Электрохимическая напряжений

Параметры, характеризующие X. и. т. Электродвижущая сила — разность потенциалов на концах X. и. т. в отсутствие тока. Эдс зависит от применяемой электрохимич. системы и колеблется обычно от 0,5 до 2,5 в. Р а 3 р я д н о е н а-пряжение — та же разность потенциалов, но во время разряда определенным током. Разрядное напряжение меньше эдс из-за омич, сопротивлений и из-за поляризации электрохимической. Напряжение в процессе разряда, как правило, падает, вследствие чего необходимо различать начальное, среднее и конечное разрядные напряжения. Чем больше разрядный ток, тем меньше разрядное напряжение. Зарядное напряжение аккумуляторов всегда больше эдс, т. к. омич, потери и поляризация при заряде имеют знак, обратный знаку при разряде. Эдс и напряжение и. т. могут быть увеличены в любой степени последовательным соединением отдельных элементов или аккумуляторов в батарею. Сила разрядного тока зависит от сопротивления внешней цепи. Чем меньше зависимость напряжения X. и. т. от тока, тем выше максимально допустимая сила разрядного тока, при которой X. и. т. еще способен работать. Емкость — количество электричества (в а-ч), к-рое может отдать X. и. т. при разряде до конечного напряжения. Емкость зависит от общего количества активных материалов и от коэффициента их использования. Послед- [c.376]

Следовательно, окончательную обработку поверхностей заготовок следует вести такими методами и в таких условиях, чтобы остаточные напряжения отсутствовали или были минимальными. Целесообразно, чтобы в поверхностном слое возникали напряжения сжатия. Напряжения можно снизить, применяя, например, электрохимическую обработку. Для получения в поверхностном слое напряжений сжатия можно рекомендовать обработку тонким пластическим деформированием, например, обкатку поверхностей заготовок стальным закаленным роликом или шариком. [c.268]

Скорость и характер процесса электрохимической коррозии металла зависят от многих факторов, действующих одновременно. К внутренним факторам электрохимической коррозии металлов относятся факторы, связанные с природой металла, его составом, структурой, состоянием поверхности, напряжениями в металле и др. [c.324]

Ряд исследователей, признавая электрохимическую природу коррозионного растрескивания металлов, указывают на преобладающее значение конкуренции депассивации и пассивации, локализованной на концентраторах механических напряжений. [c.335]

Коррозия при трении представляет собой два сопряженных процесса 1) электрохимическое или химическое взаимодействие металла с агрессивной средой 2) механический процесс износа поверхностных защ,итных пленок и самого металла под воздействием напряжений третьего рода. [c.339]

Как видно из данных табл. 62, электродные потенциалы металлов зависят от природы анионов расплава и так же, как электродные потенциалы разряда анионов (табл. 63), существенно отличаются от электродных потенциалов в водных растворах как относительной величиной, так и расположением в электрохимическом ряду напряжений. [c.406]

Коррозионные испытания металлов в напряженном состоянии. Как известно, коррозия металла в напряженном состоянии носит специфический характер и отличается как от чисто механического, так и от чисто электрохимического его разрушения. Характерным видом разрушения металла при постоянных растягивающих напряжениях является коррозионное растрескивание металла. Разработано много методов испытаний на устойчивость [c.347]

Так как возможности ряда напряжений для предсказания электрохимического поведения металлов ограничены и этот ряд не включает сплавы (условия равновесия твердых сплавов со средой еще недостаточно изучены), можно составить так называемый электрохимический (или гальванический) ряд, в котором металлы и сплавы расположены в соответствии с их действительными потенциалами, измеряемыми в данной среде. Потенциалы, определяющие положение металла в электрохимическом ряду, могут включать как обратимые, так и стационарные значения, поэтому в ряду представлены сплавы и пассивные металлы. Ниже приводится электрохимический ряд металлов, контактирующих с морской водой [5а] (потенциалы возрастают сверху вниз) [c.41]

Заметим, что в электрохимическом ряду некоторые металлы занимают два положения, в зависимости от того, активны они или пассивны, а в ряду напряжений помещены металлы только в активном состоянии,так как только в этом состоянии достигается истинное равновесие. Напротив, пассивное состояние металла неравновесно, потому что поверхностная пленка не допускает нормального равновесия металла со своими ионами. Хотя существует только один ряд напряжений, очевидно, что электро сими-ческих рядов может быть несколько из-за различных свойств разных сред, а также различных склонностей металлов образовывать поверхностные пленки. Короче говоря, для каждой среды существует специфический электрохимический ряд, а относительное положение металлов в этих рядах может меняться в зависимости от среды. [c.42]

