Адсорбция газов на поверхности металлов

Первая стадия взаимодействия между поверхностью металла и газом заключается в адсорбции газа на поверхности металла. В результате этого возникает поддерживающийся под действием сил физической и химической природы тонкий сорбированный слой газа. Адсорбция молекул газа металлическими поверхностями протекает быстро. Выполненные на основе молекулярно-кинетической теории газа расчеты показали, что при низком давлении и комнатной температуре мономолекулярный слой адсорбированного газа образуется приблизительно через 2 с [62]. При адсорбции молекул газа свободная энергия и энтропия поверхности уменьшаются. Одновременное уменьшение этих величин приводит к снижению энтальпии, вследствие чего адсорбция обычно является экзотермическим процессом. [c.46]

Адсорбция газов на поверхности металлов 37 [c.37]

Железо, адсорбируя сернистый газ, при влажности ниже критической разрушается, если его перенести в атмосферу, не содержащую этот агрессивный агент [25]. Объясняется это тем, что при предварительной адсорбции сернистого газа на поверхности металла образуются продукты коррозии, способствующие конденсации влаги при меньшей величине относительной влажности. [c.11]

Под термином водородопроницаемость обычно понимают целый комплекс элементарных физико-химических процессов, сводящихся в конечном счете к проникновению газа через металл. Диффузия как таковая входит одной из составляющих в этот комплекс процессов. Инертные газы практически не диффундируют ни в одном металле. Процессу диффузии предшествует активированная адсорбция водорода на поверхности металла. Адсорбция обусловлена интенсивными силами химического взаимодействия. Диффузия водорода в металлах самая интенсивная, по сравнению с другими газообразными элементами такими, например, как кислород, азот. Легкость осуществления процесса диффузии водорода в большинстве металлов объясняется соотношением размеров его атома и параметров кристаллической решетки металла. [c.341]

Адсорбция атомов и молекул на поверхность металла (особенно газов 0.2 и На).......................Сотые и десятые вольта [c.178]

Начальная стадия окисления определяется адсорбцией и химическим взаимодействием газов с атомами на поверхности металла. [c.17]

Химический состав поверхности стенки существенно отличается от среднеобъемного химического состава металла в результате скоротечных сорбционных явлений, происходящих следом за формированием поверхности, среди которых определяющее значение имеет адсорбция газов и паров [23]. Кроме того, существенную роль здесь играют процессы образования окисных пленок на поверхности металла, которые образуются при любых температурах и имеют толщину 20—100 А [24]. [c.262]

Таким образом, работа выхода электрона зависит от энергетики электронного газа металла как внутри металла, так и на его поверхности. Поэтому работа выхода электрона, а следовательно, свободная поверхностная энергия металла и его полная потенциальная энергия значительно меняются в случае адсорбции и хемосорбции ПАВ на поверхности металла [122]. [c.76]

Другая группа частичек хотя и не отличается коррозионно-активными свойствами, также может усиливать коррозию. Так, например, частички угля, которые довольно часто осаждаются на поверхности металла в промышленных районах, приводят к сильной коррозии благодаря тому, что они способствуют адсорбции на поверхности металла сернистого газа, являющегося, как уже было показано, весьма сильным коррозионным агентом. [c.199]

Если адсорбируемый газ не образует химических соединений с адсорбентом, например с интересующим нас металлом, то по величине можно определить оз. Обычно изучается адсорбция таких газов как азот, аргон, криптон при низких температурах (подробнее см. в работе [9]). Применительно к металлической поверхности метод разработан чешскими исследователями [10]. Авторы использовали адсорбцию криптона при 78° К. Площадь, занимаемая одним атомом криптона при этой температуре, равна 21 А , а для молекулы азота — 16,2 А . Определив число адсорбированных молей, отвечающих монослою можно, помножив его на число Авогадро, рассчитать поверхность адсорбента. Для получения достаточно точного результата нужно принять во внимание возможные погрешности, например, адсорбцию газа на стенках стеклянного сосуда, в котором находится [c.70]

Из всех газов водород наиболее быстро растворяется в большинстве металлов. Процессу растворения газа в металле предшествует адсорбция его на поверхности и диссоциация на атомы. Вопросы взаимодействия водорода с металлами и другими элементами подробно изложены в монографиях [2—11]. [c.335]

При повышении температуры от 400 до 700°С предельное давление ро понижается. Это объясняется тем, что в области сравнительно низких температур большое влияние на проникновение газа оказывают процессы физической и активированной адсорбции, а также образование окисной пленки на поверхности металла. При температуре свыше 400°С влияние этих факторов уменьшается. [c.112]

