ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Снятие поляризационных кривых из "Методы исследования коррозии металлов " Снятие поляризационных кривых при изучении коррозионных процессов преследует различные цели. К ним можно отнести изучение кинетики катодного или анодного процессов, установление оптимальной величины защитного тока при применении катодной или протекторной защиты, графический метод расчета дифференцэффекта, изучение влияния катодных контактов на коррозию конструкций, исследование явления пассивности и др. [c.162] Приведенные примеры показывают, что в случае, когда поляризационные кривые имеют простую форму, оба способа (галь-ваностатический и иотенциостатический) дают одинаковые результаты. [c.164] Кривая катодной поляризации вследствие этого сместится в сторону более отрицательных значений. Если сопротивление пленки значительно, то катодная кривая будет огфеделяться этим уравнением, т. е. будет стремиться превратиться в прямую. [c.167] Однако практически перегиб на катодной кривой от начавшегося выделения водорода может быть отмечен при более отрицательных потенциалах вследствие наличия перенапряжения водорода на материале катода. [c.167] Степень влияния перечисленных факторов на форму экспериментальных кривых поляризации неодинакова и изменяется от случая к случаю по-разному. [c.167] При низких концентрациях силиката катодные кривые смещаются в область более положительных значений потенциала, на них появляется типичный участок, характеризующий процесс коррозии с кислородной деполяризацией. Это указывает на облегчение процесса ионизации кислорода на железе при низких концентрациях силиката. Увеличение концентрации ЫзгЗЮз до 2—3 г/л, наоборот, вызывает затруднение катодной реакции. Об этом свидетельствует исчезновение характерного участка кислородной деполяризации и значительное увеличение поляризуемости железного анода. [c.171] Прибор для производства таких измерений при комнатных и повышенных температурах приведен на рис. 131. Форма и устройство образца-электрода при снятии поляризационной кривой отличается от образца-электрода при измерении потенциалов. [c.176] Наиболее совершенным, с точки зрения инертности материала, является крепление образцов путем впаивания их в стеклянный держатель (рис. 111). Однако этот способ имеет свои недостатки запаивать можно лишь небольшие образцы, изоляции подвергаются не все металлы, затрудняется крепление их и подвод тока, при неосторожном обращении держатели бьются. [c.176] Выше указывалось, что для снятия поляризационных кривых важна тщательная подготовка поверхности образца. В тех случаях, когда проводится комплексное исследование коррозионной стойкости, потенциала и поляризуемости, исследуемая поверхность должна быть подготовлена так же, как и перед коррозионными определениями. Снятию поляризационных кривых должно предшествовать измерение во времени потенциала, позволяющее установить первые стационарные значения его, от которых и следует начинать измерения. В начале измерений естественно встает вопрос о том, какими плотностями тока поляризовать электрод и сколько выдерживать его при данной плотности тока, прежде чем производить замеры потенциала. Стандарта для этого нет, однако нужно учесть, что любое смещение потенциала при поляризации начнется только тогда, когда извне будет приложена такая сила тока, которая превысит силу тока саморастворения. Следовательно, в условиях, когда идет относительно интенсивная коррозия, начало поляризации будет при сравнительно более высоких плотностях тока, чем в том случае, когда коррозионные пары генерируют меньший коррозионный ток. Практически поляризацию осуществляют, плавно повышая силу (плотность) тока от тех значений, которые вызывают первые смещения потенциала в положительную или, соответственно, в отрицательную сторону. Ориентиром для установления времени выдержки при каждой очередной плотности тока является установление стационарного значения потенциала, часто оно наступает через 5— 15 мин. после наложения соответствующей плотности тока. В отдельных случаях, когда поверхность металла во время поляризации испытывает заметные изменения, например в связи с разрушением или, наоборот, в связи с образованием защитных пленок, для установления устой-чивого значения потенциала требуется 30—60 мин. и более. [c.177] При измерениях целесообразно располагать носик электролитического мостика к электроду сравнения на некотором расстоянии от поверхности образца, стараясь не экранировать ее. Обычно достаточно отодвинуть носик мостика на 3—4 мм от поверхности электрода. При снятии поляризационных кривых следует тщательно проверять пути прохождения тока через металлические проводники и