Механизм процессов химического восстановления металлов

МЕХАНИЗМ ПРОЦЕССОВ ХИМИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ [c.369]

Электрохимический подход к механизму процесса химического восстановления металлов предполагает, что скорость нанесения покрьггий можно определить по величине тока, соответствующего [c.371]

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]

Механизм процессов восстановления окислов железа газами является сложным и включает ряд стадий, имеющих химическую и диффузионную природу. В условиях пониженных температур и пониженных давлений значительную роль играют, согласно адсорбционно-автокаталитической теории, стадии адсорбции газа-восстановителя на поверхности окислов, реакции адсорбированных молекул восстановителя с кислородом кристаллической решетки окислов, превращения ее в кристаллическую решетку металла и десорбции газообразных продуктов реакции. При более высоких температурах и давлениях, особенно при значительных размерах кусков восстанавливаемых материалов, большое значение приобретают диффузионные стадии процесса восстановления, в частности диффузия через восстановленный слой металла. [c.89]

Механизм процесса травления заключается в химическом взаимодействии кислоты с окислами железа и железом с образованием растворимых солей, а также в механическом отрыве окалины от поверхности металла выделяющимся в процессе реакции водородом. Одновременно при травлении происходит восстановление водородом образующихся трехвалентных солей железа до двухвалентных. [c.208]

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]

Почва и грунт содержат различные химические реагенты, влагу н обладают ионной электропроводностью. Это делает их коррозионноактивными средами по отношению к металлическим конструкциям. В подавляющем большинстве случаев подземная коррозия происходит по электрохимическому механизму с катодным процессом восстановления кислорода при диффузионном контроле. Перенос кислорода к поверхности металла осуществляется течением газообразной или жидкой фаз, конвективным перемешиванием этих фаз или диффузией кислорода в газообразной или жидкой фазе. [c.26]

Трение в условиях избирательного переноса осуществляется в восстановительной среде, поэтому тонкие поверхностные слои меди не окисляются в процессе трения. Поставщиком кислорода в подповерхностные слои могут быть, кроме воздуха, молекулы воды, которые всегда имеются в граничном слое, причем молекулы воды и органического вещества (глицерина) конкурируют за место на свободной поверхности. В этом случае все электроды, расположенные в электрохимическом ряду между водородным и кислородным электродами, термодинамически неустойчивы в контакте с воздухом и водой, поэтому должно происходить самопроизвольное восстановление кислорода с одновременным окислением металлов (меди, примесей, легирующих элементов). Механизм этого явления заключается в диффузии кислорода в подповерхностные слои, где он вступает в химическое взаимодействие в первую очередь с атомами примесей, имеющими большее, чем медь, сродство к кислороду, а затем с атомами меди. [c.113]

Под химической коррозией подразумевают процессы взаимодействия металлической поверхности с окружающей средой, протекающие по механизму химических гетерогенных реакций, т. е. когда переход металла в ионное состояние и восстановление окислительного компонента не являются независимыми сопряженными стадиями, разделенными во времени или пространстве (как при электрохимической коррозии), а происходят в одном акте. Важнейшим примером химической коррозии является взаимодействие металла с жидкими неэлектропроводными средами (неэлектролитами) или сухими газами. [c.34]

