Электрохимическая характеристика железа

Электрохимическая характеристика железа 197 [c.197]

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЖЕЛЕЗА [c.197]

Отмеченные обстоятельства, облегчающие протекание анодного процесса на дне трещин и концентраторов напряжений, способствуют разблагораживанию значений потенциала металла в этих районах, что создает и непрерывно увеличивает э.д.с. коррозионных пар концентраторы напряжений — соседние участки на стенках трещин и на внешней поверхности металла. Такое предположение корреспондируется с данными Эделяну [90], который наблюдал, что незадолго до растрескивания образцов из А1 — Mg сплава в растворе КО со стенок развивающихся трещин и с соседних участков локально ускоряется выделение пузырьков водорода, т. е. усиливается процесс катодной деполяризации, и нашло прямое экспериментальное подтверждение при измерении потенциала на дне концентратора напряжений и на поверхности металла [40, 42], а также при исследовании электрохимических характеристик железа в щелях и в объеме электролита [28]. [c.26]

Такое влияние железа на коррозионное поведение цинкового покрытия связано с изменением электрохимических характеристик сплава в зависимости от его структуры. [c.55]

Металлические покрытия должны быть непроницаемыми для коррозионных агентов. Однако, если в металлическом покрытии есть дефекты в виде пор, царапин, вмятин, то характер коррозионного разрушения основного металла определяется электрохимическими характеристиками обоих металлов. По отношению к стали цинковое покрытие является анодным, а медное покрытие - катодным. Поэтому первоначально начинает разрушаться цинк. При этом он защищает от разрушения железо или сталь тем дольше, чем боль- [c.267]

Важным фактором, влияющим на скорость коррозии и электрохимические характеристики металлов, является температура. Повышение температуры раствора увеличивает скорость коррозии металлов. Интересно, что на разные металлы повышение температуры влияет по разному. Так, если при нормальной комнатной температуре железо является катодом по отношению к цинку, то при температуре более 75° С происходит изменение полярности в паре и цинк становится катодом по отношению к железу. Этим обстоятельством объясняется неудачное применение цинкового покрытия для защиты стальных радиаторов водяного отопления в связи с пористостью катодного цинкового покрытия наступает сквозное проржавление стенки радиатора, являющегося анодом в гальванопаре железо — цинк при повышенных температурах. [c.44]

В качестве основной электрохимической характеристики красителей был принят электрокинетический потенциал. Измерения его осуществлялись методом электрофореза в усовершенствованном приборе Кена при комнатной температуре. Электропроводности боковых жидкостей во всех случаях уравнивались с аналогичными характеристиками испытуемых растворов. Кондуктометрические измерения осуществлялись в сосуде Кольрауша с помощью электронного осциллографа С1-1. Резкость границы достигалась добавлением небольших количеств этилового спирта. Вычисление -потенциала проводилось по формуле Гельмгольца—Смолуховского. В работе использовались тщательно очищенные от примесей минеральных солей красители. Очистка их осуществлялась методом многократной перекристаллизации красителей из водно-спиртовых растворов [2]. Концентрация красителей во всех случаях равнялась 1 г/л, а электролитов, гексаметафосфата натрия и трилона Б варьировалась от 10" до 10 г-экв/л. В качестве электролитов использовались хлориды натрия, магния, сульфаты алюминия, меди и закисного железа. [c.91]

Для защиты стальных сооружений принципиально могут быть использованы все металлы, расположенные в электрохимическом ряду напряжений выше железа, т. е. имеющие более электроотрицательный потенциал. Практически используются магний, цинк и алюминий, физико-химические характеристики которых приведены в табл. 21. [c.155]

С использованием потенциальных (характеристических) кривых М. М. Дубинин разрешил проблему прогнозирования свойств микропористых сорбентов. При каталитических процессах, взаимодействии дисперсных материалов с полимерами и во многих других практически важных системах доля активной поверхности обычно составляет незначительную часть общей поверхности твердого вещества (часто менее 17о). В этих случаях для прогнозирования свойств твердых веществ необходимо относить адсорбционные характеристики к соответствующей доле активной поверхности, т. е. производить измерения при крайне низких давлениях или концентрациях адсорбтивов. Измерения упрощаются, если для исследования адсорбции компонентов окислительно-восстановительных систем использовать потенциометрию. При этом обязательным условием является химическая и электрохимическая обратимость процессов. Если твердое вещество обладает достаточной электронной проводимостью, то из него можно изготовить, например, прессованием, электрод и применить его как индикаторный при изучении адсорбционных характеристик. Более универсальна методика, основанная на применении индифферентного электрода в растворе солей железа (III) и (II), с помощью которой могут быть исследованы любые дисперсные и пористые материалы. [c.204]

