Пленки адсорбционные

При наличии на поверхности металла полупроводниковой окисной пленки адсорбционная пассивация, возникшая в пленке со стороны раствора, передается через пленку на поверхностный слой металла под пленкой. [c.311]

Кривая (Кме)обр ЛВС соответствует активному растворению металла, не осложненному побочными явлениями. В точке В возможна адсорбция кислорода на поверхности металла, что приводит к затормаживанию анодной реакции в местах осаждения кислорода. С изменением потенциала от точки В к точке D происходит наряду с растворением формирование защитной пленки адсорбционного или оксидного типа на металлах, способных пассивироваться в данном растворе. При достижении потенциала Vk.u при токе пассивации ( скорость реакции анодного растворения резко уменьшается, достигая минимума в точке Е при потенциале полной пассивации Vs.n- Металл перешел в пассивное состояние. Скорость процесса не зависит от потенциала в довольно широком диапазоне, определяясь скоростью процесса химического растворения пленки в электролите. [c.22]

При граничной смазке трение зависит не только от свойств смазочного вещества, но и от свойств трущихся металлических поверхностей. Смазочное вещество возникает в процессе резания при взаимодействии поверхности с внешней средой - граничная смазка происходит при возникновении пленки, адсорбционно связанной с трущейся поверхностью. Ее сопротивление сдвигу выше, чем для жидких пленок, но выше и ее устойчивость к неблагоприятным условиям. Такая пленка выдерживает большие нормальные нагрузки, но слабо сопротивляется касательным и быстро истирается. [c.885]

Показано, что маслорастворимые ПАВ и ПИНС, вытесняющие воду по варианту 2, способны к быстрому вытеснению электролита с поверхности, металла, к защите его на начальных стадиях коррозионного процесса. В то же время продукты, вытесняющие воду по вариантам 1 и 2, образуют на металле защитные пленки адсорбционного (экранирующего) типа, не способные сами по себе к длительной защите металлов от коррозии. [c.72]

Граничная смазка обусловлена действием пленки, адсорбционно связанной с трущейся поверхностью. Толщина пленки колеблется от нескольких десятков до нескольких сотен ангстрем. Коэффициент трения при граничной смазке выше, чем коэффициент трения при гидродинамической смазке, но выше и устойчивость пленки к неблагоприятным условиям. [c.444]

В технике широко используются два метода получения пленок адсорбционным путем из жидкой фазы. Первый метод предусматривает введение в смазочную жидкость полярно-активных веществ, которые непрерывно адсорбируются на рабочих поверхностях, образуя тонкую антифрикционную защитную пленку. Второй метод предусматривает введение в смазочную жидкость тех или иных твердых смазок, которые в процессе работы непрерывно осаждаются на рабочей поверхности, формируя тонкий антифрикционный защитный слой. [c.76]

Уравнение написано в предположении, что пассивная пленка адсорбционная, однако те же рассуждения применимы к фазовой пленке. [c.213]

Очень большая замедленность анодной реакции ионизации металла имеет место при возникновении анодной пассивности (см. с. 305). Анодная поляризация металлов в определенных условиях может облегчать переход металлов в пассивное состояние (образование на металле первичных фазовых или адсорбционных защитных пленок), что сопровождается резким торможением анодного процесса с соответствующим самопроизвольным падением плотности тока и значительным смещением потенциала электрода в положительную сторону (участок BE на рис. 137) до значений, достаточных для протекания нового анодного процесса, обычно выделения кислорода [участок EF кривой (Ко,)обр DEF на рис. 137]. Значение этого вида анодной поляризации рассчитать нельзя и его берут обычно из опытных данных. [c.197]

Так, Г. В. Акимовым и В. П. Батраковым была предложена гипотеза (1956 г.) относительно пленочно-адсорбционной природы пассивности нержавеющих сталей (рис. 214). Согласно этой гипотезе, на поверхности нержавеющих сталей имеется тонкая, эластичная и плотная защитная пленка. Под пленкой и в порах пленки находятся атомы или ионы кислорода (или более сложные комплексы окислителя), хемосорбированные металлом. Поверхность, имеющая защитную пленку, приобретает потенциал, близкий к окислительно-восстановительному потенциалу коррозионной [c.312]

