Потенциал алюминия

При получении покрытия из расплава в ванну с расплавленным алюминием обычно добавляют кремний, чтобы затруднить образование слоя хрупкого сплава. Полученные из расплава покрытия используют для повышения устойчивости к окислению при умеренных температурах таких изделий, как отопительные устройства и выхлопные трубы автомобилей. Они стойки к действию температуры до 480 °С. При еще более высоких температурах покрытия становятся огнеупорными, но сохраняют защитные свойства вплоть до 680 °С [21]. Использование алюминиевых покрытий для защиты от атмосферной коррозии ограничено вследствие более высокой стоимости по сравнению с цинковыми, а также из-за непостоянства эксплуатационных характеристик. В мягкой воде потенциал алюминия положителен по отношению к стали, поэтому покрытие является коррозионностойким, В морской и некоторых видах пресной воды, особенно содержащих С1" и SO4", потенциал алюминия становится более отрицательным и может произойти перемена полярности пары алюминий—железо. В этих условиях алюминиевое покрытие является протекторным и катодно защищает сталь. Показано, что покрытие из сплава А1—Zn, состоящего из 44 % Zn, 1,5 % Si, остальное — А1, имеет очень высокую стойкость в морской и промышленной атмосферах. Оно защищает также от окисления при повышенных температурах. [c.242]

Несмотря на свой отрицательный стационарный потенциал, алюминий в чистом виде непригоден как протекторный материал, поскольку он уже на воздухе приобретает плотную пассивирующую оксидную пленку. Алюминиевые сплавы для протекторов содержат активирующие [c.182]

Так как пленка является плохим проводником электронов, катоды ограничены участками более тонкой пленки, пропускающей электроны. Создающийся при этом коррозионный потенциал обычно является положительным по отношению к цинку и (в зависимости от обстоятельств) положительным или отрицательным по отношению к стали. Потенциал алюминия в морской воде равен —0,55 В, т. е. примерно на 0,10 В отрицательнее потенциала стали. Однако этой разности потенциалов достаточно, чтобы обеспечить протекторную защиту стали от анодного растворения. В связи с этим алюминиевые аноды широко используются для протекторной защиты стальных конструкций в морской воде. [c.42]

Стандартный потенциал алюминия равен —1,66 В. На его поверхности при доступе воздуха образуется довольно плотная окисная пленка толщиной порядка 0,1 мкм с хорошими защитными свойствами. Она состоит в основном из окиси алюминия в аморфном или кристаллическом состоянии и из гидроокиси алюминия. Поскольку окисные пленки, образующиеся на алюминиевых сплавах, включают еще и окиси легирующих элементов, они менее плотные, чем на чистом алюминии. Однако в некоторых случаях (напрпмер, А1 — Mg-сплавы в морской воде) это приводит к повышению коррозионной устойчивости. [c.132]

Наличие расхождений данных различных авторов о влиянии контактов, в частности, с нержавеющей сталью, на скорость коррозии алюминия и его сплавов объясняется, по-видимому, тем, что испытываемые ими алюминиевые сплавы были неодинаковы по составу и структуре и, кроме того, соотношение площадей алюминиевых сплавов и нержавеющей стали было также различным. В тех случаях, когда в результате контакта с каким-либо материалом электродный потенциал алюминия устанавливался в области пассивации, скорость коррозии алюминия не увеличивалась. Если же в результате контакта потенциал алюминия попадал в активную область или в область перепассивации, скорость коррозии его возрастала. При температурах до 100° С стационарный потенциал алюминия отвечает нижнему концу области пассивации поблизости от потенциа- [c.184]

В ряду напряжений алюминий занимает место среди наиболее электроотрицательных элементов (нормальный электродный потенциал алюминия равен —1,36 В), что делает невозможным его электрохимическое выделение из водных растворов его солей. [c.315]