Однако не всегда более благородный металл, находящийся в контакте с менее благородным, перестает в результате электрохимической защиты растворяться. Если взять, например, систему железо — цинк, то при тех поляризационных характеристиках, ко- [c.39]

Общие соображения. Термин пассивность металлов применяется главным образом для характеристики такого состояния металлов, когда они утрачивают способность вступать в некоторые реакции, свойственные им в нормальном состоянии. Такими реакциями являются во-первых, электрохимические процессы перехода металла в ионное состояние и обратно, как в гальванических элементах во время их работы, так и при электролизе во-вторых, к этим реакциям относятся некоторые химические реакции, например растворение металлов б различных жидкостях (кислоты, щелочи), а также ржавление железа. [c.423]

Электрохимическая активность продуктов восстановления й ряду РеО—РедО —Ре возрастает слева направо. Поэтому стремятся процесс вести таким образом, чтобы получать порошки с большим содержанием металлического железа, меньшей его пирофорностью и с малым содержанием закиси железа. Повышение температуры выше 400°С, как это видно из таблицы 120 , приводит к укрупнению частиц и характеристик. [c.523]

Чем больше энергия адсорбции водорода металлом, тем больше он катализирует процесс разряда ионов Н3О+ (1.8) и тем больше степень заполнения поверхности металла атомами Наде. Учет влияния степени заполнения на скорость разряда объясняет более низкие токи обмена у титана, ниобия, тантала и циркония, хотя энергия связи их с водородом выше, чем у платины и железа (табл. 1.1). Адсорбция водорода на поверхности приводит к тому, что замедленной может стать не реакция разряда (1.8), а последующие стадии электрохимической десорбции (1.9) или рекомбинации атома Наде (1.10). Различия в энергиях связи М—Н и природе замедленной стадии определяют различия в перенапряжении водорода и механизмах катодных реакций на разных металлах. Высоким перенапряжением водорода отличаются ртуть, свинец, цинк и кадмий, на которых замедлена стадия разряда иона НзО- титан, цирконий, ниобий, тантал обладают средними значениями перенапряжения, и на них замедлена стадия электрохимической десорбции. На платине, железе и никеле лимитирующей стадией является химическая рекомбинация Наде. Эти металлы обладают высокими каталитическими характеристиками и низким перенапряжением водорода. [c.42]

Некоторые качественные закономерности такого типа, вероятно, имеют общий характер, например улучшение пассивационных характеристик сплавов железа в различных растворах при легировании хромом. Область действия других закономерностей может быть ограниченной. Например, в большом числе систем увеличение pH ускоряет электрохимическое растворение металлов в активной области [28], но в этой же области не ускоряет ионизацию никеля в сульфатных растворах при pH < 2 [62] и железа в нитратных растворах [63] и может тормозить растворение титана [64] и платины [42]. [c.52]

Изучалось влияние отжига без защитной атмосферы при 100 и 200° С на механические, электрохимические и коррозионные характеристики цинка ЦО и сплавов цинк—индий (0,1%), цинк—церий (0,07%), цинк—свинец (0,3%) и цинк—железо (0,1%). [c.133]

В.В.Шевеля с сотр. [119, с, 55-60] также изучали электрохимические характеристики армко-железа и среднеуглеродистой стали при циклическом нагружении образцов в 3 %-ном растворе Na I. Они показали, что в момент нагружения происходит увеличение площади ювенильных поверхностей, которое сопровождается ростом коррозионного тока. С течением времени вследствие блокировки дислокаций уменьшается интенсивность процессов сдвигообразования, что приводит к преобладанию пассиваци-онных процессов и снижению величины коррозионного тока и емкости [c.52]

