ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Снятие поляризационных кривых из "Ускоренные методы коррозионных испытаний металлов" Метод снятия поляризационных кривых применительно к коррозии впервые предложен Ю. Р. Эвансом и получил широкое распространение в работах Брауна и Миерса. Г. В. Акимова и его учеников [1, 16—20]. [c.136] Этот метод позволяет количественно судить о том, с какой скоростью протекают в среде, в которой предполагают эксплуатировать металл, электрохимические реакции, обусловливающие коррозионный процесс. В настоящее время почти все теоретические и практические вопросы решают, применяя этот метод. [c.136] Метод заключается в изучении зависимости скорости электрохимической реакции (ионизации металла или восстановления водорода или кислорода) от потенциала электрода. [c.136] Снятие поляризационных кривых можно производить галь-ваностатическим или потенциостатическим методом. В первом случае через ячейку пропускают определенную постоянную силу тока и изучают изменение потенциала, во втором — исследуемому электроду задают определенный потенциал и измеряют силу тока. [c.136] Потенциостатический метод рекомендуется применять лишь в тех случаях, когда металл склонен переходить в пассивное состояние. [c.136] В зависимости от поставленных задач установки для снятия поляризационных кривых могут быть различными. Принципиальная схема установки для снятия поляризационных кривых в объемах электролитов приведена на рис. 81. [c.137] Поляризация металлического электрода 2 (см. рис. 82) производится от вспомогательного платинового электрода через четырехрожковый электролитический ключ 5, устанавливающийся на стеклянный держатель 1, в который вмонтирован образец. Электролитический ключ 3 для измерения потенциала подводится в центр образца с нижней его стороны. [c.138] При снятии поляризационных кривых в объеме электролита при сравнительно малом сопротивлении его поляризация постоянной величиной тока, регулирование тока, а также измерение величины электродного потенциала не представляют трудностей. В тонких слоях электролитов, имитирующих атмосферные условия, электролитическая ячейка обладает значительным сопротивлением, поэтому для регулирования налагаемой плотности тока необходимо пользоваться высокоомными сопротивлениями и источниками питания с большим напряжением. Для измерения потенциала металлов под тонкими слоями следует применять потенциометры с большим входным сопротивлением (ЛП-58, ВК7-3, ЭМУ-3). [c.139] При выборе плотностей тока для поляризации следует учесть характер коррозионной среды и металла. Поляризующий ток должен быть всегда больше тока саморастворения, иначе нельзя заметно сдвинуть потенциал от стационарного значения. Для процессов коррозии, протекающих с водородной поляризацией (кислые среды), плотность поляризующего тока определяется миллиамперами (от 0,25 до 5—10 ма/см )-, для процессов, протекающих с кислородной деполяризацией, плотность тока составляет микроамперы (от 1 до 1000 мка1см ). Предельный диффузионный ток по кислороду в неразмешиваемых электролитах невелик (15—30 мка/см ), поэтому в таких случаях следует получать возможно большее число точек на катодной поляризационной кривой в интервале малых плотностей тока (от 1 до 25 мка/см ). Вообще, снимая кривые в нейтральных электролитах, необходимо по возможности получать все три участка кривой, характерных для реакции восстановления кислорода, процессов диффузии и реакции разряда ионов водорода. Для этой цели обычно достаточно довести величину потенциала металла при катодной поляризации до (—1,0) (—1,2) в по водородному электроду. [c.139] При снятии анодной поляризационной кривой необходимо сдвинуть потенциал от стационарного до потенциала +, 2 — + 1,5 в, что даст возможность изучить поведение металла в активном и пассивном состоянии и в состоянии перепассивации или пробоя. [c.139] В последнее время получил широкое распространение потенциостатический метод. [c.139] Потенциостатический метод изучения кинетики электрохимических реакций отличается от гальваностатического тем, что при нем поддерживается постоянным не ток, а потенциал, в зависимости от которого и изучается изменение тока. Потенциостатический метод имеет преимущество перед гальваностатиче-ским, поскольку позволяет изучить зависимость скорости растворения от потенциала в широкой области потенциалов, в том числе и в области, соответствующей переходу металла из активного состояния в пассивное, и наоборот. При гальваноста-тическом же методе, в котором постоянная плотность тока поддерживается с помощью высоких сопротивлений, наиболее интересная область потенциалов, в которой металл