В/см при толщине пленки 100 нм. Окисная пленка разрушается, когда стационарный потенциал алюминия Ест в расплаве флюса становится более положительным, чем потенциал активации Ея. При потенциале а галогениды вытесняют ионы гидроокисла с поверхности алюминия, препятствуя его электрохимическому окислению. При этом химическое сродство алюминия к кислороду уменьшается и становится меньше, чем сродство алюминия к иону С1 . [c.121]

Стандартный электродный потенциал алюминия для реакции А13++Зе А1 равен —1,66 В, т.е. он является достаточно активным металлом. Однако алюминий обладает высокой коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах благодаря склонности к пассивированию. [c.200]

К его предельной возможной концентрации. Например, если композиция будет изготовлена из никелевого сплава с окисью алюминия, то химический потенциал алюминия (кислорода и т. д.) должен быть одинаковым в обеих фазах, чтобы предотвратить диффузию алюминия. Неравенство химических потенциалов в фазах, являющихся компонентами композиций, часто приводит к межфазной нестабильности и ухудшает свойства волокна. [c.44]

Нормальный электродный потенциал алюминия в кислой среде —1,66 В, в щелочной — 3,25 В. [c.8]

Алюминий обладает высокой химической активностью и большой энергией образования соединений. В электрохимическом ряду напряжений алюминий занимает место среди наиболее электроотрицательных металлов. Высокий отрицательный потенциал алюминия делает невозможным выделение его электролизом из водных растворов, так как при этом на катоде в первую очередь будет выделяться водород. Этот же фактор создает большие ограничения в выборе расплавленных электролитов для осуществления процесса электролиза алюминия. Электролит для процесса [c.217]

В результате электролиза более электроположительные элементы (железо, кремний, медь и др.) накапливаются в анодном сплаве. Более электроотрицательные элементы (натрий, барий, кальций и др.) переходят в электролит, не выделяясь на катоде, так как потенциал их выделения выше потенциала алюминия. [c.360]

При контактировании алюминия с платиной наблюдается следующая картина. В концентрированных растворах (60—70%-ных) потенциал пары близок к потенциалу платины, в разбавленных же растворах потенциал пары ближе к потенциалу алюминия. Это указывает на то, что в концентрированных растворах азотной кислоты алюминий анодно поляризуется очень сильно. Это можно было бы рассматривать как благоприятный фактор, если бы алюминий обладал способностью переходить в пассивное состояние. Но раз, как уже указывалось, этого нет, то имеется опасность проявления сильной контактной коррозии в растворах концентрированной азотной кислоты. В самом деле, потенциал пары алюминий — платина (рис. 58) в 60—70%-ной азотной кислоте при соотношении поверхностей 1 1 достиг величины более +1,2 в. Потенциал же активирования равен для кислоты этих концентраций, судя по рис. 57, от +0,9 до +1,0 в. Стало быть, алюминий должен за счет контакта с платиной подвергнуться сильной коррозии. В более разбавленных растворах азотной кислоты положение несколько лучше, поскольку потенциал пары алюминий — платина лежит в интервале от +0,2-+до + 0,00 в, а потенциал активирования — в интервале от +1,2-+до +1,8 в. Иными словами, при контактировании алюминия с платиной в 10— 15%-ных растворах азотной кислоты не достигаются те значения потенциалов, при которых алюминий сильно активируется и резко возрастает скорость анодного растворения. Поскольку, однако, и в разбавленных растворах азотной кислоты отмечается некоторое облагораживание потенциала алюминия, то следует ожидать, что скорость коррозии алюминия при контакте с платиной увеличится и в этих растворах. [c.182]

Отсюда следует, что сдвиг потенциала алюминия в зазоре в отрицательную сторону обусловлен не только затруднением в доступе кислорода, но и изменением характера коррозионной среды. Кроме этого, как будет показано ниже, наибольшие изменения коррозионной среды в зазорах возникают вследствие работы макроэлементов типа щель — открытая поверхность. [c.220]