Как показано выше (см. рис. 23, 27, 31 и 34), величина и характер изменения электродного потенциала в процессе коррозионной усталости железа, сталей, алюминиевых и титановых сплавов, а также изменение токов коррозии существенно зависят от амплитуды циклических напря-х(ений и отражают определенным образом состояние приповерхностного слоя испытываемого объекта. Так как электрохимические характеристики металла чувствительны к состоянию его поверхности, электрохимический анализ можно эффективно использовать для изучения начальной стадии коррозионно-механического разрушения металлов. [c.85]

Кроме основного процесса выделения водорода и процессов коррозии катода, па нем могут протекать и другие побочные процессы восстановления различных компонентов, содержащихся в электролите. Если в электролите содержатся ионы металлов, разряжающихся при потенциале более положительном, чем потенциал выделения водорода, возможно выделение осадка этих металлов на поверхности катода. Это происходит, например, при получении водорода и кислорода электролизод воды. Небольшие количества железа, поступающие в электролизер с водой и попадающие в электролит в результате коррозии стальных деталей электролизера восстанавливаясь, образуют на катоде слой губчатого металлического железа, который и определяет электрохимические характеристики катода электролизеров такого типа. [c.238]

Показано,что в исследуегвх условиях электрохтдетеские характеристики анодов с активной массой из окислов железа и рутения при содержании КыОо от 18 до 45% близки к электрохимическим характеристикам анодов, содержащих в активной массе 30% (мол.) [c.30]

Основными характеристиками, которые определяют склонность металла к пассивности, являются величина плотности анодного тока необходимого для пассивирования металла, и величины потенциалов V , начала и полной пассивации. Чем меньше плотность анодного тока пассивирования и чем отрицательнее величины V и V . тем металл более склонен к пассивности. Плотность анодного тока Jпри которой наступает анодное пассивирование титана, невелика как в серной, так и в соляной кислотах. Она значительно меньше, чем J для нержавеющей стали, хрома, железа и никеля в соответствующих или близких условиях. Потенциалы V и V . титана значительно более отрицательны, чем для железа, никеля и нержавеющей стали. Однако хром имеет потенциал полной пассивации несколько более отрицательный, чем титан. Таким образом, по основным электрохимическим характеристикам, определяющим, склонность металла к пассивности, титан следует отнести к металлам с очень высокой пассивируемостью, превосходящей пас-сивируемосгь железа, никеля, нержавеющей стали и даже в некоторых отношениях хрома (меньшая плотность тока анодного> пассивирования). [c.94]

Положение металла в ряду напряжений устанавливается на основаиин измерения э.д.с. определенным образом составленного гальванического элемента, в котором данный металл служит одним из электродов. Отсюда и названия ряд напряжений или электрохимический ряд . Таким образом, положение металла в ряду напряжений основано на точно определяемой экспериментальным путем характеристике. Поэтому иногда употребляемое выражение ряд активности — весьма неточное. Химическая активность вещества зависит от многих факторов, в частности от степени измельчения вещества, от его партнера по реакции. Например, тонкодисперсное пирофорное железо гораздо активнее взаимодействует с кислородом воздуха, чем кальций, а такие малоактивные (как иногда их казывают, основываясь иа положении в ряду напряжений) металлы, как серебро и ртуть, в тонкодисперсном состоянии довольно быстро реагируют с серой уже при комнатной температуре, в то время как для реакции между железом и серой в виде крупнозернистых порошков требуется сильное нагревание. [c.160]

Некоторые электроды, по неизвестным причинам не разрушившиеся, обнаружили очень незначительную электрохимическую активность. На фиг. 31 приведена поляризационная характеристика электрода № 605, в опорном скелете которого 100°/о карбонильного железа. Из сравнения этого электрода с электродом № 352 нельзя, однако, сделать вывод, что при содержании в опорном скелете более 50 вес.% железа электрохимические свойства электродов принципи- [c.167]

