Железо поляризации)

Поляризация внешним переменным током железа, олова, меди и цинка в различных средах, как показали исследования Ю. Н. Михайловского и М. А. Толстой, увеличивает их коррозию наблюдаемый при этом материальный коррозионный эффект определяется суммарной скоростью катодных реакций, не связанных с разрядом собственных ионов этих металлов, в катодный полупериод переменного тока. [c.367]

Активационная поляризация определяет также кинетику осаждения или растворения металла. Она мала для таких металлов, как серебро, медь, цинк, но возрастает для металлов переходной группы, например железа, кобальта, никеля, хрома (см. табл. 4.1). Природа анионов электролита больше влияет на перенапряжение процессов разряда и ионизации металла, чем на реакцию выделения водорода. [c.53]

Скоростью, с которой атомы Наде рекомбинируют друг с другом или с Н , образуя Hj, обусловлена каталитическими свойствами поверхности электрода. Если электрод является хорошим катализатором (например, платина или железо), водородное перенапряжение невелико, тогда как для слабых катализаторов (ртуть, свинец) характерны высокие значения перенапряжения. При добавлении в электролит какого-либо каталитического яда, например сероводорода или соединений мышьяка или фосфора, уменьшается скорость образования молекулярного Hj и возрастает адсорбция атомов водорода на поверхности электрода . Повышенная концентрация водорода на поверхности металла облегчает проникновение атомов водорода в металлическую решетку, что вызывает водородное охрупчивание (потерю пластичности) и может привести к внезапному растрескиванию (водородное растрескивание) некоторых напряженных высокопрочных сплавов на основе железа (см. разд. 7..4). Каталитические яды увеличивают абсорбцию водорода, выделяющегося на поверхности металла в результате поляризации внешним током или коррозионной реакции. Это осложняет эксплуатацию трубопроводов из низколегированных сталей в некоторых рассолах в буровых скважинах, содержащих сероводород. Небольшая общая коррозия приводит к выделению водорода, который внедряется в напряженную сталь и вызывает водородное растрескивание. В отсутствие сероводорода общая коррозия не сопровождается водородным растрескиванием. Высокопрочные стали из-за своей ограниченной пластичности более подвержены водородному ра- [c.58]

Увеличение водородного перенапряжения обычно приводит к уменьшению скорости коррозии стали в кислотах, но присутствие в стали серы или фосфора увеличивает скорость ее коррозии. Возможно, это происходит из-за низкого водородного перенапряжения на сульфидах или фосфидах железа, существующих в стали или образовавшихся на поверхности в результате реакции железа с HjS или соединениями фосфора в растворе. Возможно также [7], что эти соединения инициируют реакцию анодного растворения железа Fe -> Fe+ -f 2ё (понижая активационную поляризацию) или изменяют соотношение площадей анодов и катодов. Решение этого вопроса требует дальнейших исследований. [c.58]

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]

Так, свинец, погруженный в серную кислоту, магний в воде или железо в ингибированной травильной кислоте будут называться пассивными по определению 2 — вследствие низких скоростей их коррозии, несмотря на значительную склонность к коррозии. Но по определению 1, эти металлы не являются пассивными, так как их коррозионные потенциалы относительно активны и поляризации не наблюдается, если эти металлы выступают как аноды в элементах. [c.71]

Сюда также относятся металлы, становящиеся пассивными в пассивирующих растворах, такие как железо в растворах хро-матов. Металлы и сплавы этой группы обладают склонностью к значительной анодной поляризации. Выраженная анодная поляризация уменьшает наблюдаемые скорости реакции, так что металлы, пассивные по определению 1, обычно подчиняются и определению 2, основанному на низких скоростях коррозии. Коррозионные потенциалы металлов, пассивных по определению 1, достигают катодного потенциала разомкнутой цепи (т. е. потенциала кислородного электрода) и поэтому как компоненты гальванического элемента они демонстрируют потенциалы, близкие к потенциалам благородных металлов. [c.71]

Скорость этой реакции в большинстве сред велика, о чем свидетельствует отсутствие поляризации при наложении внешнего анодного тока. Скорость коррозии железа обычно лимитируется катодной реакцией, которая, как правило, значительно медленнее (катодный контроль). В неаэрируемых растворах катодная реакция имеет вид [c.99]