Вместе с тем, получение на алюминии покрытий из других металлов специфично и требует применения особых методов предварительной подготовки поверхности. Это обусловливается как наличием на поверхности металла компактных прочных естественных окисных пленок, так и сильно электроотрицательным значением потенциала алюминия и его высокой химической активностью в кислых и особенно щелочных средах. [c.138]

Защитные окисные пленки на алюминии имеют амфотерный характер и могут растворяться в сильных неокисляющих кислотах и особенно легко в щелочах. Стационарный электродный потенциал алюминия также имеет наиболее положительные значения при нейтральной или слабокислой реакции в водных растворах. Так, в 0,1Н растворах хлорида, сульфата и нитрата при pH соответственно 3,9 6,0 3,9 [36] значения стационарного потенциала алюминия составляют —0,43 В — 0,20 В —0,29 В. Хорошая растворимость окислов алюминия в щелочах обусловливает химическое активирование металла в растворах с pH > 7 при уменьшении его потенциала до нормального равновесного потенциала для алюминия. Механическое удаление пленки также способствует резкому уменьшению стационарного потенциала. [c.55]

Стандартный потенциал алюминия [5, 6] равен —1,66 в. При такой величине потенциала окисная пленка на алюминии отсутствует [6]. Расчеты на основе термодинамических данных приводят к значению потенциала —1,95 в [7]. [c.505]

Неравномерность окисной пленки, наличие на поверхности металлических частиц с потенциалом, отличным от потенциала алюминия (что приводит к образованию местного гальванического элемента), неравномерные аэрация или распределение кислорода на поверхности и другие причины вызывают местную коррозию. Образующиеся язвочки могут при этом расти от поверхности металла внутрь или разрастаться под поверхностью и подтачивать ее. В результате развивающейся коррозии могут образоваться сквозные отверстия в материале. По определению Бреннера [22], при сквозной коррозии отношение глубины разъедания к его протяженности превышает 0,2. Местной коррозии подвержены как чистый алюминий, так и его сплавы (особенно находящиеся в гомогенном или сильно выраженном гетерогенном состоянии). [c.511]

Скорость процесса растворения при работе элемента зависит от напряжения, которое устанавливается между обоими металлами, находящимися в контакте [12]. При этом один из металлов растворяется. Ток и разность потенциалов зависят от состава агрессивной среды и ее сопротивления. Приблизительную оценку напряжения элемента можно получить на основании ряда напряжений металлов, в котором металлы расположены так, что вышестоящий защищает нижестоящий. Однако обычный ряд напряжений металлов не всегда применим. В нем сопоставляются стандартные потенциалы, т. е. такие, которые принимают металлы в стандартных растворах своих собственных солей. При других условиях, в частности в иной коррозионной среде (например, в соленой или кислой воде), потенциалы металлов имеют другие значения. На потенциал алюминия и его сплавов оказывает значительное влияние термическая обработка (впрочем, он снижается и без термического воздействия). В подобных случаях изменяется и последовательность металлов в ряду напряжений. Тогда говорят-уже о практическом ряде напряжений. В табл. 12.5 приведен такой ряд в сопоставлении со стандартными значениями потенциалов. [c.589]

Стандартный электродный потенциал алюминия (А1 А1 " + Зе ) равен—1,66 В, что указывает на его высокую активность, однако практически он обладает высокой коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах, так как на его поверхности при взаимодействии с кислородом воздуха образуется защитная оксидная пленка. [c.58]

Расчетное значение потенциала алюминия лежит между потенциалами магния и цинка. В воде или грунтах алюминий имеет склонность к пассивации с соответствующим сдвигом потенциала к потенциалу стали. Тогда он перестает выполнять функцию протектора. Для предотвращения пассивации в околоэлектрод-ное пространство можно вводить специальное вещество для создания среды, содержащей хлориды засыпка). Однако это может служить только временной мерой. В морской воде пассивацию лучше всего предупреждать, используя сплавы. Например, сплавление алюминия с 0,1 % Sn с последующей термообработкой при 620 °С в течение 16 ч и закалкой в воде для удержания олова в состоянии твердого раствора очень сильно уменьшает анодную поляризацию в хлоридных растворах [6]. Коррозионный потенциал такого сплава в 0,1т растворе Na l составляет—1,2 В по сравнению с —0,5 В для чистого алюминия. Некоторые алюминиевые протекторы содержат 0,1 % Sn и 5 % Zn [7, 8]. Протекторы с 0,6 % Zn, 0,04 % Hg и 0,06 % Fe при испытаниях в морской воде в течение 254 дней работали с выходом по току 94 % (2802 А-ч/кг). В настоящее время в США на производство протекторов из таких сплавов ежегодно расходуют примерно [c.219]

