Химическое и электрохимическое окисление металлов

Химическое и электрохимическое окисление металлов [c.7]

Коррозия — это поверхностное разрушение металла детали вследствие его окисления. Процесс разрушения протекает самопроизвольно в результате химического и электрохимического взаимодействия металла с окружающей средой. Поэтому коррозионному разрушению подвержены машины работающие и неработающие, причем последние в большей степени. [c.15]

Выступая в роли деполяризаторов (акцепторов электронов), радикалы и перекиси восстанавливаются в нейтральные молекулы, что приводит к уменьшению окисления масла, образования кислых коррозионно-агрессивных соединений и к уменьшению химической (и электрохимической) коррозии металла. На аналогичном эффекте — протекторной защите — основано применение так называемых твердых антиокислителей — патронов, состоящих из сплавов натрия, лития, магния и цинка, или натрия, олова и свинца, или кальция, бария, цинка, свинца и пр. [107]. Эти патроны устанавливают в картере двигателей или в системе циркуляции масла после фильтров тонкой очистки. Ввиду больших стандартных электродных потенциалов вышеуказанных металлов они прежде всего подвергаются электрохимической коррозии, выполняя роль анода (протектора) по отношению к другим деталям двигателя. Целесообразность применения подобных патронов косвенно подтверждается многочисленными исследованиями коррозионных процессов в двигателях. Например, из сплавов вкладышей подшипников, деталей цилиндро-порш невой группы и прочих прежде всего вымываются - переходят в электролит и масло — металлы с высокими стандартными электродными потенциалами <свинец, магний, цинк, олово и пр.), а также металлы, дающие высокую разность потенциалов в контакте металл — металл . [c.80]

Зависимость скорости химической и электрохимической коррозии от температуры имеет сложный характер. В процессах высокотемпературного окисления металлов (химическая коррозия) с ростом температуры падает термодинамическая возможность окисления каждого металла, поскольку увеличивается упругость диссоциации его окисла. Однако скорость окисления металла увеличивается в соответствии с экспоненциальной зависимостью константы скорости этой реакции от температуры (рис. 7). Подобная зависимость позволяет гра- [c.125]

Большинство органических жидкостей, не содержащих воды и других примесей, инертны по отношению к стали. Но присутствие влаги, даже в незначительных количествах, создает агрессивную среду, химическая коррозия переходит в электрохимическую, и процесс окисления металла ускоряется. Так, сталь в тетрахлориде углерода является коррозионностойкой. При попадании следов влаги происходит гидролиз ССЦ [c.33]

При шлифовании ряда металлов, особенно титановых сплавов, по данным В. В. Волкова между окисной пленкой, чрезвычайно быстро регенерируемой на поверхности изделия, и ионами происходят химические и электрохимические процессы, которые разупрочняют поверхностный окисленный слой металла, облегчая его диспергирование абразивными зернами. [c.47]

Для предварительной подготовки титана его обрабатывают в различных смесях этиленгликоль с плавиковой кислотой с добавкой фтористого цинка и без него, смеси плавиковой и уксусной, плавиковой и азотной, серной и соляной кислот [1—4]. Подготовка сводится к образованию на поверхности титана пленок, защищающих ее от окисления и взаимодействия с электролитом в первоначальный момент осаждения гальванопокрытий. Эти пленки — либо контактно выделенный цинк, никель и другие металлы, либо пленки, образованные химическим и электрохимическим способом в виде окисных, гидрид-ных и фторидных соединений титана [1—4]. [c.105]

Коррозия — это процесс физико-химического разрушения металла под влиянием внешней среды. По характеру процесса различают химическую и электрохимическую коррозию. В первом случае процесс окисления металла происходит при непосредственном воздействии соприкасающейся с ним среды без появления электрического тока, а во втором случае коррозия протекает в электролитах и сопровождается появлением электрического тока. В зависимости от характера агрессивной среды электрохимическая коррозия может быть атмосферной, почвенной, структурной (вследствие неоднородности металла по структуре), биологической (протекает в подземных условиях при участии микроорганизмов), щелочной, кислотной, контактной (при контакте двух разнородных металлов), коррозией, вызванной блуждающими токами или водными растворами солей. Стойкость против коррозии зависит от химического состава, структуры, состояния поверхности, напряженного состояния металла, а также химического состава, концентрации, температуры и скорости перемещения агрессивной среды по поверхности изделия. Мерой коррозионной стойкости является скорость коррозии металла в данных условиях и среде, которая выражается глубиной коррозии в миллиметрах в год или в потере массы в граммах за час на 1 м поверхности металла. [c.20]

