хорошо защищает его от коррозии. Никелевое покрытие по защитному действию занимает промежуточное положение, но оно ближе к медному. [c.108] Определенный таким образом суммарный ток элементов и его изменение во времени характеризуют защитную способность покрытия и являются объективным показателем пористости. [c.111] Как видно, найденное решение задачи для коррозионного элемента, содержащего в качестве одного из электродов пористое металлическое покрытие, позволяет определить суммарный коррозионный ток, который характеризует защитные свойства и пористость покрытий. [c.111] Вернуться к основной статье