Алюминий — легкий металл (плотность 2,71-10 кг/м ), обладающий высокой коррозионной стойкостью в атмосфере и многих водных средах. Это сочетается в нем с хорошей электро- и теплопроводностью. Он очень электроотрицателен в ряду напряжений, но пассивируется при контакте о водой. Хотя растворенный в воде кислород повышает коррозионную стойкость алюминия, его присутствие не является обязательным для наступления пассивности. Следовательно, Фладе-потенциал алюминия отрицательнее потенциала водородного электрода. Считается, что пассивирующая пленка на алюминии состоит из оксида алюминия, толщину ее, если окисление происходило на воздухе, оценивают в 2— 10 нм (20—100 А). Коррозионное поведение алюминия зависит даже от малых количеств - примесей в металле, причем все эти примеси, за исключением магния, являются по отношению к алю- [c.340]

Алюминий и его сплавы имеют в ряде сред высокую коррозионную стойкость вследствие своей способности пассивироваться. Зависимость скорости растворения алюминиевого сплава, легированного до 2% магнием, хромом, кремнием, медью, от величины потенциала весьма сложная и характерна для металлов, способных пассивироваться (рис. 111-39). В активной области А В скорость растворения возрастает с увеличением потенциала. При достижении определенной величины потенциала В скорость растворения начинает уменьшаться с ростом потенциала ВС и становится минимальной в области пассивации СД. Последняя характеризуется постоянством скорости анодного процесса в определенной области потенциалов. С дальнейшим увеличением потенциала в области перепассивации ДЕ скорость анодного процесса вновь возрастает. При комнатной температуре значение потенциала алюминия непосредственно после погружения в дистиллированную воду соответствует активной области. С течением времени потенциал алюминия смещается в положительную сторону, и установившееся его стационарное значение отвечает участку области пассивации вблизи потенциала пробоя (точка Д). В искусственно неразмешиваемой дистиллированной воде потенциал алюминия смещается в отрицательную сторону на значительную величину при катодной поляризации с плотностью тока порядка 10 1—10 мка слЕ. При размешивании среды зависимость скорости катодного процесса ионизации кислорода от потенциала алюминия в полулогарифмических координатах выражается прямой линией. Следует отметить, что наличие области перепассивации у алюминия [c.178]