Н. Д. Томашов и Г. П. Чернова также считают более правильным говорить о пленочно-адсорбционном механизме торможения анодного процесса растворения металлов при их пассивности. При наличии сплощных пленок на поверхности металла адсорбционный механизм торможения анодного процесса, по мнению этих авторов, является добавочным и должен быть отнесен к этим пленкам, а не к поверхности металла. [c.312]

Таким образом, явление пассивности состоит в сильном замедлении анодного процесса растворения металлов вследствие и -менений заряда и свойств поверхности металлов, вызванных образованием на ней адсорбционных, фазовых или адсорбционно-фазовых пленок окислов или других соединений. [c.312]

На рис. 243 дана схема пленочного механизма пассивирую щего действия хромат-иона на коррозию железа хромат-ион реа гирует с ионом железа, возникшим в поре защитной окисной пленки (рис. 243, а), и образует нерастворимое соединение (рис. 243, б), которое, осаждаясь, закрывает пору и препятствует коррозии железа (рис. 243, е). На рис. 244, а приведена схема адсорбционного механизма действия того же аниона, который [c.346]

Несмотря на широкую распространенность способа повышения коррозионной стойкости поверхности металлов пассивными пленками, все же большое число явлений, наблюдаемых при пассивации, не может быть объяснено только одним защитным эффектом фазовой пленки. Так, например, при изучении пассивности нержавеющих сталей Г. В. Акимов пришел к выводу, что большая часть поверхности закрыта фазовой пленкой, под которой и в ее порах находятся адсорбционные атомы или ионы кислорода. [c.63]

С другой стороны, адсорбционная теория опирается на тот факт, что большинство металлов, подчиняющихся определению 1, являются переходными металлами в периодической системе (т. е. они имеют электронные вакансии или неспаренные электроны в d-оболочках атома). Наличие неспаренных электронов объясняет образование сильных связей с компонентами среды, особенно с Оа, который также содержит неспаренные электроны (что приводит к появлению парамагнетизма) и образует ковалентные связи в дополнение к ионным. Кроме того, переходные металлы имеют высокую температуру возгонки по сравнению с непереходными, что благоприятствует адсорбции компонентов окружающей среды, так как атомы металла стремятся остаться в кристаллической решетке, а образование оксида требует выхода из нее. Образование химических связей при адсорбции кислорода переходными металлами требует большой энергии, поэтому такие пленки называются хемосорбционными, в отличие от низкоэнергетических пленок, называемых физически адсорбированными. На поверхности непереходных металлов (например, меди и цинка) оксиды образуются очень быстро и любые промежуточные хемосорбционные пленки являются короткоживущими. На переходных металлах хемосорбированный кислород термодинамически более стабилен, чем оксид металла [22]. Многослойная адсорбция кислорода, характеризующаяся ослаблением связей с металлом, приводит с течением времени к образованию оксидов. Но подобные оксиды менее существенны при объяснении пассивности, чем хемосорбционные пленки, которые продолжают образовываться в порах оксида. [c.81]

Измеренные химические эквиваленты для вещества пассивной пленки около 0,01 Кл/см ) соответствуют (при факторе шероховатости 4) одному слою атомов кислорода (г = 0,07 нм), на котором хемосорбирован один слой молекул кислорода (г = 0,12 нм), следовательно, адсорбционная пассивная пленка может быть пред- [c.81]

Согласно адсорбционной теории, пассивность хрома и нержавеющих сталей, благодаря их повышенному сродству к кислороду, может достигаться путем непосредственной хемосорбции кислорода из воздуха или водных растворов. Количество кислорода, адсорбированного таким образом, имеет тот же порядок величины, что и пассивная пленка на железе, образованная путем анодной пассивации или пассивации в концентрированной азотной кислоте или хроматах [27]. Сходным образом атмосферный кислород может адсорбироваться непосредственно на железе и запассивировать его в аэрируемых щелочных растворах, а также в растворах близких к нейтральным с повышенным парциальным давлением кислорода . [c.82]