На аноде одновременно, но с разной скоростью протекают два процесса формирование барьерного слоя в результате электрохимического окисления металла у основания пор и химическое растворение пленки в электролите. Поэтому рост пленки возможен только тогда, когда скорость растворения оксида ниже скорости его образования. [c.165]

Оксидные пленки на алюминии получают в основном двумя путями химическим — обработкой металла окислителями и электрохимическим — окислением под действием электрического тока. [c.16]

Рост оксидной пленки зависит от двух взаимно-противоположных процессов образования ее в результате электрохимического окисления металла и химического растворения пленки в электролите. Для получения оксидных пленок с большой толщиной слоя подбирают такие условия электролиза, при которых скорость образования окисла превышает скорость его [c.17]

Рост оксидной пленки зависит от соотношения скоростей двух одновременно протекающих процессов формирования ее в результате электрохимического окисления металла и химического растворения пленки в электро- [c.21]

Формирование оксида происходит в условиях одновременного воздействия на процесс двух противоположно направленных реакций — электрохимического окисления металла в глубине пор и химического растворения оксидного слоя на его внешней поверхности, подвергающейся активному воздействию электролита. Результат процесса, структура, толщина и свойства оксидного покрытия в большой мере зависят от соотношения скоростей этих реакций. Если химического растворения формирующегося оксида практически не происходит, то образуется тонкая, беспористая пленка барьерного типа, о чем сказано выше. В случае примерного равенства скоростей электрохимической и химической реакций на металле непрерывно возникает и сразу же растворяется тонкая пассивирующая пленка, которая за короткий период своего существования способна предотвратить травление. Такие условия реализуются при электрохимическом полировании металлов. Оксидные покрытия, обладающие антикоррозионными и другими функциональными свойствами, должны иметь значительную толщину, что возможно лишь в том случае, когда скорость электрохимического процесса заметно выше, чем скорость химического растворения пленки. [c.229]

Различают два основных механизма коррозии химический и электрохимический. Химическая коррозия представляет собой типичный процесс окисления металла. При этом окисление и восстановление не разделено во времени и пространстве и происходит одновременно. [c.43]

По характеру протекающего процесса различают две группы коррозии химическую и электрохимическую. Химическая коррозия протекает в сухих газах и неэлектролитах. Примером химической коррозии является окисление металлов кислородом воздуха при нагревании с образованием продукта коррозии — окалины, а также коррозия в минеральных маслах. [c.4]

По механизму процесс окисления металлов делят на химический и электрохимический. [c.75]

Химическая и электрохимическая защита. Химическая защита состоит в искусственном создании на поверхности изделий защитных неметаллических пленок (чаще всего оксидных) за счет окисления поверхностного слоя металла. Наведение оксидных пленок называют оксидированием, а на железе и стали — воронением в связи с сине-черным цветом покрытия. Для воронения сталей наиболее распространен способ погружения заготовок в растворы азотно-кислых солей при температуре 140 °С. Оксидирование применяют для алюминия, магния и их сплавов. Этим способом осуществляют защиту изделий от воздуха и осадков. Для изделий, подверженных действию более агрессивных сред, этот способ неприемлем. Кроме оксидных пленок, на стальных изделиях наводят пленки фосфорно-кислых солей железа и марганца (фосфатирование) эти пленки в сравнении с оксидными являются более прочными. [c.156]

Существующие способы снятия продуктов коррозии с окисленного металла можно подразделить на два вида химические и электрохимические. При химических способах удаления окалины наиболее употребительными являются следующие растворы [c.135]