Это обстоятельство позволяет полагать, что положительное влияние никеля и других легирующих веществ с малым перенапряжением водорода на повышение коррозионной стойкости конструкционных материалов может быть вполне объяснено на основе теории эффективных катодных присадок, разработанной Н. Д. Тома-шовым [111,202]. Поданным К. Видема [111,157] смещение потенциала алюминия от стационарного значения в положительную сторону вызывает увеличение скорости коррозии металла. Это говорит о том, что при температуре 200° С в отличие от комнатных температур, стационарный потенциал алюминия соответствует активной области. При введении в.алюминий легирующих компонентов с малым перенапряжением реакции разряда ионов водорода и ионизации кислорода, скорость катодного процесса увеличивается, что приводит к смещению стационарного потенциала металла в положительную сторону. При этом достигаются значения потенциала, соответствующие области пассивации, а скорость коррозии алюминия значительно снижается. Аналогичного эффекта можно добиться, поляризуя металл анодно. Действительно, анодная поляризация улучшает коррозионную стойкость алюминия в дистиллированной воде при температуре 325° С, а катодная поляризация в этом случае увеличивает скорость коррозии [111,193]. На основании изложенного можно полагать, что те легирующие компоненты с введением которых скорость коррозии алюминия при низких температурах (медь, никель, железо и др.) увеличивалась, при высоких температурах должны способствовать увеличению коррозионной стойкости металла. Приведенные рассуждения подкрепляются следующими экспериментальными данными. Ж- Е. ДрейлииВ. Е. Разер [111,193] измеряли стационарный потенциал алюминиевых сплавов в дистиллированной воде при температуре 200° С. Электродом сравнения служил образец из нержавеющей стали. Стационарный потенциал алюминиевого сплава с концентрацией 5,7% никеля оказался на 0,16 б положительнее, чем стационарный потенциал алюминиевого сплава 1100. При катодной поляризации с плотностью тока Ъмш1см-потенциал сплава 11(Ю смещался в отрицательную сторону на 1,2б, в то время как смещение потенциала сплавов, легированных 11,7% кремния, составляло 0,34 б, а сплавов, легированных 5,7% никеля, 0,12 б, что является косвенным показателем того, что на двух последних сплавах скорость катодного процесса больше, чем на алюминиевом сплаве 1100. С точки зрения теории эффективных катодных присадок, легирование платиной и медью должно оказывать положительное действие на коррозионную стойкость алюминия. В самом деле, с введением в алюминий 2% платины или меди коррозионная стойкость последнего в дистиллированной воде при 315° С значительно увеличивается [111, 193]. С этих же позиций легирование свинцом, оловом, висмутом и кадмием не должно улучшать коррозионной стойкости алюминия, что и подтверждается экспериментальной проверкой [111,193]. Как установлено К. М. Карлсеном [111,173], [c.198]

В промышленных электролитах практически всегда содержится 2—3% Сар2, поступающего в виде примеси с сырьем. Кроме того, с исходными материалами в электролит поступают следующие примеси РегОз, ЗЮг, Р2О5, У205, 80Г, СиО и др. Следует помнить, что металлы, имеющие более электроположительный потенциал, чем потенциал алюминия, в процессе электролиза переходят в его состав, снижая качество. Поэтому к степени чистоты сырья для производства алюминия всегда предъявляются повышенные требования. [c.218]

Алюминий. На рис. 81 приведены кривые анодной поляризации алюминия в пленке 0,1 N р аствора Na l различной толщины. Из рассмотрения кривых этого рисунка видно, что стационарный потенциал алюминия по мере уменьшения толщины слоя электролита на поверхности электрода сдвигается в область более положительных значений. При переходе от объема к тонким слоям потенциал изменяется примерно на 100 мв. [c.130]

В растворе Na l (310 г/л) с добавкой NH4OH от 10 до 100 г/л стационарный потенциал алюминия сдвигается в сторону отрицательных значений. Область пассивного состояния составляет — 0,5 В. [c.31]

Ла рис. 58 представлены кривые, характеризующие зависимость электродных потенциалов алюминия, нержавеющей стали IX18H10T, платины, а также контактных пар алюминий — нержавеющая сталь 1Х18Н10Т и алюминий — платина от концентрации азотной кислоты. Из кривых видно, что наиболее отрицательным потенциалом обладает алюминий, наиболее положительным — платина. Потенциал нержавеющей стали отрицательнее потенциала платины, особенно в разбавленных растворах азотной кислоты, и положительнее потенциала алюминия (табл.35). [c.181]

Рассмотренные выше закономерности, которые были вскрыты на основе электрохимических исследований, хорошо подтверждаются непосредственными опытами по определению тока контактных пар (рис. 59). Резкое увеличение контактной коррозии, как и следовало ожидать из анализа нотенциостатической кривой, наблюдается при контакте алюминия с платиной в концентрированных растворах кислоты. Максимальный ток, возникающий при контакте алюминия с нержавеющей сталью, наблюдается примерно в 30%-ной азотной кислоте. По мере увеличения концентрации азотной кислоты ток при контакте алюминия с нержавеющей сталью падает, а не растет, как в случае платины. Объясняется это, как показывает анализ коррозионных диаграмм для этой пары (рис. 60), возрастанием анодной поляризуемости алюминия. Поскольку в данном случае потенциал алюминия не выходит за пределы потенциала активирования, то это способствует уменьшению контактного тока. [c.183]