Электрохимические свойства ДСК-электрода Л<Ь 789 приведены на фиг. 32. Сравнивая их с поляризационной характеристикой электрода № 605, изготовленного по методу холодного прессования с последующим спеканием, можно отметить прогресс, к которому привело применение метода горячего прессования при изготовлении ДСК-электродов со 100%-ным содержанием железа в опорном скелете. Далее для сравнеиия приведена характеристика электрода № 202, изготовленного тоже методом горячего прессования, но со 100%-ным содержанием карбонильного никеля в опорном скелете. Его поляризация меньше, а предельная плотность тока больше почти в 2 раза. [c.171]

Были изготовлены электроды, в которых никель в сплаве. был заменен железом на 50% (электрод № 583) и на 100% (электрод № 678). На фиг. 33 приведены поляризационные характеристики этих электродов и электрода № 562, не содержащего железа в катализаторе Ренея. Опорный скелет трех этих электродов полностью состоит из карбонильного никеля. Можно видеть, что между поляризационными характеристиками электродов № 583 и 582 не существует почти никакой разницы. В то же время электрод № 678, в котором катализатором является железо Ренея, обнаруживает худшие электрохимические свойства. [c.172]

В книге подробно рассмотрен подход к выбору материалов для электродов. Кратко изложены физпко-химпческие, электрохимические и коррозионные свойства электродных материалов. Оппсаны способы изготовления электродов, псиользуемых в основных электрохимических производствах (получение хлора, каустической соды, хлоратов, перхлоратов, перекпсп водорода, электролиз воды, соляной кислоты II морской воды) приведены эксплуатационные характеристики электродов. Основное внимание уделено анодам с активным слоем из двуокпси рутения, платиновым и платцнотитаиовым анодам, а также электродам, полученным ири нанесении на титановую основу окислов неблагородных металлов (свинца, марганца, железа и др.). Рассмотрено в.лпяние выбора материала и конструкции анодов на электрохимические показатели электрохимических производств. [c.2]

Нержавеющие стали — сплавы на основе железа, легированные хромом или хромом и никелем, а также и другими элементами, коррозионная стойкость которых обусловлена, в первую очередь, их пассивными свойствами. Поэтому проводят многочисленные исследования по изучению влияния различных факторов—состава, среды, температуры, на повышение пассивируемости сталей этого класса. Электрохимическое поведение основных компонентов этих сталей—железа, хрома, никеля в 1 iVH2S04 показано на рис. 44 [27]. Очевидно, что хром имеет наиболее отрицательное значение потенциалов пассивации Еп и полной пассивации Еап-, а также и минимальный ток растворения в пассивном состоянии пп по сравнению с железом и никелем. В соответствии с этим при повышении содержания хрома в сплавах с железом происходит смещение Еа и Еаа в отрицательную сторону, а также наблюдается уменьшение п и пп (рис. 45). Многими исследователями было отмечено, что изменение этих характеристик происходит наиболее резко при увеличении содержания хрома от 12 до 13%, как показано на рис. 46 [118]. При легировании железа никелем пассивируемость сплавов также возрастает [84, 119], но в гораздо меньшей степени, чем при легировании железа хромом. Пассивные свойства сплавов Fe — Ni являются промежуточными между пассивными свойствами чистых металлов. Введение в состав хромистых сталей 8% Ni и более приводит к уменьшению тока пассивации ia, но смещает потенциал нассивирования Еа в положительную сторону [84, 118] (рис. 47). Легирование нержавеющих сталей небольшими количествами [c.73]

КОРРОЗИОННОСТОЙКИЕ МАТЕРИА л Ы — материалы, отличающиеся повышенной коррозионной стойкостью. Различают К. ы. конструкционные (металлические, неметаллические, композиционные), используемые для изготовления конструкций, и защитные, предохраняющие металлические сооружения от коррозии. Материалы, обладающие повышенной хим. стойкостью к активным газовым средам при повышенных т-рах, обычно выделяют в разряд жаростойких материалов (см. также Коррозия металлов. Коррозия бетона, Защитные покрытия). К м е т а л л и ч е с к и м К. м. относятся стали, чугуны, сплавы на основе никеля, меди (бронзы, латуни), алюминия, титана, циркония, тантала, ниобия и др. Их стойкость против электрохимической коррозии в принципе можно повышать увеличением термодинамической стабильности или торможением катодного и анодного нроцессов. На практике повышения коррозионной стойкости технических сплавов обычно добиваются легированием, тормозящим анодный процесс, т. е. улучшающим пассивационные характеристики (см. Пассивирование), обусловливая возможность самопассивиро-вания сплава в условиях эксплуатации. Наиболее легко пассивируются хром и титан. Повышенная способность хрома к пассивации нри его введении в менее пассивирующиеся металлы, напр, железо, может передаваться сплаву. На этом принципе основано получение нержавеющих сталей. Чем больше введено хрома, тем выше коррозионная стойкость [c.625]