Легирование серой и фосфором заметно интенсифицирует растворение в кислотах. Эги элементы образуют соединения с низким водородным перенапряжением к тому же они уменьшают анодную поляризацию, так что коррозия железа увеличивается вследствие ускорения и катодного, и анодного процессов. Скорости коррозии сплавов в растворах кислот представлены в табл. 6.4. [c.125]

Включения MnS имеют более низкую электропроводимость, чем FeS, к тому же марганец снижает растворимость серы в твердом железе, восстанавливая тем самым анодную поляризацию железа, пониженную благодаря присутствию серы [41]. Присутствие кремния слегка повышает скорость коррозии в разбавленной соляной кислоте (рис. 6.16). [c.126]

Катодная защита. Наилучший эффект достигается при поляризации до значения коррозионного потенциала активного металла в щели. Достижение этого значения потенциала уменьшает коррозию, но не сводит ее к нулю. В морской воде для изготовления жертвенных анодов успешно применяют железо, а также еще менее благородные металлы [45]. [c.316]

Поляризацию дочернего ядра в направлении вылета электрона можно обнаружить по круговой поляризации -квантов, испускаемых ядром после 3-распада а направлении (или против) спина ядра. Круговая поляризация -лучей в свою очередь может быть определена по их взаимодействию с веществом, например изучением эффекта Комптона на поляризованных электронах железа. [c.648]

Очень большое вращение наблюдается в тонких пленках ферромагнитных металлов (железо, никель, кобальт и др.). Пленка железа толщиной 0,1 мкм в поле напряженностью 10" Э поворачивает плоскость поляризации на 2°. Однако угол поворота в ферромагнитных веществах пропорционален намагниченности ферромагнитного вещества, а не напряженности магнитного поля, поэтому формула (20.3) для этого случая не справедлива. [c.79]

Контакт нержавеющих сталей с углеродистой в атмосферных условиях может оказаться опасным, так как разность потенциалов между нержавеющей сталью и железом значительна, а анодная поляризация железа в пленках электролита, возникающих на металлах при атмосферной коррозии, мала. [c.203]

Контакт нержавеющих сталей с углеродистой сталью в атмосферных условиях может оказаться опасным, так как разность потенциалов между нержавеющей сталью и железом значительна, а анодная поляризация железа в пленках электролитов, возникающих на металлах в промышленной или морской атмосферах, мала. Малая поверхность углеродистой стали может привести к сильной коррозии последней, но обратное соотношение, т. е. контакт малой поверхности нержавеющей стали с большой поверхностью углеродистой, допустим и даже желателен. Равное соотношение поверхностей нержавеющей стали и углеродистой обычно достаточно, чтобы обеспечить защиту нержавеющей стали и не вызвать чрезмерной коррозии углеродистой (табл. 2). [c.7]

По данным И. Л. Розенфельда и Л. И. Антропова, катодная поляризация металла от внешнего источника тока может существенно изменить скорость его коррозии в результате десорбции анионов или адсорбции катионов, которые повышают поляризацию катодного процесса, особенно резко при переходе потенциала нулевого заряда данного металла. Таким образом, катодная поляризация повышает эффективность катионных ингибиторных добавок, а эти добавки могут повысить эффективность катодной электрохимической защиты металлов, снижая значение необходимого защитного тока. Так, защитный ток для железа в 1-н. H2SO4 в присутствии 0,1 г/л трибензиламина (СдНбСН2)зК уменьшается в 14 раз. При катодной поляризации замедляющее действие могут оказывать такие катионные добавки, которые обычно не являются ингибиторами коррозии. [c.366]

Рио. 293. Кривые анодной и катодной поляризации железа в расплаве Na l при разных температурах, [c.409]

Кривая анодной поляризации железа в расплаве Na l и начальный участок катодной кривой спрямляются в координатах 1/—Ig i, что свидетельствует о логарифмической зависимости анодной и катодной поляризации от плотности тока. [c.410]

Рис. 294. Зависимость энергии активации катодного -процесса от потенциала при катодной поляризации железа в расплаве Na l (I d =0)