Образование защитных пленок на многих металлах происходит в воздушной атмосфере путем адсорбции газов (главным образом кислорода) на поверхности металла. В зависимости от реакционной способности металла адсорбированные газы, взаимодействуя с ним, образуют химические соединения, представляющие собой окислы различной толщины и строения. [c.55]

Кроме того, двойные слои на поверхности металлов могут образоваться за счет адсорбции растворенных в электролите газов. [c.28]

Поверхностно-активные вещества адсорбируются (скопляются, концентрируются) на поверхности раздела фаз (жидкость—газ, жидкость—жидкость, жидкость—твердое тело), уменьшают поверхностное натяжение раствора и облегчают его адсорбцию на поверхности металла. При этом смачивание раствором загрязненной поверхности улучшается, и моющее действие раствора усиливается. Мерой смачиваемости служит краевой угол 6 (см. далее стр. 264). Чем меньше угол 0, тем лучше смачивание. При подогреве раствора краевой угол уменьшается и смачивание улучшается. Проникновение нагретого моющего раствора в поры загрязнения и улучшение смачиваемости металлической поверхности значительно ослабляют силу сцепления масляной пленки с деталью. При нагреве раствора натяжение на поверхности масляного загрязнения уменьшается, поверхность масляной пленки увеличивается, происходит разрыв пленки и образование мелких капелек масла. Благодаря меньшему удельному весу или механическому воздействию, капельки отрываются от металла, всплывают на поверхность раствора или находятся во взвешенном состоянии, т. е. остаются в виде эмульсии. Поверхностно-активные вещества адсорбируются на поверхности капель масла, обволакивают их и тем самым препятствуют обратному процессу, т. е. слиянию капель. [c.170]

При атмосферной коррозии влага из воздуха конденсируется на поверхности металла в ней растворяются агрессивные газы сернистый ангидрид, окислы азота и другие, которые содержатся в воздухе. В морских районах конденсационная влага содержит хлориды. Наличие на поверхности металлов пыли и других твердых загрязнений усиливает адсорбцию влаги и газов. Влажная пленка на поверхности металла представляет собой электролит, поэтому атмосферная коррозия подчиняется закономерностям электрохимической коррозии. В весеннее и летнее время атмосферная коррозия протекает сильнее, чем в зимнее. В сельских местностях наблюдается меньшая коррозия по сравнению с промышленными и приморскими. Особенно сильна коррозия в тропических влажных районах, что обусловлено высокой температурой и высокой относительной влажностью. [c.1332]

Первой стадией процесса газовой коррозии металлов является адсорбция газа (например, кислорода) на поверхности металла [c.23]

Адсорбция атомов и молекул на поверхности металла (особенно газов О2 и Нг) Сотые и десятые вольта Механические деформации и напряжения. ............. Тысячные и сотые вольта [c.111]

Однако на процесс распределения газов между металлом и атмосферой могут оказывать существенное влияние адсорбция газа из атмосферы на поверхность металла или адсорбция газа из объема металла на его поверхность. [c.73]

В настоящее время в качестве газа-адсорбата используют криптон, аргон и некоторые другие. Среди адсорбционных методов определения удельной поверхности порошков выделяют статические (манометрические, весовые или с использованием калиброванного капилляра) и динамические, часто называемые хроматографическими. Среди статических более распространены манометрические методы, сущность которых заключается в том, что навеску исследуемого порошка (10—20 г) помещают в герметизируемую емкость, дегазируют в вакууме и затем впускают в емкость соответственно азот или пары метанола. Давление газа, зафиксированное ртутным манометром, через некоторое время падает в результате адсорбции паров на поверхности частиц порошка. По разности равновесных давлений азота или метанола до и после адсорбции рассчитывают согласно газовым законам по известному объему прибора и температуре ве личину адсорбции (мг/г). Зная, что одна молекула в плотном адсорбированном монослое в случае азота при —195° С независимо от природы поверхности занимает площадку 0,162 нм , а в случае метанола при комнатной температуре для многих металлов занимает площадку порядка 0,2 нм2, можно определить удельную поверхность порошка (м /г). Существенная зависимость размера площадки, занимаемой молекулой метанола, от природы адсорбирующей поверхности значительно снижает точность оценки удельной поверхности. Длительность оценки поверхности одной навески порошка по адсорбции азота занимает порядка 5—6 ч, а по адсорбции метанола 1—1,5 ч. [c.193]

Адсорбция протекает на границе газ—металл и заключается в растворении активных атомов диффундирующего элемента и поглощении их поверхностью металла. [c.137]