В электрохимической литературе широко обсуждается вопрос о выборе правильного расстояния между носиком капилляра и электродом В ввиду влияния L на распределение тока на электроде [2]. Одним из способов устранения ошибки, вносимой омическим падением напряжения в электролите, является установление в точке Y вибрирующего контакта, который прерывает ток в момент измерения потенциала (рис. 4.3). Прерывание тока может осуществляться с помощью камертона, коммутатора или электронным устройством. [c.50]

Пассивным называется металл, являющийся активным в электрохимическом ряду напряжений, но тем не менее корродирующий с очень низкой скоростью. Пассивность — это свойство, лежащее в основе естественной коррозионной устойчивости многих конструкционных металлов, таких как алюминий, никель и нержавеющая сталь. Некоторые металлы и сплавы можно перевести в пассивное состояние, выдерживая их в пассивирующей среде (например, железо в хроматном или нитритном растворах) или с помощью анодной поляризации при достаточно высоких плотностях тока (например, железо в серной кислоте). [c.70]

В свете накопленных данных возникло предположение [3, 30], что в основе механизма КРН лежит не электрохимическое растворение металла, а ослабление когезионных связей между поверхностными атомами металла вследствие адсорбции компонентов среды. Этот механизм был назван адсорбционным. Так как хемосорбция специфична, разрушающие компоненты среды также обладают специфичностью. С уменьшением поверхностной энергии металла увеличивается тенденция к образованию трещин при растягивающих напряжениях. Следовательно, этот механизм соответствует критерию образования трещин на стекле и других хрупких твердых телах — так называемому критерию Гриффитса, согласно которому энергия деформации напряженного твердого тела должна превышать энергию общей увеличившейся поверхности, образованной зарождающейся трещиной [31 ]. Любая адсорбция, снижающая поверхностную энергию, должна способствовать образованию трещин, однако вода, адсорбированная на стекле, снижает напряжение, необходимое для растрескивания. [c.140]

Так как напряжение на поверхности концентрируется в вершине надреза или в области дефекта, там и происходит быстрый рост трещин. Поверхностные дефекты (например, питтинги или усталостные трещины) действуют как эффективные концентраторы напряжений. К тому же в достаточно глубоких поверхностных дефектах электрохимический потенциал, как отмечалось ранее, отличается от потенциала поверхности состав и pH раствора в местах поражений также изменяются вследствие работы элементов дифференциальной аэрации. Эти изменения в сочетании с повышенным локальным напряжением способны инициировать КРН или ускорить рост трещины. Именно поэтому титановые сплавы с гладкими поверхностями устойчивы к КРН в морской воде, но разрушаются, если на поверхности образовались коррозионноусталостные трещины [44]. Действительное напряжение в вершине трещины глубиной а в напряженном пластичном твердом теле может быть рассчитано как коэффициент интенсивности напряжения Ki- Для образца, изображенного на рис. 7.9, Ki вычисляется по формуле [45, 46] [c.146]

Лабораторные исследования [84] показали, что для возникновения фреттинг-коррозии при трении стали о сталь требуется кислород, а не влага. Разрушение во влажном воздухе меньше, чем в сухом ещ,е меньшие разрушения наблюдаются в атмосфере азота. С понижением температуры коррозия усиливалась. Таким образом, становится очевидным, что механизм фреттинг-коррозии не электрохимический. Разрушение увеличивается с возрастанием нагрузки вследствие интенсивного питтингообразования на контактирующих поверхностях, так как продукты коррозии, например а-РеаОз, занимают больший объем (в случае железа — в 2,2 раза), чем металл, из которого образуется данный оксид. Так как при колебательном скольжении оксиды не могут удаляться с поверхности, их накопление ведет к локальному увеличению напряжения, а это ускоряет разрушение металла в тех местах, где скапливаются оксиды. С увеличением скольжения фреттинг-коррозия также возрастает, особенно при отсутствии смазки на. трущихся поверхностях. Увеличение частоты при одном и том же числе циклов снижает разрушение, но в атмосфере азота этого эффекта не наблюдается. На рис. 7.19 представлены графики зависимости фреттинг-коррозии от разных факторов. Заметим, что скорость коррозии в начальный период испытаний больше, чем при установившемся режиме. [c.165]