Первичная пассивная пленка вырастает в многослойную адсорбционную структуру М-О-Н, которая может считаться аморфным нестехиометрическим оксидом. По своим защитным свойствам он заметно отличается от стехиометрического оксида, в который он в конце концов может превратиться. [c.84]

Хорошее соответствие между наблюдаемым и предсказанным критическим составом сплава свидетельствует не только о влиянии электронной конфигурации на пассивность, но и об адсорбционной структуре пассивной пленки . [c.97]

Лэнгмюр показал [32], что достаточно монослоя адсорбата, чтобы значительно уменьшить сродство поверхностных атомов металла друг к другу и к среде. Такие адсорбционные пленки препятствуют холодной контактной сварке металлических поверхностей. Для КРН также характерно снижение поверхностного [c.140]

Механизм ингибирования детально не изучен, однако он, по-видимому, связан с образованием на поверхности металла адсорбционной пленки, которая обеспечивает защиту от действия воды или кислорода, или того и другого. При применении летучих нитритных ингибиторов к поверхности также доставляется определенное количество ионов NO2, которые пассивируют металл. [c.273]

Для предотвращения растрескивания крепежа нефтегазопромыслового оборудования его изготавливают из коррозионно-стойких материалов или применяют защитные покрытия [25]. В условиях ОНГКМ наиболее перспективна защита крепежа с помощью плазменных и диффузионных покрытий или нанесения ингибирующей смазки. Согласно [29], механизм защитного действия ингибирующих смазок заключается в том, что с поверхности металла вытесняется вода, и под действием сил адгезии образуется защитный адсорбционный слой, который предохраняет металл от коррозии благодаря механической изоляции его поверхности от влаги и кислорода воздуха. Пленка покрытия замедляет коррозию и защищает металл в результате формирования на его поверхности хемосорбционных слоев маслорастворимых ингибиторов коррозии. [c.41]

Решение задач о движении жидкости, покрытой адсорбционной пленкой, существенно упрощается в тех случаях, когда пленку можно считать несжимаемой, т. е. можно считать, что площадь каждого элемента поверхности пленки остается при движении постоянной. [c.347]

Примером того, насколько существенным в гидродинамическом отношении может оказаться наличие адсорбционной пленки, является движение пузырька газа в вязкой жидкости Если на поверхности пузырька никакой пленки нет, то наполняющий его газ тоже приходит в движение, и сила сопротивления, испытываемая пузырьком со стороны жидкости, оказывается отличной от той, которую испытывал бы твердый шарик того же радиуса (см. задачу 2 20). Если же пузырек покрыт пленкой адсорбированного вещества, то прежде всего непосредственно из соображений симметрии ясно, что пленка остается нри движении пузырька неподвижной. Действительно, движение в ней могло бы совершаться только по поверхности пузырька вдоль меридианов в результате происходило бы непрерывное накапливание вещества пленки у одного из полюсов пузырька (внутрь газа или жидкости адсорбированное вещество не проникает), что [c.347]

При катодной поляризации хрома, нержавеющих сталей и пассивного железа пассивность нарушается вследствие восстановления пленки пассивирующего оксида или пленки адсорбционного кислорода (в зависимости от принятой точки зрения на природу пассивности). К тому же, согласно адсорбционной теории, атомы водорода, образующиеся при разряде ионов Н+ на переходных металлах, стремятся раствориться в металле. Растворившийся в металле водород частично диссоциирован на протоны и электроны, а электроны способны заполнять вакансии d-уровня атомов металла. Следовательно, переходный металл, содержащий достаточное количество водорода, более не в состоянии хемосорбиро-вать кислород или пассивироваться, так как у него заполнены d-уровни. [c.98]