При соприкосновении двух поверхностей контакт происходит не по всей площади, а лишь на относительно небольшом числе выступов шероховатостей. В результате скольжения поверхностей друг относительно друга неровности одной поверхности стирают неровности противоположной и образуется гладкий след. Если эта поверхность металлическая, то здесь сразу же адсорбируется газ или происходит ее окисление. Последующие перемещения шероховатостей стирают пленку оксида они могут и механически активировать реакцию адсорбции кислорода на металле и образования оксида, который, в свою очередь, также стирается (рис. 7.20). Это химическая составляющая разрушения при фреттинге. Кроме того, шероховатости вызывают определенный износ, удаляя частички металла. Это механическая составляющая. Оторвавшиеся частицы металла превращаются в оксид, и поверхность металла через некоторое время начинает истираться о движущиеся частицы в большей степени, чем о противоположную поверхность (в результате низкое вначале электрическое сопротивление между поверхностями становится высоким). [c.165]

Пусть п — количество участвующих в трении микровыступов на единице поверхности металла (или оксида). Для удобства математических расчетов допустим, что шероховатости круглые по форме. Их средний диаметр равен с, а среднее расстояние от одного до другого — s (рис. 7.20). При трении микровыступы линейно движутся по плоской поверхности металла со скоростью о, причем каждый из них обнажает поверхность чистого металла и проделывает бороздку с усредненной шириной с и длиной, зависящей От проходимого пути. После прохождения микровыступа иа обнаженной поверхности в бороздке происходит быстрая адсорбция газа из атмосферы, которая со временем сопровождается образованием тонкой оксидной пленки. Следующий микровыступ, двигаясь по той же бороздке, вновь снимает и удаляет оксид и оставляет за собой обнаженный металл. Окисление происходит за среднее время t. Тогда [c.412]

Газовые электроды. Газовым электродом называется электрод, образующийся в результате адсорбции газа на поверхности металла. Для поддержания постоянной степени насыщения металла газом через раствор полуэлемента пропускаются непрерывной струёй пузырьки газа. Водородный электрод (см. ниже стандартный водородный электрод) широко применяется в потен-циометрии. [c.340]

Адсорбция газов на поверхности металла происходит с выделением тепла. Абсорция водорода в металле также идет с выделением тепла, однако в зависимости от химического состава металла количество тепловой энергии может быть ббльшим или меньшим. Элементы, которые в твердом состоянии растворяют водород с поглощением тепла (табл. III.6), уменьшают теплоту растворения водорода в жидкой стали. [c.239]

При бурении газо-нефтяных скважин стойкость и долговечность подшипников буровых долот зависит от ряда факторов, в том числе от коррозионного износа вследствие взаимодействия с буровым раствором. Предполагалось, что добавка поверхностно активных веществ (ПАВ) в глинистый буровой раствор должна изменить характер коррозионных процессов благодаря адсорбции ПАВ на поверхности металла. Для подтверждения этого были проведены (совместно с И. Е. Замостяником и др.) электрохимические исследования. [c.153]

Литературные данные свидетельствуют о том, что сопротивление усталости металлов увеличивается с уменьшением давления газовой среды. Эту закономерность обычно связывают с адсорбцией молекул газа на поверхности металла, что должно влиять на процессы его микропластическо-го течения при нагружении, в частности, на ширину зоны пластической деформации в вершине растущей усталостной трещины. [c.101]

На формирование металлизационных покрытий и их сценляемость с защищаемым металлом существенное влияние оказывают процессы формообразования капель напыляемого металла. Формообразование определяется такими параметрами, как поверхностное натяжение, вязкость, температура, адсорбция газов на поверхности напыляемых частиц, образование оксидной пленки на их поверхности и т. д. [c.170]

Отметим, что растворимость азота в лселезе, как и в нелегированном или низколегированном металле, отличается от растворимости в высоколегированном аустенитном металле. Если в нелегированной или низколегированной стали либо металле шва при расплавлении растворимость азота возрастает (рис. И 1.8, а), то при расплавлении высоколегированного аустенитного металла шва (или стали) растворимость падает (рис. П1.8, б). Процесс растворения азота в жидком металле состоит из следующих стадий диссоциации газа адсорбции газа на поверхности жидкого металла абсорбции (поглощение) газа жидким металлом и диффузии его в глубь массы последнего (в глубь капли или сварочной ванны). [c.234]