электролит, особое внимание обращая на места контактов. Для облегчения этого контроля имеет смысл, собирая схему, использовать проводники с изоляцией разного цвета и применять для измерения потенциалов проводники одного цвета, а для поляризации — другого. При измерениях следует проявлять максимальную аккуратность. Практика показала, что отсутствие воспроизводимости часто связано с увеличением сопротивления в электролите вследствие появления пузырьков воздуха в кранах и электролитических мостиках или с нарущением электрического контакта в соединениях проводников. [c.178] Наиболее простым прибором для снятия нотенциостатпче-ских поляризационных кривых является потенциостат, устройство которого основано на электрической низкоомной схеме. В литературе его называют классический потенциостат [267, 268, 276, 281]. По мнению исследователей 26в], он обладает ценными достоинствами 1) низкой стоимостью 2) высокой точностью и 3) простой схемой. [c.179] Очевидно, что разность потенциалов АЕ тем больше будет приближаться к скачку потенциала на аноде АЕа, чем меньше составляющая I в уравнении (40). Из чего же складывается эта составляющая и что необходимо сделать, чтобы ее уменьшить Перепад потенциала на катоде АЕк связан главным образом с поляризацией катода, т. е. чем меньше поляризуется вспомогательный электрод (в рассматриваемом случае катод), тем меньше составляющая I уравнения (40). [c.179] Для уменьшения поляризуемости катода предложено [267, 268, 276—278] несколько приемов. К ним относится увеличение поверхности катода, применение неполяризующихся электродов, осуществление дополнительной поляризации и другие пути. Дополнительную поляризацию катода [280] производят до таких значений потенциала, при которых катод перестает существенно поляризоваться, например на схеме, приведенной на рис. ИЗ, эти значения потенциала начинаются от Ек и более. [c.179] В идеальном случае — составляющая I уравнения (40) равна нулю точки потенциостатической поляризационной кривой определяются строго горизонтальными отрезками. Практически эти отрезки всегда проходят под некоторым углом к горизонтальной оси и угол этот тем больше, чем относительно больше составляющая I уравнения (40) отличается от нуля [268]. В качестве источника тока, обеспечивающего постоянный потенциал, независящий существенно от величины отбираемого тока, можно использовать аккумуляторные батареи с большой емкостью или лабораторные выпрямители переменного тока с низкоомным делителем напряжения. [c.180] Для того чтобы дробить и плавно изменять разность потенциалов, даваемую такими источниками тока, наиболее целесообразно применять реохордную потенциометрическую схему. [c.180] Схема классического потенциостата в любых ее вариантах, по существу, состоит из исследуемой ячейки, потенциометра для измерения потенциала и потенциометрической части для установления заданного потенциала. [c.180] Еще одним примером классического потенциостата [17] может служить схема, приведенная в работе [17]. В этой схеме [280, 281] плечи делителя напряжения представляют собой трубку из нержавеющей стали длиной 3,5 м и сопротивлением 0,1 ом. В связи с возможностью протекания большого тока и разогрева трубки через нее пропускается вода для охлаждения. [c.181] Усовершенствованием схемы классического потенциостата являются в последние годы схемы электронных потенциостатов, в которых происходит быстрое автоматическое регулирование потенциала одного из электродов системы. Схема электронного потенциостата включает в себя усилитель постоянного напряжения с обратной связью, обеспечивающий автоматическое поддержание заданного значения потенциала. Обычно в комплект потенциостата входит потенциометр на входе для навязывания определенного потенциала и блок противотока, обеспечивающий снятие поляризационных характеристик того или иного знака и устойчивое прохождение нуля тока. Варианты различных электронных потенциостатов в основном различаются схемами усилителя постоянного напряжения, главными критериями которого являются крутизна усиления (точность измерения), быстродействие (скорость регулирования) и максимальный выходной ток [266, 279, 282—291]. Большое количество потенциостатиче-ских поляризационных кривых в нашей стране было снято с помощью электронных потенциостатов, схемы которых приведены в работе [290]. [c.182] Для решения многих задач вполне оправдывается применение классического потенциостата. Основное преимущество электронного потенциостата заключается в том, что он позволяет проводить исследования в средах с низкой электропроводностью и изучать процессы, скорость которых относительно велика (например, некоторые случаи быстрой пассивации). [c.182] Вернуться к основной статье