Необходимо указать, что пленочная и адсорбционная теория не противоречат, но лишь дополняют одна другую. По мере того, как адсорбционная пленка, постепенно утолщаясь, будет переходить в фазовую пленку, на торможение анодного процесса вследствие изменения строения двойного слоя постепенно будет накладываться также торможение этого процесса, вызванное затруднением прохождения ионов непосредственно сквозь защитную пленку. Таким образом, более правильно говорить об объединенной пленочно-адсорбционной теории пассивности металлов. Несомненно, что в зависимости от физических внешних условий окружающей среды и характера взятого металла возможны самые различные градации толщины защитных слоев. Исходя из анализа многочисленных экспериментальных исследований, можно, по-видимому, полагать, что в отдельных случаях, особенно в случае пассивирования благородных металлов, например платины, воздействие кислорода может и не завершаться образованием фазовых слоев, но останавливаться на стадии чисто адсорбционного кислородного слоя. Однако в других случаях за стадией адсорбции кислорода следует стадия образования сплошной пленки адсорбционного соединения и далее — пленки фазового окисла. При этом не обязательно, чтобы окисел, образующий пленку, был вполне иден-, тичен с существующими компактными окислами для данного ме- талла. После возникновения подобного защитного слоя (пленки) ч существенное и даже в некоторых условиях превалирующее зна-чение может иметь торможение анодного процесса, определяемое <3 пленочным механизмом. [c.17]

Процессы изнашивания всегда протекают при активном взаимодействии с внешней средой. Это взаимодействие обычно рассматривается с точки зрения образования граничных пленок, адсорбционного понижения прочности и пластификации поверхности, химического модифицирования поверхностных слоев. Механические свойства большинства кристаллических материалов обусловлены поведением дислокаций, изменяющимся при взаимодействии поверхности с внешней средой. Влияние среды на процессы деформации металлов начинается с уменьшения поверхностной энергии при физической адсорбции и продолжается в виде физических и химических процессов [18]. Активизация этих процессов существенно усиливается при наличии напряженного состояния поверхностных слоев, при массопереносных процессах, а также при деформировании слоев [6]. [c.164]

Кислород образует с металлом твердый раствор, вследствие чего анодный процесс тормозится. Влияние окисных пленок этой теорией, сходной с электрохимической адсорбционной теорией, отрицается. Эта теория не объясняет активируюш,его действия хлор-ионов. [c.309]

Рис. 266. Зависимость толщины адсорбционной пленки влаги на чистой тонкошлифованной поверхности железа от относи-

При очень малых толщинах пленки влаги (адсорбционных пленках) возможно торможение катодной деполяризационной реак- [c.376]

Существует две основные теории пассивности металлов. Согласно первой — пленочной теории па(. сивного состояния, торможение процесса растворения металлов наступает в результате образования на их поверхности фазовой пленки согласно второй—адсорбционной теории, для пассивирования металла достаточно образование мономолекулярного слоя или заполнения только части поверхности металла атомами кислорода или кис-,лородосодержащих соединений. [c.62]

С.хема осаждения влаги на поверхности металла показана на рис. (35. При относительной влажности воздуха ниже 100% на гладкой металлической поверхности образуется только мономо-лекулярная адсорбционная пленка влаги (рис. 133,и). При понижении температуры на металле начинается осаждение мельчайших капелек воды (рис. 133,6). При дальнейшем осаждении водяного пара капельки могут образовать тонкую сплошную плешчу по всей поверхности металла (рис. 133, ). Если иоверх-НОСТ1 металла шероховатая или на ней имеются частицы пыли. [c.175]

Благодаря последней реакции анодная пленка во время роста поддерживается в пористом состоянии, что позволяет продолжать длительное время процесс анодного окисления, несмотря на высокие изоляционные свойства окисла (AI2O3), и выращивать анодные пленки значительной толщины. Известны и другие способы электролитического оксидирования алюминия и его сплавов (в растворе хромовой кислоты, щавелевой кислоты и др-)-Анодные окисные пленки на алюминии обладают высокой адсорбционной способностью. Это свойство широко используется для увеличения защитных свойств пленок путем искусственного нанолнення их иассивирующими веществами (водные растворы бихромата). [c.330]

