Поверхность металла потенциала

Возможно также образование двойного электрического слоя, обусловленного одновременно несколькими причинами, например ионно-адсорбционного слоя при адсорбции поляризуемых атомов кислорода на поверхности металла в условиях перехода катионов из металла в электролит (рис. 106, к) — ионно-адсорбционный потенциал. [c.150]

Потенциал, при котором поверхность металла не заряжена и соответственно отсутствует ионный двойной электрический слой, называют, по А. Н. Фрумкину, потенциалом нулевого заряда и обозначают V (0). [c.161]

Схема компенсационной установки для измерения емкости двойного электрического слоя изображена на рис. 117. Метод состоит в сообщении поверхности металла и раствору некоторых малых количеств электричества AQ и —AQ и вычислении изменения потенциала электрода АУ и емкости. Чтобы электричество не тратилось на электрохимические реакции, при работе используется переменный ток высокой частоты. [c.166]

Эффект увеличения скорости растворения металла наблюдается, если скачок потенциала сосредоточен в ионном двойном слое. Эффект снижения скорости растворения металла (пассивность может наблюдаться, если скачок потенциала приходится на поверхностный слой металла анодная поляризация уменьшает кинетическую энергию поверхностных электронов (поверхностного уровня Ферми), что приводит к усилению их связи с поверхностными положительными ионами металла и, как следствие этого, к уменьшению свободной энергии и адсорбционной способности поверхности металла. [c.311]

При выборе ингибиторов коррозии металлов большое значение имеет заряд поверхности металла в данном электролите, т. е. его потенциал ф в шкале нулевых точек (см. с. 164). Если поверхность металла заряжена положительно (т. е. ф > О, например, у РЬ, d, Т1), это способствует адсорбции анионов, которые, образуя на металле анионную сетку , снижают перенапряжение водорода и ионизации металла, что нежелательно, так как приводит к ускорению коррозии. Замедляющее действие могут в этих условиях оказать лишь анионные добавки экранирующего действия, а замедлители катионного типа не применимы. [c.348]

Эффективность защитного действия анодного контакта тем больше, чем отрицательнее электродный потенциал, меньше анодная поляризуемость и больше поверхность металла анодного протектора. [c.362]

Адсорбционная конденсация влаги обусловлена проявлением адсорбционных сил на поверхности металла и способна создавать слои влаги толщиной до нескольких десятков молекулярных слоев (рис. 266). Кроме того, согласно уравнению (708), потенциал мениска равен т. е. обратно пропорционален радиусу кривизны [c.375]

Для исследования состояния поверхности металлических образцов и процессов адсорбции на ней, а также свойств окисных и защитных изоляционных пленок на поверхности металла применяют емкостно-омический метод (рис. 358). Емкость и сопротивление исследуемого электрода определяют компенсационным методом — подбором соответствующих величин емкости и сопротивления Rs на мостике переменного тока с осциллографом в качестве нуль—инструмента. В электрохимических исследованиях этот метод сочетают с поляризационным методом, измеряя импеданс (полное активное и реактивное сопротивление цепи переменного тока) при различных значениях потенциала исследуемого электрода (см. 166). [c.465]

Необходимым условием всякого электрохимического корро-знойного процесса является неравенство Ьа <. с т. е. различие потенциалов катодных и анодных процессов на поверхности металла. Основным условием возможности прохождения процесса коррозии металла с водородной деполяризацией с определенной скоростью является требование, чтобы электродный потенциал анода (металла) был более отрицателен, чем потенциал разряда водородных ионов с этой скоростью при данных условиях. [c.42]

Если электрод поляризован током достаточно высокой плотности, приводящим к смещению потенциала от Е ор на 100 мВ и более [16], обратные реакции становятся несущественными и, в зависимости от направления приложенного тока, поверхность металла полностью работает как анод или катод. Соответственно, [c.61]

Можно принять, что Ер — равновесный потенциал этой реакции, а 0-М соответствует кислороду, содержащемуся в пассивной пленке любого состава и структуры на поверхности металла М. Количество кислорода, связанного с металлом, не имеет значения в настоящих рассуждениях. Далее следует, что [c.74]