Явление коррозии металла представляет собой протекающую на поверхности химическую или электрохимическую гетерогенную реакцию, вследствие которой металл переходит в окисленное (ионное) состояние. Естественно поэтому, что наука о коррозии металлов базируется в основном на двух смежных научных дисциплинах металловедении и физической химии. Особое значение для понимания явлений коррозии дают те разделы физической химии, в которых рассмотрены химическая и электрохимическая кинетика гетерогенных реакций. [c.8]

Сущность процесса анодного оксидирования алюминия состоит в следующем. Под действием выделяющегося на аноде активного кислорода на алюминии образуется тончайший слой окисла металла. Взаимодействуя с электролитом, он частично растворяется в нем, и пленка со стороны, обращенной к раствору, становится пористой. Через образовавшиеся поры кислород проникает к основному металлу, благодаря чему процесс окисления алюминия идет непрерывно. Таким образом, пленка на алюминии в любой стадии ее роста состоит из плотного тонкого слоя толщиной 0,01—0,1 мк, прилегающего к металлу, и пористого слоя на внешней поверхности пленки (рнс. 17). Пористый слой при соответствующих условиях может достигнуть десятых долей миллиметра. Скорость роста окисной пленки и ее свойства зависят от соотношения скоростей электрохимического окисления металла и химического растворения пленки в электролите [140]. [c.108]

Этот тип коррозии наиболее распространен. Он имеет место при взаимодействии металлов с жидкими электролитами (водой, водными растворами солей, кислот и щелочей, расплавленными солями и щелочами) и является гетерогенной электрохимической реакцией электролитов с металлами. Однако в принципе не исключена возможность и химической коррозии металлов в электролитах, при которой окисление металла и восстановление окислительного компонента (молекул или ионов) электролита происходят в одном акте, скорость которого не зависит от величины электродного потенциала металла, с образованием соединений и их последующим растворением. [c.148]

Химическая коррозия протекает, как правило, в непроводящих электрический ток средах. Процесс окисления металла и восстановление окислителя среды протекает в одном акте. Характерным примером химической коррозии является коррозия в газах при высоких температурах. Электрохимический механизм коррозии наблюдается в проводящих электрический ток средах. Процессы окисления металла и восстановления окислительного компонента среды могут быть пространственно разделены. Скорость коррозии в этом случае зависит от электродного потенциала корродирующего металла. Для неметаллических материалов закономерности коррозионных разрушений и их химическое сопротивление воздействию окружающей среды также определяется природой и структурой материала, а также свойствами коррозионной среды. [c.13]

При дальнейшем анализе механохимических явлений будет рассматриваться преимущественно влияние механических воздействий на электрохимические реакции, поскольку тем самым решаются и другие задачи с одной стороны, обсуждаемые кинетические уравнения электрохимических реакций преобразуются для описания химических реакций (т. е. протекающих без переноса заряда) путем простой замены величины электрохимического сродства величиной химического сродства, а с другой стороны, например, химическая коррозия при высокотемпературном окислении металлов по теории Вагнера рассматривается как электрохимическая реакция на модели гальванического элемента. [c.12]

По типам коррозии различают электрохимическую и химическую. При электрохимической коррозии окисление металла происходит в растворах электролитов и является результатом действия двух взаимосвязанных электрохимических процессов ионизации атомов металла (анодный процесс) и восстановления окислителя (катодный [c.10]

Процесс разрушения металлов в результате окисления и других химических или электрохимических воздействий носит название коррозии металлов. [c.11]

Процесс коррозии металлов происходит либо по типу химической коррозии (окисление металла, восстановление окислительного компонента среды протекают в одном акте), либо по типу электрохимической коррозии (взаимодействие металла с коррозионной средой — раствором электролита), при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды разделены в пространстве и во времени и сопровождаются переносом электрических зарядов — электрическим током. [c.344]

При высокотемпературной коррозии (химическая коррозия металлов в газе при повышенных температурах) принято различать высокотемпературное окисление — реакция металлов с окисляющим газом при повышенной температуре (может происходить одновременно с электрохимической коррозией) и внутреннее окисление — образование окислов внутри металлов (диффузия кислорода вдоль границ зерен, а также в зоны дефектов кристаллической решетки). [c.202]