переходит из активного состояния в пассивное, не выявляется. [c.140] Постоянное значение потенциала устанавливают с помощью специального прибора — потен-циостата. Конструкции потенцио-статов различны. В Институте физической химии АН СССР М. Н. Фокин и А. Ф. Виноградов [23] разработали несколько моделей электронного потенциоста-та. Блок-схема потенциостатиче-ского регулирования потенциала рабочего электрода в электрохимической ячейке и принципиальная схема регулирующего блока потенциостата третьей модели Института физической химии АН СССР приведены на рис. 83 и 84 [23]. Регулирование системы (см. рис. 83) заключается в поддержании постоянного перепада потенциалов между исследуемым электродом К и электродом сравнения ЭС, носик которого помещается в электролит в непосредственной близости от рабочего электрода. Постоянное значение потенциала на клеммах электрохимической ячейки обычно не создается, так как в регулируемый объект в этом случае входят две переменные величины — поляризация вспомогательного электрода А и омическое падение напряжения в электролите. Разность потенциалов электродов К и ЭС электролитической ванны 1 сравнивают с заданным напряжением блока компенсации напряжения 3. Разность Дф = и — Е подается на вход регулирующего блока 4, который регулирует ток в цепи электродов Л и /С электролитической ванны. Блок 5 — блок питания регулирующего блока и источник автоматически регулируемой составляющей тока, проходящего через ванну. Для измерения тока в цепи электролитической ванны служит многопредельный миллиамперметр с нулем посередине. [c.140] Для расширения диапазона изменения тока через ванну в сторону больших значений применяется блок 6, создающий дополнительную, автоматически регулируемую составляюш,ую тока. Направление этого тока меняется переключателем П. Это дает возможность использовать регулирующее устройство при малых токах без захода в область малой крутизны характеристики выходной лампы регулирующего блока, а также проходить через нуль без снижения крутизны характеристики автоматической регулировки. [c.141] Регулирующий блок потенциостата (см. рис. 84) состоит из усилителя постоянного напряжения с коэффициентом усиления К и выходной лампы для регулировки тока с крутизной 5. Таким образом, ток, текущий через ванну. [c.141] Абсолютное значение Дф тем меньше, чем выше коэффициент усиления и крутизна выходной лампы. При достаточно больших значениях К я 5 с определенной точностью можно считать Е = и. В этом случае введенный в блок-схему катодный вольтметр 2 может быть исключен, а отсчет напряжения может производиться по шкале обычного вольтметра, введенного в блок компенсации напряжения (БКН). [c.142] Регулирующий блок питается от отдельного блока питания— электронно-стабилизированного выпрямителя. БКН служит для установления определенного потенциала на одном из электродов ванны. Диапазон потенциалов от БКН выбран равным 2 в. [c.142] Потенциостат обеспечивает длительное устойчивое регулирование. Время срабатывания регулирующего устройства (скорость регулирования) составляет 0,04 сек. Точность регулирования, соизмеримая с точностью измерительного катодного вольтметра, составляет 5 мв во всем диапазоне потенциалов. Входное сопротивление потенциостата равно 20 Мом, благодаря чему ток поляризации электрода сравнения не превышает 10 а. При работе потенциостата замеряются токи от 1 мка до 60 ма. [c.142] В экспериментальной мастерской электронных приборов Научно-исследовательского физико-химического института им. Л. Я. Карпова разработан потенциостат, в котором для поддержания постоянства потенциала рабочего электрода применен усилитель постоянного тока с кондуктивными связями между каскадами [24]. Принципиальные схемы усилителя и преобразователя катодного вольтметра приведены на рис. 85, а и б. Лервый каскад усилителя (см. рис. 85, а) собран по схеме параллельного баланса, второй — по схеме вычитателя, третий каскад является однотактным усилителем напряжения и четвертый— усилителем мощности. В первом каскаде (лампа Л1) попользуется двойной триод 6Н2П, отличающийся сравнительно небольшими сеточными токами. На первый вход усилителя подается напряжение от электрода сравнения, а на второй — напряжение от источников эталонного напряжения. [c.142] Газовый стабилизатор поддерживает постоянным напряжение на экранной сетке этой лампы, благодаря чему ее ток незначительно изменяется при изменении напряжения на ее аноде. Выходной ток усилителя, равный разности токов ламп Л и Лу, изменяется за счет изменения тока лампы Л . При равенстве токов этих ламп напряжение на выходе усилителя равно нулю. [c.144] Вернуться к основной статье