ЖЕРТВЕННЫЕ АНОДЫ. Если вспомогательный анод изготовлен из металла более активного (в соответствии с электрохимическим рядом напряжений), чем защищаемый, то в гальваническом элементе протекает ток — от электрода к защищаемому объекту. Источник приложенного тока (выпрямитель) можно не использовать, а электрод в этом случае называют протектором (рис. 12.2). В качестве протекторов для катодной защиты используют сплавы на основе магния или алюминия, реже — цинка. Протекторы, по существу, служат портативными источниками электроэнергии. Они особенно полезны, когда имеются трудности с подачей электроэнергии или когда сооружать специальную линию электропередачи нецелесообразно или неэкономично. Разность потенциалов разомкнутой цепи магния и стали составляет примерно 1 В (в морской воде магний имеет Е = —1,3 В), так что одним анодом может быть защищен только ограниченный участок трубопровода, особенно в грунтах с высоким удельным сопротивлением. Столь небольшая разность потенциалов иногда [c.218]

Механизм разрушения связывали также с КРН, протекающим в результате электрохимического растворения по активным участкам, которые возникают при создании напряжения в сплаве [c.323]

Имеются доказательства, что при пластической деформации атомы цинка концентрируются преимущественно у границ зерен Различия в составе приводят к электрохимическому взаимодей ствию таких участков с зернами. По этой причине в ряде агрес сивных сред небольшая межкристаллитная коррозия может про исходить и без приложенного напряжения. Однако участки пла стической деформации при определенных значениях потенциала могут способствовать адсорбции комплексных ионов аммония, что в свою очередь приводит к быстрому образованию трещин. Аналогичный эффект может наблюдаться и вдоль линий скольжения (транскристаллитное растрескивание). По-видимому, выделение цинка на границах зерен является существенной причиной наблюдаемой межкристаллитной коррозии латуней в то же время наличие структурных дефектов в области границ зерен или линий скольжения играет большую роль в протекании КРН. Следовательно, разрушение медных сплавов в результате растрескивания наблюдается не только в сплавах меди с цинком, но также и со множеством других элементов, например кремнием, никелем, сурьмой, мышьяком, алюминием, фосфором [21 и бериллием [31]. [c.338]

Можно выделить группы термодинамических свойств и выражающих их величин по признаку наиболее естественной связи с отдельными явлениями. Для тепловых явлений характерны температура, энтропия, теплоемкость при определенных условиях для механических — давление, плотность, сжимаемость, состояние деформаций и напряжений в теле для химических — количества веществ, их концентрации, химические или электрохимические потенциалы для поверхностных явлений — площадь поверхности, коэффициент поверхностного натяжения, адсорбция. [c.11]

Электрохимические предположения по вопросу одновременного разряда двух ионов металла рассмотрены на стр. 38. Следует особо отметить тот факт, что возможность одновременного разряда двух ионов ни в коем случае ке определяется положением их стандартных потенциалов в ряду электрохимических напряжений. Мерой служит потенциал разряда, который определяется процессами поляризации (см. стр. 24). Очень часто при электролизе поведение ионов не соответствует положению в ряде электрохимических напряжений. Как уже было упомянуто, например, в цианистых растворах, содержащих серебро в виде l[Ag( N2] и золото в видe Au( N)2] , серебро становится настолько положительным, что вытесняется золотом. [c.47]

На рис. 22 представлено влияние плотности тока на состав покрытия кадмийникелевым сплавом, полученным из ванн с различным содержанием кадмия. Содержание кадмия указывает на отношение кадмия к никелю в электролите. На рис. 22 видно, что при малых плотностях тока происходит осаждение одного кадмия. И только после превышения плотности тока, которая соответствует предельной плотности тока осаждения кадмия, начинает осаждаться с увеличивающейся скоростью наряду с кадмием и никель. Большое различие в степени поляризации при осаждении кадмия и никеля из сульфатных электролитов позволяет отделить кадмий от никеля, причем никель, занимающий в ряду электрохимических напряжений положительное место, остается в растворе, а более электроотрицательный кадмий осаждается. [c.51]