С другой стороны, согласно адсорбционной теории [16], ионы С1 адсорбируются на поверхности металла, конкурируя с растворенным О2 или 0Н . Достигнув поверхности металла, С1 способствует гидратации ионов металла и облегчает переход их в раствор, в противоположность влиянию адсорбированного кислорода, который снижает скорость растворения металла. Иначе говоря, адсорбированные ионы С1 повышают ток обмена (снижают перенапряжение) для анодного растворения перечисленных металлов по сравнению с наблюдаемым для поверхности, покрытой кислородом. В результате железо и нержавеющие стали часто невозможно анодно запассивировать в растворах, содержащих значительные концентрации С . Напротив, металл продолжает растворяться с высокой скоростью как при активных, так и при пассивных значениях потенциала. [c.84]

Согласно оксидно-пленочной теории, критический потенциал — это. потенциал, необходимый для создания в пассивирующей пленке электростатического поля, способного стимулировать проникновение ионов С1 к поверхности металла [40]. Другие анионы также могут проникать в оксид, в зависимости от их размера и заряда. Примеси этих анионов улучшают ионную проводимость и благоприятствуют росту оксида. В конечном счете оксид или разрушается из-за конденсации мигрирующих вакансий, или его катионы растворяются в электролите на границе раздела сред в обоих случаях начинается питтинг. Предшествующий питтингообразованию индукционный период зависит от времени, которое требуется С1 для проникновения через оксидную пленку. [c.87]

При потенциале ниже критического ионы С1 не могут заместить адсорбированный кислород до тех пор, пока пассивная пленка остается неповрежденной, поэтому питтинг не развивается. Если бы пассивность была нарушена другим путем, например снижением концентрации кислорода или деполяризатора в щелях (щелевая коррозия) или локальной катодной поляризацией,- пит-тинг мог бы тогда возникнуть независимо от того, выше или ниже критического значения находится потенциал основной поверхности. Но в условиях однородной пассивности на всей поверхности металла, чтобы организовать катодную защиту для предотвращения питтингообразования, требуется лишь сдвинуть потенциал металла ниже критического значения. Это противоречит обычному правилу применения катодной защиты, согласно которому необходима более глубокая поляризация металла — до значения анодного потенциала при разомкнутой цепи. [c.88]

Как указывалось в разд. 4.10, защита осуществляется наложением внешнего тока, который поляризует катодные участки локальных элементов до значений потенциала анодных участков при разомкнутой цепи [1]. Поверхность становится эквипотенциальной (катодный и анодный потенциал равны), и коррозионный ток более не протекает. Иными словами при достаточно большой плотности внешнего тока суммарный положительный ток протекает на всей поверхности металла (включая анодные участки), следовательно, отсутствуют условия для перехода ионов металла в раствор. [c.215]

На рис. 19.10 показано распределение электрического потенциала в пространстве между катодом и анодом у работающего термоэмиссионного преобразователя ( — энергетический уровень Ферми металла катода, а Ео — энергетический уровень Ферми металла анода). На поверхности катода потенциал скачком увеличивается на (р/ (работу выхода). В межэлектродном пространстве из-за наличия пространственного отрицательного заряда потенциал вблизи катода возрастает, а потом по мере приближения к аноду убывает. Между электродами достигается наибольшее значение потенциала, которое равно ф р. На поверхности анода потенциал скачком [c.607]

Ra" константа скорости анодного перехода р - коэффициент переноса, отражающий влияние электродного потенциала поверхности металла на анодную реакцию [c.89]

Влияние органических ингибиторов коррозии на кинетику электрохимического растворения металла возможно лишь в условиях адсорбции этих веществ на корродирующей поверхности. В зависимости от степени заполнения частицами ингибитора поверхности металла, подвергающейся коррозии, изменяется строение двойного слоя, а следовательно, и кинетика электрохимических реакций, т.е. может тормозиться стадия разряда или диффузии реагирующих частиц либо предшествующая разряду стадия проникновения этих частиц через адсорбированный слой молекул ингибиторов. В связи с этим особое значение имеет потенциал нулевого заряда , т.е. потенциал металла, измеренный по отношению к электроду сравнения в условиях, когда заряд металла равен нулю. При потенциалах вблизи потенциала нулевого заряда металл обладает наибольшей способностью адсорбировать растворенные в электролите вещества и хуже всего смачивается растворителем. [c.143]