Равномерная коррозия протекает у металлов с однородной (гомогенной) поверхностью в однородной жидкой или газообразной среде. Равномерное окисление металла по всей поверхности возможно не только при химической коррозии (в жидких неэлектролитах, сухих газах), но и при электрохимической коррозии. В последнем случае поверхность металла должна быть эквипотенциальной. [c.57]

Под коррозией металла или металлической конструкции подразумевают их разрушение, происходящее под влиянием химического или электрохимического воздействия внешней среды. При этом металл или компоненты сплава переходят в окисленное (ионное) состояние. В результате происходит постепенная, а иногда и достаточно резкая потеря основных функций конструкции. Механическое разрушение, например, излом, или истирание поверхности (эрозия), а также радиоактивный распад металла имеют, в отличие от коррозии, физическую природу. В практике довольно часто встречаются также случаи разрушения металла при совместном коррозионно-механическом воздействии коррозионная эрозия (кавитация), коррозионное растрескивание, коррозионная усталость и др. [c.13]

Электрохимические исследования свойств защитных слоев, возникающих при атмосферной коррозии на металлах, привели Кларк [2,89] к выводу, что ответственным за торможение. коррозионного процесса является слой, непосредственно прилегающий к поверхности металла. Видимые и легко удаляемые СЛОИ продуктов окисления металла только в частных случаях могут вызывать торможение коррозионно-электрохимических реакций (например, ржавчина на стали в открытой атмосфере). Таким образом, коррозионный процесс на металлах в естественных условиях при периодическом увлажнении развивается через стадию разрушения пограничного окисного слоя с последующим образованием вторичных продуктов реакции определенного фазового и химического состава. [c.180]

При химическом типе коррозии окисление металла и восстанов-ленне окислителя протекают в одном акте. Скорость химической коррозии определяется основными закономерностями кинетики химических гетерогенных реакций. В ряде случаев установлена возможность протекания коррозии ио электрохимическому механизму с участием химических реакций. [c.11]

Различают два вида коррозии химическую и электрохимическую. Химической коррозией называют разрушение металлов и сплавов, протекающее в сухих газах при повышенных температурах (газовая коррозия) и в неэлектролитах (масле, бензине, сернистой нефти, расплавах солей и др.). Скорость разрушения при химической коррозии определяется степенью сродства металла с кислородом и свойствами образующейся пленки (ее плотностью и прочностью прикрепления к металлу). Примерами газовой коррозии являются окисление стали при нагреве ее в термических печах (окалинообра-зование) и обезуглероживание поверхностного слоя. [c.246]

Металлы подгруппы меди (Си, Ag, Ли) —типичные ( -элементы, склонные проявлять различные степени окисления (от 1+ до 3+) и с близкими и сравнительно малыми атомными и ионными размерами (см. рис. 2.3). Они во многом сходны в химическом и электрохимическом отношении положительно заряженные ионы их являются хорошими комплексообразователямн. Это электроположительные металлы они не окисляются ионами Н+ стандартные электродные потенциалы их равны соответственно -+-0,34 +0,79 и +1,68 В. Эти металлы обладают максимальной электропроводимостью (см. табл. 2.2). Близкие размеры атомов обусловливают возможность образования твердых растворов замещения. Существующие различия в технологии нанесения их как покрытий и области применения связаны с некоторыми отличиями в их природе и свойствах, а также распространенностью в природе. Практика получения КЭП с матрицей из этих металлов основана на применении традиционных электролитов, модифицированных дисперсной фазой, и режимов. [c.186]