Диаграммы указывают условия образования на поверхности электрода диффузионно-барьерных пленок, но не содержат данных об их защитных свойствах в присутствии специфических анионов, таких как SO4 или СГ. Они не содержат также сведений о возможности образования пленок нестехиометрического состава (некоторые из этих пленок существенно влияют на скорость коррозии — см. гл. 5, однако отчетливо показывают природу стехиоме-трических соединений, в которые при достижении равновесия могут превратиться любые менее устойчивые соединения. Учитывая вышеупомянутые ограничения, диаграммы весьма полезны для описания равновесных состояний системы металл—вода в кислых и щелочных средах как при наложении внешней поляризации, так и без нее. Диаграммы Пурбе для железа приведены и обсуждаются в приложении 3. [c.39]

Когда поляризация происходит преимущественно на катоднкх участках, говорят, что коррозия протекает с катодным контролем, а коррозионный потенциал близок к потенциалу анода разомкнутого контура. Примерами служат цинк, корродирующий в серной кислоте, и железо в природных водах. [c.62]

Коррозионные потенциалы амальгам в растворах солей соответствующих металлов почти достигают значений обратимого потенциала легирующего компонента благодаря очень низкой скорости коррозии и отсутствию заметной анодной поляризации. Например, коррозионный потенциал амальгамы кадмия в растворе dS04 ближе к термодинамическому для реакции d - -f 2ё, чем для чистого кадмия в этом же растворе. Стационарная скорость коррозии чистого кадмия значительно выше, чем его амальгамы, что ведет к еще большим отклонениям измеряемого коррозионного потенциала от соответствующего термодинамического значения. Вообще говоря, стационарный потенциал любого металла, более активного, чем водород (например, железа, никеля, цинка, кадмия) в водных растворах, содержащих собственные ионы, отклоняется от истинного термодинамического значения на величину, зависящую от преобладающей скорости коррозии, которая сопровождается разрядом Н+ [17]. Измеренные значения положительнее истинных. Это справедливо также и для менее активных металлов (например медь, ртуть), которые корродируют в присутствии растворенного кислорода. [c.64]

Еще в XVHI веке было замечено, что железо хорошо реагирует с разбавленной азотной кислотой, но не подвергается видимому воздействию концентрированной [1]. При перенесении железа из концентрированной азотной кислоты в разбавленную временно сохраняется состояние устойчивости к коррозии. Шон-бейн [2 ] в 1836 г. назвал железо, находящееся в коррозионноустойчивом состоянии, пассивным. Он показал также, что железо можно перевести в пассивное состояние путем анодной поляризации. В это же время Фарадей [3] провел несколько экспериментов, показывающих, среди прочего, что элемент, состоящий из пассивного железа и платины, в концентрированной азотной кислоте почти не продуцирует ток, в отличие от амальгамы цинка в паре G платиной в разбавленной серной кислоте. [c.70]

Потенциал Р (см. рис. 5.1), при котором начинается пассивация железа (потенциал пассивации) близок к Фладе-потенциалу, но не равен ему, так как, во-первых, существует омическое падение напряжения в изолирующем слое, и во-вторых, вследствие того, что pH электролита в глубине пор этого слоя отличается от pH в объеме электролита (концентрационная поляризация). На процесс депассивации эти обстоятельства влияния не оказывают. [c.75]

При пассивации железа концентрированной азотной кислотой и при его анодной поляризации в серной кислоте возникает одинаковый Фладе-потенциал, что свидетельствует о принципиальном [c.75]

В группу пассиваторов входят неорганические окислители, имеющие свойство в контакте с железом реагировать медленно, хотя под действием катодного тока они восстанавливаются довольно быстро. Пассиваторы адсорбируются на поверхности металла, увеличивая эффективную катодную поверхность. Чем выше концентрация пассиватора, тем легче он адсорбируется, тем меньше становятся анодные участки, что способствует увеличению анодной поляризации и полной пассивации. Для образования пассивной пленки на железе, погруженном в 0,1 % К2СГО4, требуется около 0,5—2 ч, причем в аэрируемом растворе этот процесс идет быстрее . [c.76]

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]

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]