При катодной защите защищаемый объект соединяется с отрицательным полюсом источника постоянного тока, т. е. служит катодом, аноды, как правило, изготавливаются из нерастворимых и неразрущающихся в данной среде материалов. Катодная защита обусловлена иокуоствен1НОЙ катодной поляризацией поверхности металла, потенциал поверхности изменяется до потенциала анода разомкнутой цепи. [c.90]

Характер изменения потенциалов в объеме и зазоре различной ширины представлен на рис. 105. Вначале разность потенциалов незначительна ( 30 мв), но со временем она все более увеличивается благодаря сильному разблагора-живанию потенциала в зазоре, который достигает значения свыше —0,8 в. В дальнейшем (через 7—8 суток) вследствие накопления благородных примесей на поверхности металла потенциал алюминия как в объеме, так и в зазоре несколько облагораживается, разность потенциалов падает, однако все же она составляет заметную величину (150 — 200 мв). Последнее указывает на то, что в алюминиевых конструкциях, в которых часть металла находится в зазоре, а другая открыта и имеет свободный доступ электролита и, следовательно, кислорода, могут возникнуть весьма эффективные элементы. Как показывает эксперимент (рис. 106), контакт с открытой поверхностью заметно усиливает коррозию в зазоре самого алюминия, а также его сплавов. [c.239]

Неустойчивость потенциала нержавеющих сталей в растворах хлоридов, которая наблюдается на кривых заряжения, можно объяснить следующим образом. В одной из наших работ [22], выполненной при помощи радиоактивных индикаторов, было показано, что процесс активирования поверхности хлорид-ионами носит адсорбционный характер. Поэтому при анодной поляризации, сдвигающей потенциал нержавею-дцей стали в положительную сторону, сильно облегчается адсорбция отрицательно заряженных ионов С1 . Адсорбированные ионы хлора вытесняют с поверхности кислород, что нарушает пассивное состояние сплава. Естественно, что активирование легче всего произойдет на тех участках, где кислород по тем или иным причинам менее прочно связан -с поверхностью металла. Потенциал этих активированных участков станет более отрицательным по отношению к остальной запассивированной поверхности, что неизбежно вызовет работу активно-пассивных гальванических элементов и общий потенциал поверхности сместится в отрицательную сторону. Такое изменение общего потенциала вызовет десорбцию хлорид-ионов и ослабление их активирующего действия. Благодаря адсорбции кислорода участки поверхности, пассивное состояние которых было нарушено хлорид-ионами, вновь запассивируются. Потенциал электрода сдвинется в положительную сторону, что облегчит адсорбцию хлорид-ионов и повторное активирование поверхности. [c.304]

Анодная поляризация металла, т. е. сдвиг потенциала металла в положительную сторону, когда > ( л1е)обр и А1/ > О, повышает энергетический уровень катионов на поверхности металла и понижает его у катионов, находящихся в растворе на расстоянии бо от поверхности металла, как это представлено кривой 3 на рис. 138. Устанавливающийся при этом скачок потенциала, поляризуемого внешним током металла относительно растЕюра V , дает в плотной части двойного слоя скачок г]) I odp- совершаемая работа А при переходе 1 г-иона катионов металла в раствор будет равна [c.199]

Из рис. 216 следует, что если полностью запассивированный металл катодно заполяризовать до потенциала, отрицательнее Vn. п металл переходит в активное состояние. Эта активация металла может быть обусловлена а) подщелачиванием электролита у поверхности металла при катодной поляризации, приводящим к растворению защитной окисной пленки AljOg б) катодным восстановлением окисных пленок (на Си, Ni, Fe) в) механическим разрушением защитной пленки, выделяющимся при катодной поляризации газообразным водородом. [c.320]

Х18Н9 в растворах НаSO4) обусловлено сдвигом потенциала нулевого заряда металла при хемосорбции с соответствующей неблагоприятной для коррозионного процесса перезарядкой поверхности металла. [c.350]