Согласно второй точке зрения, металлы, пассивные по определению 1, покрыты хемосорбционной пленкой, например, кислородной. Такой слой вытесняет адсорбированные молекулы HjO и уменьшает скорость анодного растворения, затрудняя гидратацию ионов металла. Другими словами-, адсорбированный кислород снижает плотность тока обмена (повышает анодное перенапряжение), соответствующую суммарной реакции М -f гё. Даже доли монослоя на поверхности обладают пассивирующим действием [16, 17]. Отсюда следует предположение, что на начальных этапах пассивации пленка не является диффузионно-барьерным слоем. Эту вторую точку зрения называют адсорбционной теорией пассивности. Вне всякого сомнения, образованием диффузионно-барьерной пленки объясняется пассивность многих металлов, пассивных по определению 2. Визуально наблюдаемая пленка сульфата свинца на свинце, погруженном в H2SO4, или пленка фторида железа на стали в растворе HF являются примерами защитных пленок, эффективно изолирующих металл от среды. Но на металлах, подчиняющихся определению 1, основанному на анодной поляризации, пленки обычно невидимы, а иногда настолько тонки (например, на хроме или нержавеющей стали), что не обнаруживаются методом дифракции быстрых электронов . Природа пассивности металлов и сплавов этой группы служит предметом споров и дискуссий вот уже 125 лет. Представление, что причиной пассивности всегда является пленка продуктов реакции, основано на результатах опытов по отделению и исследованию тонких оксидных пленок с пассивного железа путем его обработки в водном растворе KI + I2 или в ме-танольных растворах иода [18, 19]. Анализ электроно рамм пле- [c.80]

Это справедливо, когда металлы после травления находятся на воздухе. Если их шлифуют, лойальные высокие температуры, возникающие на поверхности, приводят к образованию заметных количеств оксида, но это не пассивная пленка. Для обнаружения адсорбционных пленок, в том числе и пассивирующих, используют метод дифракции медленных электронов. — Примеч. авт. [c.80]

Согласно адсорбционной теории, критический потенциал объясняют с точки зрения конкуренции адсорбции С1" и кислорода на пассивной пленке [32, 37]. Металл имеет большее сродство к кислороду, чем к ионам С1 , но если значение потенциала повышается, концентрация С1 возрастает, так что в конце концов ионы С1 могут заместить адсорбированный кислород. Наблюдаемый индукционный период — это время, которое требуется для успешной конкурирующей адсорбции на благоприятных участках поверхности металла, а также время проникновения С1" в пассивную пленку. Как было показано выше, в отличие от кислорода, адсорбция ионов С1" снижает анодное перенапряжение для растворения металла, чем объясняется более высокая скорость коррозии на участках, где произошло замещение. Другие анионы (например, NO3 или SO ), не разрушающие пассивную пленку и не вызывающие питттинг, конкурируют с С1" за места на пассивной поверхности. В связи с этим необходимо сдвигать потенциал до еще более высоких значений, чтобы увеличить концен- [c.87]

Структура пассивной пленки на сплавах, как и пассивной пленки вообще, была описана и теорией оксидной пленки и адсорбционной теорией. В соответствии с оксидно-пленочной теорией, защитные оксидные пленки формируются на сплавах с содержанием легирующего компонента выше критического, а незащитные — на сплавах ниже критического состава. В случае преимущественного окисления пассивной составляющей сплава, например хрома, защитные оксиды (такие как СГ2О3) формируются, только если содержание хрома в сплаве превышает определенный уровень. Эта точка зрения не позволяет делать никаких количественных прогнозов, а тот факт, что пассивная пленка на нержавеющих сталях может быть катодно восстановлена и не соответствовать стехиометрическому составу, остается необъясненным. Согласно адсорбционной теории, в водной среде кислород хемо-сорбируется на Сг—Fe-сплавах выше критического состава, обеспечивая пассивность, но на сплавах ниже критического состава он реагирует с образованием непассивирующей оксидной пленки. Насколько данный сплав благоприятствует образованию хемо-сорбционной пленки или пленки продуктов реакции, зависит от электронной конфигурации поверхности сплава, особенно от взаимодействия d-электронов. Так называемая теория электронной конфигурации ставит в связь критические составы с благоприятной конфигурацией d-электронов, обеспечивающей хемосорбцию и пассивность. Теория объясняет природу взаимодействия электронов, определяющую, какой из компонентов придает сплаву данные химические свойства, например, почему свойства никеля преобладают над свойствами меди в медно-никелевых сплавах, содержащих более 30—40 % Ni. [c.91]