Некоторое затруднение в применении анодной электрохимической защиты — потребность в большом токе для пассивации конструкции — может быть устранено а) постепенным заполнением конструкции раствором под током б) предварительной пассивацией защищаемой поверхности пассивирующими растворами (например, 60% HNOg -f 10% К3СГ2О7) в) применением импульсных источников постоянного тока. Следует также поддерживать потенциал защищаемой конструкции в области оптимальных его значений, чтобы избежать возможного протекания некоторых видов местной коррозии (точечной, межкристаллитной и избирательной коррозии под напряжением). Слабым местом этого вида защиты является недейственность его выше ватерлинии, а иногда и недостаточность по ватерлинии, что требует иногда дополнения его другими методами защиты, в частности использованием для [c.321]

Характер адсорбции на отдельных кристаллйграфических плоскостях. При образовании защитных пленок может иметь значение не только плотность упаковки плоскости кристалла, но и соответствие кристаллографической структуры поверхности металла и возникающей пленки. При большом несоответствии в пленке возникают механические напряжения, приводящие к ее разрушению. Иногда кристаллографическая ориентация оказывает влияние на механизмы протекания анодного и катодного процессов электрохимической коррозии металлов. [c.327]

Эта электрохимическая микрогетерогенность поверхности металла возникает, по-видимому, в результате концентрации напряжений, а также вследствие концентрационной неоднородности отдельных зерен, особенно по их границам. [c.409]

К внутренннм факторам электрохимической коррозии металлов относятся факторы, связанные с самим металлом термодинамическая устойчивость, состояние поверхности, структура, напряжения и т. д. Вопросы термодинамической устойчивости металлов были рассмотрены нами в гл. Г и III. [c.69]

Как изпестпо, п)1и конструировании оборудования и установок Приходится часто применять разнородные металлы. Об опасности контакта различных металлов в первом приближении можно судить по величине стандартных электродных потенциалов металлов. Желательно использовать сочетание металлов, находящихся как можно ближе друг к другу в электрохимическом ряде напряжении. Однако в большинстве случаев это практически неосуществимо. [c.85]

Коррозионное растрескивание и коррозионно-усталостное разрушение металлов следует отличать от межкристаллитной коррозии металлов, протекающей без наличия механических напряжений в металле. Разрушения металлов типа коррозионного растрескивания и коррозионной усталости имеют много общего, поскольку характерным для обоих явлений является образование в металле трещин и отсутетвие на его поверхности значительных раз.ъеданий. Только изредка наблюдаются небольшие местные разъедания. Несмотря па большое количество исследований, механизм трещинообразования и развития трещин еще недостаточно ясен. Однако в большинстве исследований (Ю. Р. Эванс, Г. В. Акимов, Н. Д. Ромашов, А. В. Рябченков, Е. М. Зарецкий, В. В. Герасимов и др.) подтверждается электрохимический характер коррозии. Наряду с электрохимическим фактором на коррозионный процесс оказывают влияние и факторы механического и адсорбционного снижения прочности металла. В зависимости от преобладающего действия того или иного фактора характер коррозионного разрушения может изменяться. [c.107]

В соответствии с электрохимическим механизмом разрушения металла, развитие трещин можно представить следующим образом. Сначала на поверхности металла вознпканэт небольшие местные поражения, например в виде коррозионных язвинок. На этих участках начинает протекать электрохимический процесс при этом язвинки начинают действовать подобно запилу в качестве концентратора напряжений. Ма1сснмалы1ые значения напряжений будут на дне язвинок и поэтому дно будет иметь более отри- [c.108]

Электрохимический способ оксидирования алюминия носит название анодирования. Широко распространенный способ анодирования алюминия в растворе серной кислоты проводится при температуре 20—30° С, анодной плотности тока 2 а1дм , напряжении 10—20 н и длительности процесса 10 мин. Анодирование дает возможность получить на алюминии пленку толщиной порядка 5—20 мкм, а в сиециальных случаях до 100—200 мкм. Пленка окиси алюминия при анодном окислении образуется в результате протекания анодной реакции [c.330]