Графитовые детали, узлы, изделия входят в состав металлических конструкций, применяются в композиции с самыми различными металлами. Тщательный анализ известных механизмов удаления окислов при нагреве металла в вакууме и серия экспериментов показали, что испарение и диссоциация окислов железа в условиях высоких температур и степени разрежения, обычно применяемых при диффузионной сварке, — процессы малозначительные или не имеют места. Однако положение может изменить, если металл нагревать в присутствии графита. В этих условиях возможны процессы диссоциации окислов, поскольку углерод связывает кислород в СО и СОа, в результате чего парциальное давление кислорода становится намного ниже равновесного. Возможно, что данные процессы имеют место только на начальной стадии сварки графита со сталями, иначе протекание их сопровождалось бы увеличением толщины твердых продуктов на графите, чего не наблюдалось. Скорость процесса восстановления зависит от многих факторов. Кроме внешних условий (температуры, давления, характера восстановления), на скорость реакции оказывают влияние и физико-химические свойства самого восстанавливаемого вещества, его минералогический состав, структура, состояние поверхности и т. д. Учесть одновременно все эти факторы и дать единое математическое выражение скорости пока не удалось. При исследовании сварки графита с титаном применяли титан ВТ1 и графит с пористостью до 80%. Для получения равнопрочного соединения графита с титаном необходима степень разрежения 1-10 Па и давление не выше 4,9 МПа При этом давлении наблюдалась деформация со стороны титана. Для ее устранения давление снижено до 2,9 МПа. Наличие органического связующего материала в графита затрудняло процесс сварки его [c.239]

Одно из принципиальных различий между этими двумя механизмами коррозии металлов заключается в том, что при электрохимической коррозии одновременно происходят два процесса окислительный (растворение металла на одном участке) и восстановительный (выделение катиона из раствора, восстановление кислорода и других окислителей на другом участке металла). Например, в результате растворения цинка в серной кислоте образуются ионы цинка и выделяется газообразный водород при действии воды железо переходит в окисное или гидроокис-ное состояние и восстанавливается кислород с образованием гидроксильных иоиов. При химической коррозии разрушение металлической пoвeJЗXнo ти осуществляется без разделения на отдельные стадии и, кроме того, продукты коррозии образуются непосредственно на тех участках поверхности металла, где происходит его разрушение. [c.6]

Закономерности и механизм процесса активации полностью еще не выяснены, хотя по этому выпросу имеется ряд работ [2—10]. Сущность процесса активирования, проводимого на сенсибилизированной поверхности, заключается в том, что вследствие реакции с осажденным на поверхность восстановителем, например с гидроокисью олова, на ней оседает и каталитически активный металл в виде коллоидных частиц металла или малорастворимых соединений, которые восстанавливаются при окунании такой поверхности в раствор химической металлизации. Металлические частицы активатора служат каталитическими центрами, на которых начинается восстановление химически осаждаемого металла. В начальный период металлизации происходит рост отдельных частиц полусферической формы (рис. 26), которые постепенно увеличиваются и сливаются, образуя сплошную пленку металла. Период индукции — время от начала реакции восстановления осаждаемого металла до появления видимого глазом сплошного покрытия — зависит от скорости реакции восстановления и от плотности каталитических центров на поверхности. [c.55]

По аналогии с окислительно-восстановительными реакциями ионов металлов в растворах, часто протекающими через образование промежуточных комплексов, предложен чисто химический механизм каталитического процесса осаждения металла. Предполагается образование комплекса ионов металла с восстановителем и внутримолекулярный процесс окисления — восстановления этого комплекса на поверхности катализатора с образованием свободного металла и других продуктов реакции [23]. В ряде растворов металлизации действительно образуются комплексы металлов, содержащие в качестве одного из лигандов восстановитель, например, Си (И) с СН2О, Ni (И) с N2H4. Однако нет доказательств, что процесс каталитического восстановления протекает именно при участии этих координированных молекул восстановителя. Более детальное изучение одной из таких систем (растворов никелирования, содержащих гидразин в качестве восстановителя) показало [24], что в растворе комплексного соединения Ni (И) с гидразином в отсутствие большого избытка свободного гидразина процесс осаждения никеля вообще не протекает, т. е. рассматриваемый механизм процесса ие реализуется. Такой механизм восстановления металла более вероятен в случае гомогенного процесса восстановления металла в начальной стадии объемного разложения раствора. [c.93]