Взаимодействие кислорода с чистой поверхностью металла протекает в три этапа I) адсорбция кислорода, 2) иуклеация, т. е. образование зародышей, 3) рост сплошной оксидной пленки. На первых стадиях адсорбции пленка состоит из атомов кислорода, так как свободная энергия адсорбции атомов кислорода превышает свободную энергию диссоциации его молекул. Методом дифракции медленных электронов удалось установить, что атомы некоторых металлов входят в состав адсорбционной пленки и образуют относительно стабильную двухмерную структуру из ионов кислорода (отрицательно заряженных) и металла (положительно заряженных). Как уже говорилось в отношении пассивирующей пленки (разд. 5.5), адсорбционная пленка, составляющая доли монослоя, термодинамически более стабильна, чем оксид металла. На никеле, например, она сохраняется вплоть до точки плавления никеля [1 ], тогда как NiO разрушается вследствие растворения кислорода в металле . Дальнейшая выдержка при низком давлении кислорода ведет к адсорбции на металле молекул Оа, проникающих сквозь первичный адсорбционный слой. Так как второй слой кислорода связан менее прочно, чем первый, он адсорбируется не диссоциируя. Возникающая в результате структура более стабильна на переходных, чем на непереходных металлах [2]. Любые дополнительные слои адсорбированного кислорода связаны еще слабее, и наружные слои становятся подвижными при повышенных температурах, о чем свидетельствуют рентгенограммы, отвечающие аморфной структуре. Вероятно, ионы металла входят в многослойную адсорбционную пленку в нестехиометрических количествах и к тому же относительно подвижны. Например, обнаружено, что скорость поверхностной диффузии атомов серебра и меди выше в присутствии адсорбированного кислорода, чем в его отсутствие [3]. [c.189]

Остаточная радиоактивность соответствует 3-10 атомов Сг/см (1,5-10" экв/см, что отвечает расходу электричества на формирование пассивирующей пленки 0,015 Кл/см ). Урав1 ение реакции написано, исходя из предположения об адсорбционном характере пассивирующей пленки, однако аналогичные рассуждения применимы и для пленок другого типа. [c.262]

Анион травильной кислоты также принимает участие в формировании адсорбционной пленки или структуры так называе410Г0 двойного слоя. Это объясняет различие в ингибирующем действии одних и тех же соединений в растворах НС1 и H2SO4. Например, ири введении 20 г/л хинолина скорость коррозии стали при 20 °С в М растворе H2SO4 составляет 26 г/(м -сут), а в 2М растворе НС1 — всего лишь 4,8 гДм -сут) в отсутствие ингибитора скорость коррозии составляет, соответственно, 36 и 24 г/(м -сут) [35]. [c.270]

Таким образом, механизм защитного действия разработанных ингибиторов основан на проявлении ими в коррозионной среде адсорбционно-инверсионного дуализма. С одной стороны, они приводят к образованию на поверхности стали сплошных эластичных адсорбционных пленок, хорошо выдерживающих воздействие на металл упруго-пластических деформаций, с другой — вызывают инверсию лимитирующей стадии катодного выделения водорода, препятствуя тем самым охрупчиванию стали. При этом на металле образуются мономолекулярные хемосорбционные пленки, увеличивается энергетический барьер ионизации атолюв железа, а сама хемосорбция молекул носит необратимый характер. [c.304]

Специалистами фирмы Travis разработана технология получения новых ингибиторов коррозии, способствующих формированию на защищаемой поверхности стойкой адсорбционной пленки, а также обладающих другими важными технологическими свойствами. [c.327]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...