Можно представить четыре основных механизма взаимодействия распыленных частиц с газами 1) адсорбция газа на поверхности частиц 2) химическое взаимодействие и образование окисных пленок 3) растворение газов в жидком металле частиц 4) диффузионные процессы и механическое замешивание продуктов поверхностного взаимодействия в объем частиц в результате копвектив- [c.27]

Разработано несколько важных методов изучения поверхностей в сверхвысоком вакууме. Один нз самых прямых методов —дифракция медленных электронов. Электроны с энергиями от 10 до 200 эв обладают очень низкой проникающей способностью, а их длины волн имеют тот же порядок, что и межатомные расстояния в металле, поэтому они дифрагируют на решетке, образованной атомами поверхностного слоя. Дифракция электронов, которую наблюдают на флуоресцирующем экране, указывает расположение атомов в поверхностных слоях. Дифракционная картина чистой поверхности характеризует верхние слои кристалла, а адсорбция газа на поверхности вызывает соответствующие изменения в этой картине. Получаемую в этом случае дифракционную картину можно расшифровать, учитывая, что она относится к двумерной решетке. При применении метода дифракции медленных электронов было установлено, что в одних веществах расположение атомов на чистой поверхности точно такое же, как и в объеме, а в других веществах в двух или трех верхних слоях имеет место сложная деформация связей и смещение атомов как по поверхности, так и в перпепдикулярном ей направлении. [c.186]

Хемосорбция является очень быстрым процессом и осуществляется с большой вероятностью ири соударении молекулы газа с поверхностью металла. Например, адсорбируется около всех молекул Oj, соударяющихся с поверхностью вольфрама. Такая высокая эффективность адсорбции не является необычной, если считать, что первичный акт заключается вобразопанни ионов О на поверхности металла (см. с. 44). [c.45]

На атмосферную коррозию существенно влияют твердые частицы, осаждающиеся на поверхности металла частички почвы, угля и вьтет-риваемых горных пород продукты сгорания топлива микроорганизмы и др. В некоторых случаях удаление этих частиц приводит к резкому уменьшению коррозии. Усиление коррозии осаждающимися на поверхности металла твердыми частицами, даже если они не обладают коррозионно-активными свойствами, связано с тем, что они способствуют адсорбции такого агрессивного агента, как сернистый газ, и, кроме того, образуют с поверхностью металла тонкие щели и зазоры, в которых реакции ионизации металла протекают с большей скоростью, чем на поверхности, к которой имеется свободный доступ кислорода. [c.9]

Реальные металлы и сплавы благодаря существованию силового поверхностного поля, обусловленного ненасыщенностью связей наружных атомов решетки, в нормальных условиях покрыты слоем адсорбированного газа. Характер связи атомов или молекул газа с атомами металла в значительной степени зависит от химического сродства взаимодействующих элементов. Сравнительно слабая связь атомов благородных и некоторых других газов с поверхностью металла объясняется действием только ван-дер-ваальсовых сил. Г азы, удерживаемые поверхностью металла таким образом, называются физически адсорбированными. Толщина слоя физически адсорбированного газа может намного превышать размер молекулы. Теплота физической адсорбции близка к теплоте конденсации соответствующего газа и составляет обычно десятки килоджоулей на моль (несколько тысяч калорий на моль) и практически не зависит от природы подложки. Поскольку заметная физическая адсорбция обычно наступает ниже 0°С, сублимация даже наиболее легкоплавких металлов не может заметно зависеть от физически адсорбированных газов. , [c.428]

Диффузия водорода в сталь зависит от состояния поверхности на-Еодороживаемого металла, так как диффузия газов начинается с их адсорбции поверхностью металла, причем через некоторое время после начала диффузии устанавливается равновесие между концентрацией адсорбированного на поверхности металла и окклюдированного объемом металла газа. Чем выше концентрация адсорбированного водорода на поверхности стали, тем больше его растворено в металле. [c.36]

Под нулевой точкой металла понимают его потенциал, измеренный относительно нормального водородного электрода (н. в. э.) или нормального каломельного электрода (н. к. э.), лри котором плотность заряда на поверхности металла равна нулю. Значения нормального электродного потенциала и потенциала нулевого заряда для различных металлов, определяемые по емкости двойного электрического слоя, злектрокапиллярными измерениями, по изменению твердости металла, измерению адсорбции электролита или краевых углов а трехфазной границе металл — раствор — газ , приведены в учебной и специальной литературе по электрохимии и коррозии [41—46, 52]. [c.19]