Ранее было указано, что па скорость коррозии металлов оказывает влияние и характер обработки поверхности конструкции. Экспериментально было установлено, что гладкая поверхность металла по сравнению с rpy6oii, шероховатой, обладает большей стойкостью к коррозии. Гладкая поверхность металла имеет меньше различных дефектов в виде зазоров, царапин и т. д., которые могут явиться причиной образования очагов коррозии. Так, например, поверхности, грубо обработанные резцом,. могут подвергаться более сильной коррозии вследствие того, что к поверхности металла, лежащего в углублении рисок, будет поступать меньше кислорода, чем к участкам, лежащим на гребнях поэтому в случае 1ейтраль[юй или щелочной среды, когда процесс коррозии металла идет с кислородной деполяризацией, па участках с большей концентрацией кислорода (гребни) потенциал будет более положителен, чем на участках с меньшей концентрацией кислорода (углубление), и вследствие дифференциальной аэрации возникает коррозионный микроэлемент. [c.84]

Коррозионные трещины часто представляют собой узкие щели, заполненные продуктами коррозии, что, несомненно, затрудняет доступ кислорода к дну трещин по сравнению с поверхностью металла. В этих условиях, если процесс протекает с кислородной деполяризацией, усиливают свою работу концентрационные коррозионные элементы. Потенциал на дне концентраторов наиряжений по мере их роста смещается к более отрицате.льиым значениям, и вследствие высоких местных напряжений там может выделиться новая структурная составляющая, которая будет [c.108]

Е сли химический потенциал диффундирующего элемента в насы щающей атмосфере выше, чем в обрабатываемом металле, адсорбированные атомы поглощаются обрабатываемым металлом, внедряясь в 1 акантные места решетки в большом количестве имеющиеся на поверхности металла. [c.227]

Гальванические элементы, действие которых вызывает коррозию металлов, аналогичны рассмотренному выше корроткозамкну-тому элементу. Измеряемый потенциал корродирующего металла— это компромиссный потенциал поляризованных анодов и катодов, известный как потенциал коррозии ор- Значение /max называется током коррозии /кор- Согласно закону Фарадея, скорость коррозии анода пропорциональна / ор, следовательно, скорость коррозии на единицу площади поверхности металла всегда можно выразить через плотность тока. Для цинка скорость коррозии [c.48]

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]

Чугун вначале является анодом по отношению к низколегированным сталям, и его потенциал мало отличается от потенциала углеродистой стали. По мере коррозии чугуна, особенно в случае графитизацин, графит на поверхности металла сдвигает потенциал в сторону увеличения, и через некоторое время, продолжительность которого зависит от свойств среды, потенциал чугуна, 1 ожет достичь потенциала графита по отношению и к низколегированным, и к углеродистым сталям. Такое поведение чугуна необходимо учитывать, например, при проектировании вентилей. Запирающие поверхности вентиля должны быть точно подогнаны и не иметь питтингов, они всегда должны быть катодами по отношению к корпусу вентиля, имеющему большую поверхность. Поэтому в водных средах с высокой электропроводимостью чаще используют вентили с корпусами из стали, чем из чугуна. [c.128]

Теория пассивности уже частично рассматривалась выше, и следует вновь обратиться к этому материалу (см. разд. 5.2). Контактирующий с металлической поверхностью пассиватор действует как деполяризатор, вызывая возникновение на имеющихся анодных участках поверхности высоких плотностей тока, превышающих значение критической плотности тока пассивации /крит-Пассиваторами могут служить только такие ионы, которые являются окислителями с термодинамической точки зрения (положительный окислительно-восстановительный потенциал) и одновременно легко восстанавливаются (катодный ток быстро возрастает с уменьшением потенциала — см. рис. 16.1). Поэтому трудновос-станавливаемые ионы SO или СЮ не являются пассиваторами для железа. Ионы NOj также не являются пассиваторами (в отличие от ионов NO2), потому что нитраты восстанавливаются с большим трудом, чем нитриты, и их восстановление идет столь медленно, что значения плотности тока не успевают превысить /крит-С этой точки зрения количество пассиватора, химически восстановленного при первоначальном контакте с металлом, должно быть по крайней мере эквивалентно количеству вещества в пассивирующей пленке, возникшей в результате такого восстановления. Как отмечалось выше, для формирования пассивирующей пленки на железе требуется количество электричества порядка 0,01 Кл/см (в расчете на видимую поверхность). Показано, что общее количество химически восстановленного хромата примерно эквивалентно этой величине, и, вероятно, это же справедливо и для других пассиваторов железа. Количество хромата, восстановленного в процессе пассивации, определялось по измерениям [4—6] остаточной радиоактивности на промытой поверхности железа после контакта с хроматным раствором, содержащим Сг. Принимая, в соответствии с результатами измерений [7], что весь восстановленный хромат (или бихромат) остается на поверхности металла в виде адсорбированного Сг + или гидратированного [c.261]

