ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Специфика защитного действия покрытий из "Покрытия и техническая эстетика " Защитное действие слоя покрытий, отделяющего конструкционный материал от коррозионной среды, в большинстве случаев носит чисто физический характер. Однако в ряде случаев возможен электрохимический механизм защитного действия, обусловленный природой основы и покровной пленки, а также свойствами коррозионной среды. Для иллюстрации такой возможности рассмотрим несколько типичных примеров. [c.59] Пусть одна и та же стальная деталь, находящаяся во влажной атмосфере, в одном случае покрыта силикатной эмалью, в другом— медью, а в третьем — цинком. Если слой покрытий во всех случаях является сплошным и беспористым, покрытия представляют собой физический барьер, отделяющий сталь от окружающей среды и исключающий возможность коррозионного разрушения основного металла. [c.59] Но если по тем или иным причинам покровные пленки окажутся не идеально сплошными и атмосферный кислород найдет доступ к поверхности стали, эффективность защиты в рассматриваемых нами примерах окажется принципиально различной. [c.60] Стеклоэмалевая покровная пленка, являясь диэлектриком (рис. И, а), не будет принимать непосредственного участия в возникновении и развитии электрохимической коррозии на стали. В этом случае на свободных от покрытия участках стали коррозионное разрушение протекает по приведенной выше схеме (см. рис. 11) за счет работы микрогальванических элементов, образующихся на поверхности основного металла. [c.60] При локальном обнажении стали под медным покрытием (рис. 11, б) коррозионный процесс развивается главным образом за счет работы короткозамкнутой электрохимической пары медь — железо, в которой медь, как более благородный металл, будет нерастворимым электродом — катодом, а сталь—интенсивно растворяющимся анодом. Большая разность потенциалов между медью и железом создает условия для более интенсивной электрохимической коррозии, чем в случае неомедненной стали. Поэтому, когда металл покрытия является менее активным, чем металл основы, сплошность и беспори-стость покровных пленок является одним из решающих условий надежной антикоррозионной защиты конструкционных металлов. [c.60] В третьем варианте защитного покрытия (рис. 11, в), металл покрытия — цинк — является более активным (электроотрицательным), чем сталь и потому в первую очередь подвергается окисляющему действию атмосферного кислорода. Разрушаясь, он сохраняет основной металл — сталь. В этом и других аналогичных случаях покрытие выступает как протектор, а защита носит электрохимический характер. [c.60] Таким образом, все защитные покрытия на металлах делятся на нейтральные, катодные и анодные. Конечно, в реальных условиях течение коррозионного процесса может значительно усложняться наложением различных дополнительных факторов и потому деление это является до некоторой степени условным. [c.60] Непременным условием для любого выбранного варианта является надежное сцепление (адгезия) покрытия с основой и отсутствие сквозных пор в покровной пленке [62]. Коррозионный процесс, зародившийся на участке сквозной поры или царапины, при идеальном сцеплении мог бы иметь локальное значение (рис. 12, а) В случае ослабленного сцепления продукты окисления способствуют отрыву покровной пленки по периметру коррозионного очага, непрерывно расширяя фронт контакта основного металла с коррозионной средой (рис. 12, б, в). Сила сцепления, или адгезионная связь покрытия с поверхностью конструкционного материала, характеризуется двумя составляющими — специфической и механической. Первая является определяющей и зависит от совокупности физико-химических свойств основы и покрытия. Вторая составляющая менее эффективна и проявляется при нанесении покрытий на сильно развитую (шероховатовую) поверхность. [c.61] Если покрытие не испытывает в процессе эксплуатации значительных истирающих усилий, а сама покровная пленка достаточно устойчива в эксплуатационной среде, толщина покровной пленки должна быть не более той, которая обеспечивает беспористость. Если же условия эксплуатации связаны с физическим или химическим износом самой покровной пленки, толщина покрытия должна быть соответственно увеличена. При этом, следует учитывать связь между макрорельефом поверхности основы, который зависит от принятой технологии изготовления деталей, сцеплением и пористостью. Известно, что сцепление покрытия с основой при прочих равных условиях всегда больше на шероховатой, а пористость — при одинаковых толщинах — меньше на гладкой поверхности [23]. [c.62] Многие защитные пленки по основным физико-химическим показателям могли бы служить надежной защитой от коррозии. Однако плохое сцепление с поверхностью конструкционных материалов ограничивает их самостоятельное применение. Наоборот, ряд покрытий, имея хорошее сцепление с основой, даже в относительно толстых слоях обладает повышенной пористостью. Иные, обладая высокими адгезионными свойствами и беспористостью, плохо сопротивляются истиранию и атмосферным влияниям. Последнее особенно существенно, когда покрытия наряду с защитными должны обладать определенными декоративными свойствами. [c.62] Таким образом, сложный и подчас противоречивый комплекс требований, предъявляемых к защитным и особенно к защитно-декоративным покрытиям, редко удается обеспечить нанесением однородных пленок. В ряде случаев возникает необходимость применения двух- и трехслойных комбинированных покрытий. [c.62] Очень часто правильно выбранная комбинация различных по своим физико-химическим характеристикам пленок при незначительном увеличении суммарной толщины покровного слоя коренным образом улучшает антикоррозионные свойства покрытий [30]. [c.63] Однако электрохимическое поведение никеля в случае двухслойного покрытия коренным образом изменяется. В случае непосредственного контакта со сталью никель выступает как более благородный металл, в то время как, соприкасаясь с медью в электрохимической паре медь — никель, он в большинстве случаев становится растворимым электродом, сравнительно быстро тускнея и разрушаясь во влажность атмосфере. [c.64] Этот недостаток двухслойного покрытия медь — никель устраняется, если на слой никеля нанести тонкую пленку электролитического хрома, который, обладая высокой инертностью во влажной атмосфере, будет защищать никель от потускнения и способствовать сохранению блеска покрытия в процессе длительной эксплуатации. [c.64] Другие аналогичные примеры будут приведены в главе о комбинированных покрытиях. [c.64] Вернуться к основной статье