При атмосферной коррозии влага из воздуха конденсируется на поверхности металла, в ней растворяются агрессивные газы сернистый ангидрид, окислы азота и другие, которые, как правило, содержатся в воздухе. В морских районах в воздухе присутствуют частицы морской воды, содержащей хлориды. Таким образом, поверхностная пленка служит электролитом, и поэтому атмосферная коррозия протекает по закономерностям электрохимической коррозии со значительной кислородной деполяризацией вследствие малой толщины пленки. Наличие в воздухе взвешенных частиц пыли иши угля ускоряет коррозию за счет адсорбции этими частицами вредных газов из воздуха. Двуокись углерода замедляет коррозию стали. В летнее время коррозионный процесс протекает медленнее, чем зимой, хотя случаев возникновения коррозии отмечается больше. В сельских местностях наблюдается меньшая коррозия по сравнению с городскими или приморскими. В тропичесиих районах коррозия значительнее, чем в умеренном климате. Очень вредно резкое изменение влажности и температуры. [c.892]

Коррозия во влажной атмосфере отличается некоторыми особенностями от процессов электрохимической коррозии, протекающих в растворах электролитов, поскольку в пергом случае эти процессы происходят в тонкой пленке, возникающей на поверхности металла вследствие адсорбции или конденсации глагп и последующего растворения в ней газов, солей и т. п. Так как тонкая пленка электролита при влажной атмосферной коррозии не представляет значительного препятствия для диффузии кислорода, то в этом случае увеличивается интенсивная кислородная деполяризация катодных участков металла, в отличие от коррозии, наблюдаемой в условиях пог, ужения металла в нейтральный раствор электролита. С другой стороны, как показали работы Н. Д. Томашова, в связи с тем, что кислород имеет беспрепятственный доступ к поверхности металла увеличивается вероятность возникновения анодной пассивности. Таким образом, при влажной атмосферной коррозии могут наблюдаться явления двоякого рода облегчающие катодный процесс и тормозящие анодный процесс ионизации металла. [c.158]

КО один процесс — разряд карбонатных анионов. При анодной поляризации Аи и Аи — Рё-сплава (80% Аи) металл в расплав не переходит. Потенциостатические кривые имеют один участок— электрохимический разряд карбонатных анионов. При этом выделение газов на аноде идет без перенапряжения при 0 в. Наблюдения над изменением стационарного потенциала золота в зависимости от количества кислорода в ячейке свидетельствуют о том, что адсорбция его на поверхности золотых и золотопалладиевых электродов незначительна. [c.82]

При окислении меди образуются три вида окислов — закись меди СИаО, окись меди СиО и полуторная окись меди Си20з. Имеются также предположения об образовании в интервале 950— 1050° С соединения типа недоокиси 046. Окисление меди начинается с адсорбции газа на ее поверхности. Адсорбированные частицы в результате силового поля атомов решетки металла ориентируются определенным образом, при этом связи, соединяющие молекулу кислорода, разрушаются и возникают новые связи с кристаллической решеткой металла. [c.30]

Основное отличие твердых тел от жидкостей состоит в том, что твердое тело имеет постоянную форму, которую оно изменяет только принудительно. Следовательно, поверхности твердых тел самопроизвольно не сокращаются и поэтому в той или иной степени щероховаты. Обычно поверхности твердых тел загрязнены посторонними веществами, образующими на ней тонкий слой. Даже кратковременная выдержка чистой поверхности на воздухе приводит обычно к появлению на ней жировой пленки, что в значительной мере изменяет ее свойства. На большинстве твердых поверхностей имеется адсорбированный слой газов, причем на металлах адсорбционные пленки держатся весьма прочно. Адсорбция кислорода на некоторых металлах приводит к образованию окисных пленок особенно быстро такие пленки образуются на алюминии и его сплавах. Наиболее сильным свойством адсорбции газов и летучих жидкостей обладает поверхность активированного угля, что, в частности, дало возможность применять его в противогазах. [c.16]

Гетерогенный катализ происходит на границах раздела твердое тело — газ или твердое тело — жидкая фаза (раствор). Механизм каталитического воздействия поверхности твердого тела заключается в адсорбции на поверхности катализатора реагирующих между собой молекул, в результате чего их концентрация в поверхностном слое возрастает на несколько порядков, а под действием энергии адсорбции ослабляются связи между частицами, составляющими молекулы, и, следовательно, снижается энергия активации. Не исключено и химическое взаимодействие между молекулами реагирующих веществ и адсорбента, т. е. катализатора (топохимические соединения). Высокоактивные катализаторы этого типа — тонко раздробленные металлы, нанесенные на какую-либо подложку, например, платинированный асбест, серебро или палладий, нанесенные на цеолиты, тонко раздробленный никель и т. д. [c.298]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...