Рис. 105. Изменение потенциала алюминия во времени (электролит — 0,5-н. Na l) в зазоре различной ширины, мм

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]

Установлено, что в атмосферных условиях и при обрызгивании пресной водой контакт сплава МА1 с алюминием не вызывает усиленной коррозии сплава МА1, вероятно, благодаря тому, что в слабо агрессивной среде коррозия магниевых сплавов протекает при преобладании анодного ограничения, в то время как в относительно более агрессивной среде решающую роль играет катодное ограничение. Помимо этого, во многих практических случаях уменьшение агрессивности коррозионной среды связано с уменьшением концентрации агента, вызывающего коррозию и, следовательно, с ростом омического сопротивления коррозионных элементов. Таким образом, более положительный по сравнению с магниевыми сплавами потенциал алюминия и усиленная работа этой пары в 3%-ном растворе Na l не дает еще оснований вывести заключения об опасности контакта алюминия с магниевыми сплавами в атмосферных условиях. [c.181]

Потенциал же СиАЬ еще более положителен и по отношению к твердому раствору является катодом. Коррозионная стойкость сплавов, содержащих медь, значительно ниже, чем чистого металла, хотя потенциал сплава более положителен, чем потенциал алюминия. [c.8]

Этот вид коррозии наступает в тех случаях, когда алюминий находится в электролите в контакте с более благородным металлом. При этом коррозия тем больше, чем выше разность потенциалов между металлами. Из-за окисной пленки, всегда покрывающей поверхность алюминия, он значительно более благороден, чем это следует из его положения в ряду напряжений. В зависимости от компонентов, которые содержатся в различных алюминиевых материалах, микраэлемеиты могут возникать также и между разными алюминиевыми материалами. Добавки меди, например, повышают, а содержание цинка и магния — понижает потенциал алюминия. [c.513]

Стандартный потенциал магния [98] еще более отрицателен, чем стандартный потенциал алюминия. Но и на магнии обычно имеются защитные покровные слои, которые делают его стойким в ряде агрессивных сред. На воздухе магний покрывается пленкой правда, эта пленка по своим защитным свойствам уступает пленке на алюминии. Это связано со значительной пористостью пленки окиси магния. Кроме того, отношение объема MgO к объему магния равнсГлишь 0,84. [c.541]

Характерным примером являются хром и алюминий. Хром, по измерениям Грубе и Брейтингера [80], является неблагородным элементом, так как он имеет потенциал —0,557 или —0,509 в. Однако это активное состояние очень трудно достигается. Его можно получить, помещая хром в соляную кислоту, из которой удален кислород, или активируя его в кислых растворах с помощью очень неблагородного металла, например магния. У алюминия стандартный потенциал может быть только рассчитан, так как измерить его непосредственно не удается. Потенциал алюминия, находящегося в пассивном состоянии, более чем на 1 в положительнее потенциала активного алюминия. Поэтому в так называемом практическом ряду напряжений для некоторых элементов и сплавов обычно приводится два значения потенциала для активного и для пассивного состояний. Обычно это сплавы на базе хрома и никеля, например [c.649]

Зависимость скорости коррозии алюминия от величины pH раствора, в который он погружен, исследовали Г. В. Акимов и А. И. Глухова . Они проводили опыты в растворах солей (МаС1, N82804 и NaNOз), которые для создания определенного значения pH среды соответственно подщелачивали МаОН или подкисляли соляной, серной или азотной кислотой одновременно измерялся потенциал алюминия, подвергающегося коррозии. Наименьшая скорость коррозии наблюдалась в практически нейтральных растворах (рН=5 9). [c.121]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...