Действие большинства ингибиторов травления связано с образованием на поверхности металла адсорбционных слоеб, по-видимому, не толще одного монослоя. Они существенно препятствуют разряду ионов Н+ и переходу в раствор ионов металла. В частности, иодиды и хинолин именно таким образом ингибируют коррозию железа в соляной кислоте [31 ]. Некоторые ингибиторы затрудняют в большей степени протекание катодной реакции (увеличивают водородное перенапряжение), чем анодной, другие— наоборот, однако в обоих случаях адсорбция происходит, вероятно, по всей поверхности, а не на отдельных анодных или катодных участках, и в какой-то степени тормозятся обе реакции. Следовательно, при введении ингибитора в кислоту не происходит значительного изменения коррозионного потенциала стали (<0,1 В), в -ft) же время скорость коррозии может существенно уменьшаться (рис. 16.3). [c.269]

Анализ данных, представленных в табл. 45, показал, что ингибиторы Реакор-11 ЮА и СПМ-1 проявляют смешанный эффект торможения, вызывая снижение тока коррозии в результате уменьшения площади поверхности металла, на которой протекает катодная реакция водородной деполяризации, а также изменяя строение двойного электрического слоя на границе металл-коррозионная среда и величину адсорбционного Ч, -потенциала. Ингибиторы Реакор-11 ЮСП и СПМ-2 замедляют коррозию стали за счет реализации Ч )-эффекта, то есть характеризуются энергетическим воздействием на поверхность металла. [c.301]

Все перечисленные явления связаны меаду собой и оказывают друг на друга взаимное влияние. Из многочисленных экспериментальных данных можно сделать вывод, что кислород, вода и другие вещества, необходимые для протекания коррозионного процесса в электролитах, проникают через плёнки относительно свободно, по крайней мере гораздо легче, чем отводятся гидратированные ионы корродирующего под плёнкой металла. Таким образом, полимерные покрытия сильно затрудняют течение анодной реакции ионизации металла. Поверхность металлов, защищённых полимерными плёнками, приобретает более положительный стационарный потенциал. На рис. 33 приведены схемы коррозионных гальванических элементов, иллюстрирующие причины установления более положителъного значения потенциала. Под пористыми плёнками, легко пропускающими кислород и воду (рис. 35, а), катогдаые процессы концентрируются на границе металл-полимерное покрытие. В связи с тем, что поверхность катодных участков значительно превыщает поверхность анодных участков (пор), в порах возникают больспие плотности коррозионного тока, заметная анодная поляризация и смещение потенциала в положительную сторону. [c.60]

Если потенциал нулевого заряда больше стационарного потенциала металла в данном электролите 3 > т.е. поверхность металла в условиях коррозии заряжена отрицательно, то наиболее вероятна адсорбция ингибиторов катионного типа или положительно заряженных коллоидных частиц. При 1 4,3,. < Рст> когда поверхность металла заряжена положительно, наиболее вероятна адсорбция ингибиторов анионного типа или отрицательно заряженных коллоидных частиц [38]. Эта закономерность подтверждается тем, что для железа, алюминия, цинка, которые характеризуются отрицательными значениями потенциалов 1 = наиболее высокие защитные свойства обнаруживают ингибиторы KaifHOHHoro типа. [c.143]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...