В кислой среде (pH < 4) диффузия кислорода перестает быть лимитирующим фактором и коррозионный процесс частично определяется скоростью выделения водорода, которая, в свою очередь, зависит от водородного перенапряжения на различных примесях и включениях, присутствующих в специальных сталях и чугунах. Скорость коррозии в этом диапазоне pH становится достаточно высокой, и анодная поляризация способствует этому (анодный контроль). Низкоуглеродистые стали корродируют в кислотах G меньшей скоростью, чем высокоуглеродистые, так как для цементита Feg характерно низкое водородное перенапряжение. Поэтому термическая обработка, влияющая на количество и размер частиц цементита, может значительно изменить скорость коррозии. Более того, холоднокатаная сталь корродирует в кислотах интенсивнее, чем отожженная или сталь со снятыми напряжениями, так как в результате механической обработки образуются участки мелкодисперсной структуры с низким водородным перенапряжением, содержащие углерод и азот. Обычно железо не используют в сильнокислой среде, поэтому для практических нужд важнее знать закономерности его коррозии в почвах и природных водах, чем в кислотах. Тем не менее существуют области [c.107]

Для того чтобы вещество могло выполнять функцию ингибитора травления, оно должно иметь в общем случае одну или несколько полярных групп, посредством которых молекула могла бы присоединяться к поверхности металла. Обычно они представляют собой органические соединения, содержащие азот, амины, серу или группу ОН. Важное значение для эффективности ингибитора имеют размер, ориентация, форма молекулы и распределение электрического заряда в ней. Например, обнаружено, что коррозия железа в 1т растворе соляной кислоты замедляется производными тиогликолевой кислоты и З-меркаптонронионовой кислоты в степени, которая закономерно зависит от длины цепи соединений [32]. Возможность адсорбции соединения на поверхности данного металла и относительная сила связи адсорбции часто зависят от такого фактора, как заряд поверхности металла [33]. Катодная поляризация в присутствии ингибиторов, которые лучше адсорбируются при потенциалах более от- [c.269]

Даббс, Робертс и Бернштейн [256] выполнили эксперимент но поляризации ядер индия. 20 листков индия были припаяны к серебряным проволокам длиной 12 сж, на других концах которых были выращены кристаллы железо-аммоииевых квасцов. Все устройство укреплялось на жестких изоляторах в серебряной рамке, охлаждавшейся при помощи другого образца железных квасцов. Путем адиабатического размагничивания соли охлаждались до 0,035° К температура, достигнутая индием п определенная но различиям в интенсивности пучка проходивших через вещество нейтронов, оказалась равной 0,043° К. [c.565]

Несмотря на то, что толщина метастабильного поверхностного сплава Fe-Ta составляет около 7 нм, благоприятное воздействие тантала на коррозионное поведение железа оказывается весьма стойким. Эту стойкость объясняют тем, что растворение и разрушение поверхности сплава Fe—Та происходит локально и неоднородно и связано с избирательным растворением железа из поверхностного слоя сплава. После девяти полных разверток потенциокинетической поляризации общее содержание тантала в поверхностном слое сплава составляет около 90 % от начального содержания тантала после имплантации. [c.75]

Имплантация тантала, кроме воздействия на кинетику анодной реакции, оказьшает влияние и на кинетику катодной реакции. Так, при потенциале - 1150 мВ плотность катодного тока на железе составляет 50 мкА/мм , а на железе, имплантированном танталом, 10 мкА/мм . Кроме того, плотность тока водородного обмена на тантале (10" мкА/ мм ) на порядок вьппе, чем на железе. Это связано с тем, что образующаяся на имплантированных образцах при анодной поляризации пленка Таг Os при катодной поляризации более стойкая, чем пленка на чистом железе лли железе, имплантированном хромом. [c.75]

Протекторная эащита. Принцип защиты катодной поляризацией с помощью протекторов состоит в образовании гальванической пары, катодом в которой служит защищаемое сооружение, а анодом — протектор (рис. 32). Металл протектора должен иметь электродный потенциал, более отрицательный, чем электродный потенциал загцищаемого металла. Так, по отношению к железу или его сплавам, имеющим электродный потенциал около минус 0,44 В по водородному электроду, в качестве протекторов можно использовать магний, обладающий электродным потенциалом минус 2,37 В, алюминий — минус 1,66 В, цинк — ми- ус 0,76 В. При протекторной защите разрушается протектор. [c.77]

В технических электроязоляционных материалах, помимо потерь от сквозной электропроводности и потерь от замедленной поляризации, возникают диэлектрические потери, которые сильно влияют на электрические свойства диэлектриков. Эти потери вызываются наличием изолированных друг от друга посторонних проводящих или гюлуироводящих включений углерода, оксидов железа они значительны даже при малом содержании таких примесей в электроизоляционном материале. [c.45]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...