Процесс химического никелирования широко применяют во многих отраслях машиностроения СССР. На ряде предприятий его используют для повышения износостойкости и защиты от коррозии деталей точных приборов и механизмов, предназначенных для эксплуатации как в обычных условиях, так и в условиях тропического климата (например, детали счетноаналитических машин и др.). В приборостроительной промышленности этим способом наносят покрытия на детали, изготовленные из стали, медных и алюминиевых сплавов и имеющие сложную конфигурацию (длинные и узкие каналы, глухие отверстия, резьбу и т. п.). Его применяют в оптической, электротехнической промышленности. Осаждение металлов методом химического восстановления получило большое развитие в США, Англии, Франции, ФРГ, Японии и других странах. В химической, нефтяной и других отраслях промышленности этих стран химическое никелирование используют для защиты крупных деталей сложного профиля, эксплуатирующихся в коррозионноагрессивных средах. Покрытия наносят на детали из различных сталей, чугуна, меди и ее сплавов, алюминиевых, магниевых и титановых сплавов и др., а также из неметаллов. С целью повышения износостойкости никелируют многочисленные детали автомобильной и авиационно-ракетной техники алюминиевые поршни, детали реактивных двигателей, внутреннйе стенки цилиндров компрессоров, насосов, детали очистительно-осушительных систем, бензиновые баки, цистерны для перевозки и баки для хранения различных химических веществ, детали арматуры атомных реакторов, в том числе длиноразмерные трубы, волноводы радиолокационных установок, лопатки компрессоров. Никелируют печатные схемы, что обеспечивает хороший контакт между обеими сторонами панели, так как все отверстия полностью покрываются никель-фосфорным слоем. [c.307]

Процесс водородной коррозии, т.е. восстановление карбидных фаз водородом, может происходить как на поверхности металлической фазы, так и внутри ее, главным образом, по границам зерен. В связи с этим физико-химическое представление о механизме обезуглероживания сплаврв, лимитирующих стадиях этого процесса и водородной хрупкости в значительной степени основывается на имеющихся сведениях о растворимости и диффузии водорода в металлах и формах его существования в кристаллической >ещетке и т.д. [c.116]

Предполагается, что вначале происходит межмолекулярное восстановление железа ( III ), гидроксид которого является основным компонентом ржавчины, в гидроксид железа ( II ). Последний затем образует комплекс, а далее ион Fe в ком-лексе окисляется до Fe Хотя механизм этого процесса точно не установлен, композиция пассивирует железо и осуществляет преобразование ржавчины в инертное комплексное соединение железа, которое способно образовывать со связующим очень стабильное прочносцепленное покрытие на железе или стали. Это покрытие удерживается на поверхности железа не только за счет адгезии, но и химически связано с атомами металла и поэтому полностью обеспечивает коррозионную защиту поверхности. [c.120]

В реальных двигателях и механизмах практически одновременно реализуются все вышеуказанные процессы, причем между ними нет и не может быть четкой грани. Так, в узлах трения работающего двигателя реализуются физические, химические, электрохимические и физико-химические процессы, при этом один процесс может переходить в другой, сопутствовать ему и т. д. Физико-хИ-мический процесс адсорбции ПАВ на металле в зоне трения может зависеть от потенциала электрода и сопровождаться электрохимической реакцией окисления — восстановления с лереходом в химический процесс образования хемосорбционной фазы с ее последующим механическим (физическим) разрушением в результате трения. В отдельных случаях тот или иной процесс становится доминирующим например, при хранении изделия его износ объясняется в основном факторами электрохимической коррозии. [c.15]

В этом процессе на металле остается пленка толщиной в 60 А. Вероятно, пленка образуется в результате анодной реакции, подобно тому как это имеет место при электрополировке с применением внешней э. д. с., но в этом случае процесс сопровождается локальной катодной реакцией восстановления Н2О2 в воду. Механизм утолщения пленки исследован Хиклингом и его сотрудниками [145]. Для металлографических целей химическое блестящее полирование дает такие же результаты, а возможно и лучшие, чем [c.240]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...