В 1940 г. Дикс [24] высказал предположение, что между металлом и анодными включениями (такими, как интерметаллид-ная фаза uAlj в сплаве 4 % Си—А1), выпадающими по границам зерен и вдоль плоскостей скольжения, возникают гальванические элементы. Когда сплав, подвергнутый растягивающему напряжению, погружен в коррозионную среду, локальное электрохимическое растворение металла приводит к образованию трещин к тому же растягивающее напряжение разрывает хрупкие оксидные пленки на краях трещины, облегчая таким образом доступ коррозионной среды к новым анодным поверхностям. В подтверждение этого механизма КРН был измерен потенциал на границе зерна металла, который оказался отрицательным или более активным по сравнению с потенциалом тела зерна. Более того, катодная поляризация эффективно препятствует КРН. [c.138]

Позднее эта точка зрения была распространена и на металлы, которые не образуют интерметаллидных соединений, но для которых характерно изменение фаз йли образование сегрегаций легирующих элементов или примесей в вершине трещины в ходе пластической деформации вследствие градиента состава здесь образуются гальванические элементы. Варианты этой теории содержат предположение, что трещины образуются механически и что электрохимическое растворение необходимо только для периодического сдвига барьеров при росте трещины [25]. Но хрупкое разрушение пластичного металла вряд ли возможно в вершине трещины. Кроме того, было показано, что удаление раствора Fe lg из трещины, образованной в напряженном монокристалле ujAu, сопровождается релаксацией напряжений в кристалле и —. .в результате —немедленным прекращением растрескивания, сменяющимся пластической деформацией [26]. Аналогичным образом, трещина, распространяющаяся в напряженной нержавеющей стали 18-8, погруженной в кипящий раствор Mg lj, останавли- [c.138]

Механизм КРН латуней был предметом многих исследований. Сплавы высокой чистоты и монокристаллы а-латуни также растрескиваются под напряжением в атмосфере NH3 [27]. В под-тверждение электрохимического механизма показано, что в растворах NH4OH потенциалы границ зерен поликристаллической латуни имеют более отрицательные значения, чем сами зерна. В растворах Fe lg, где коррозионное растрескивание не происходит, не наблюдается и подобного распределения потенциала [28]. Согласно другой точке зрения, на латуни образуется хрупкая оксидная пленка, которая под напряжением постоянно растрескивается, а обнажившийся подлежащий металл подвергается дальнейшему окислению [29, 30]. Возможно также, что структурные дефекты в области границ зерен напряженных медных сплавов способствуют адсорбции комплексов ионов меди с последующим ослаблением металлических связей (растрескивание под действием адсорбции). В соответствии с этим предположением, ионы Вг и С1 действуют как ингибиторы, вытесняя с поверхности комплекс металла (конкурирующая адсорбция). [c.338]

В сообщении Энгеля и Боймеля U ] приводятся данные о том, что в кипящем растворе нитрата кальция напряженное железо подвергается периодическому растрескиванию со скоростью 0,2 мм/с. Какая плотность коррозионного тока соответствует этой скорости Если это значение скорости считать характерным, то каков, по вашему мнению, электрохимический механизм роста пленок [c.391]

Кроме этого, локальный электрохимических коррозионный процесс ускоряется действующими в стенке, трубы растягивающими остаточшми напряжениями металлургического происхоадения и напряжениями в стенке трубы от давления перекачиваемого продукта. Причём последние возрастают по мере её утонения во впадине канавки, в такие за счёт постепенного увеличения концентрации напряжений (геометрический К08ф4иийент концентрации напряжений профиля канавки,в момент предразрушения достигает 0( 1,6... 2,0). За счет действующих суммарных напряжений механохимическая активность металла трубы в канавке возрастает по экспоненциальному закону о показателем экспоненты, пропорциональным действующим напряжениям [c.10]

Поскольку мембран, обладающих строго униполярной проводимостью, не существует, любой электрохимический элемент имеет в действительности некоторый ток самозаряда, что необходимо учитывать при его использовании для измерения термодинамических величин измеренное напряжение может оказаться меньше электродвижущей силы элемента (последняя считается положительной, если фаза б заряжена положительно относительно фазы у). [c.153]

Таким обравоы, исходя из результатов проведенных исследова-1 ий, процесс КР в настоящее время не может быть однозначно объяснен в рамках механизыв растворения СВ. В электрохимическом отношении СВ не оказывают определяющего влияния на протекание КР н могут воэдействовать на растрескивание металла только как инертные неметаллические включения, увеличивающие поля внутренних механических напряжений и. соответственно, уменьшающие стойкость к КР. [c.18]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...