Различают коррозию химическую и электрохимическую [38]. Под химической коррозией понимают непосредственное взаимодействие металлов со средой (топливами, маслами, смазками, продуктами их окисления н т. п.), не сопровождающееся возникновением в металле электрического тока и электрохимических процессов. Применительно к химической коррозии говорят о коррозионных или противокоррозионных свойствах нефтепродуктов. Наиболее подвержены химической коррозии цветные металлы — медь, свинец, магний, всевозможные сплавы этих металлов и их окислы. К коррозионно-агрессивным по отношению к этим металлам веществам, часто содержащимся в смазках, относятся свободные жирные кислоты, серо-, фосфор- и хлорсодержащие продукты (противоизносные и противозадирные присадки), амины и т. п. На практике чисто химическая коррозия встречается редко, исключение составляет коррозия в вакууме, в инертном газе и т. п. Как правило, химическая коррозия сопровождается электрохимическим разрушением металла, связанным с работой микрогальвани-ческих пар, наличием на поверхности металла и в смазке воды, продуктов окисления и разрушения самой смазки. Применительно к электрохимической коррозии принято говорить о защитных свойствах нефтепродуктов. [c.127]

Борьбой с коррозией человечество вынуждено было заниматься ещё в древности, на заре своего развития одновременно с наступлением железного века . Ещё в пятом веке до н.э. древние феки для защиты железа от коррозии покрывали его оловом, полировали, оксидировали. Основы учения о коррозии металлов возникли на стыке двух наук - материаловедения и физической химии. Первым научным подходом в области коррозии принято считать работы великого русского учёного - естествоиспытателя М.В.Ломоносова, который в своей диссертации в середине 18 столетия открыл закон сохранения массы реагирующих веществ и обнаружил явление пассивности" у стали. В 1748 году М.В.Ломоносов высказал мысль и впоследствии (1756 г.) подтвердил её на практике, что при нагревании металлы соединяются с воздухом, образуя окалину (см. п. 1.1). В 1773 году эта первая научная теория окисления металлов бьша дополнена французским химиком А.Л.Лазуазье, доказавшим, что металлы при окисленрги соединяются с наиболее химически активной частью воздуха -кислородом. Основоположником учения электрохимической коррозии принято считать швейцарского физикохимика А.-А. Де ля Рива, который в начале прошлого столетия (1830 г.) открыл теорию коррозии микрогальванических элементов, хотя ещё в 1750 году М.В. Ломоносов высказал мысль, что металлы в кислых спиртах растворяются иначе, чем соли в воде . Большой вклад в развитие электрохимической коррозии внес английский физик, почетный член Петербургской Академии наук М. Фарадей. Руководимый идеей о единстве сил природы, он эмпирически в 1833... 1834 годах открыл законы [c.6]

Несомненно, что механизм действия кислорода, освобождающегося из воды при электрохимическом окислении и растворенного в воде, различный. Напрашивается вывод, что растворенный кислород пассивирует поверхность по-иному, чем кислород, освобождающийся из воды за счет реакции электрохимического окисления. Очевидно, растворенный кислород облегчает анодную пассивацию благодаря адсорбции или слабому химическому взаимодействию с поверхностью металла, не приводящему к образованию двухзарядного кислорода. Возможно, что на поверхности металла находятся атомы кислорода, потерявшие лишь один электрон. В том и другом случае количество освобождающихся электронов при пассивации должно быть меньше, чем при образовании фазового окисла. [c.317]

Фретинг-коррозией называют [17, 23, 52] разрущение металлов, вызываемое одновременным воздействием на них механического истирания другим металлическим или неметаллическим твердым телом и химического или электрохимического коррозионного процесса. В литературе [17, 225—227] этот вид разрушения металлов называют контактная коррозия , фрикционная коррозия , коррозия трения , окисление при трении , окислительный износ , разъедание при контакте и т. д. В соответствии с условиями, вызывающими фретинг-коррозию в практике, при проведении лабораторных испытаний создаются установки, максимально моделирующие эти условия [225]. Несмотря на то что переменных факторов при этом сравнительно много (природа трущихся поверхностей, среда, внещние факторы, удельное давление, частота циклов и др.), установки для испытаний обычно не слишком сложные. Основу каждой из них составляет приспособление, с помощью которого металлический образец при определенном удельном давлении с некоторой частотой перемещается по поверхности другого твердого тела. Вопрос о подводр коррозионной среды решается в разных случаях по разному в зависимости от свойств среды. В частности, при испытаниях в атмосферных условиях приспособление помещают во влажную камеру, при испытаниях в растворах электролитов трущиеся поверхности периодически смачиваются раствором. [c.138]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...