Ускоренные атмосферные испытания. Лабораторные методы исследования атмосферной коррозии были разработаны раньше многих других лабораторных методов коррозионных испытаний и продолжают непрерывно совершенствоваться. Это можно объяснить, с одной стороны, тем, что в практике атмосферной коррозии подвергается около 80% металлических конструкций и доля коррозионных потерь при атмосферной коррозии превышает половину общих потерь [52], а с другой, тем, что механизм атмосферной коррозии является сложным и изучен далеко не полностью. Несмотря на кажущуюся простоту, воспроизведение в лаборатории условий атмосферной коррозии встречает определенные трудности, которые в значительной мере связаны с тем, что атмосферной стойкости вообще не существует, ибо одни и те же металлы в разных местах корродируют по-разному, так, например, коррозионная стойкость железа может изменяться в зависимости от атмосферы примерно в сто раз [3]. Большое значение имеет влажность воздуха, количество осадков, характер и количество загрязнений, температура и другие факторы. В зависимости от соотношения этих факторов естественную атмосферу делят на сельскую, городскую, индустриальную, сельскую морскую, городскую морскую, морскую, тропическую и тропическую морскую. Подробная характеристика этих типов атмосфер приводится в работе [5]. В соответствии с механизмом процесса атмосферная коррозия классифицируется [52, 53] на мокрую (относительная влажность воздуха около 100%), влажную (относительная влажность ниже 10%) и сухую (полное отсутствие влаги на поверхности металла). В двух первых случаях коррозия шротекает в соответствии с законами электрохимической, а в третьем—в соответствии с законами химической кинетики. Часто их трудно разграничить. В этой связи одним из первых условий воспроизведения в лаборатории атмосферной коррозии является создание на поверхности металла тонкой пленки влаги, имеющей постоянную или переменную толщину. Последнее, по-видимому, более точно отвечает практике. Такие условия в лаборатории достигаются с помощью влажных камер, приборов переменного погружения или солевых камер. Наиболее простая влажная камера — обычный эксикатор, на дно которого налита вода (рис. 13). [c.64]

Известные предположения о наиболее вероятном механизме выделения водорода на разных металлах можно высказать на основании общих положений электрохимической кинетики в применении к данной электродной реакции. Так, было предположено, что при увеличении теплоты адсорбции водородных атомов на катодном металле вероятность замедленного разряда падает, а замедленной рекомбинации растет. Это связано с различным влиянием изменения теплоты адсорбции водородных атомов на скорость разряда и на скорость рекомбинации. Как следует из потенциальных кривых (см. рис. 79), энергия активации разряда уменьщается с ростом теплоты адсорбции. Энергия активации процесса рекомбинации, напротив, увеличивается с упрочнением связи между металлом и поверхностными атомами водорода, количественной характеристикой которой является теплота адсорбции. В то же время увеличение теплоты адсорбции должно повышать поверхностную концентрацию атомов водорода, а следовательно, увеличивать скорость рекомбинации, т. е. приводить к обратному эффекту. В результате наложения этих двух противоположных эффектов скорость рекомбинации может уменьшаться или увеличиваться с ростом теплоты адсорбции, но ее ускоряющее влияние должно быть всегда меньше, чем в случае разряда. Хотя опытные данные по теплотам адсорбции водорода на металлах малочисленны и противоречивы, тем не менее они позволяют утверждать, что на ртути, цинке и кадмии. теплоты адсорбции водорода значительно меньше, чём на металлах платиновой группы и семейства железа. Следовательно, на ртути, например, условия более благоприятны для замедленного протекания разряда, а на никеле — для замедленной рекомбинации. Эти соображения, высказанные Антроповым в 1949 г., привели его к заключению о существовании двух крайних групп металлов с различным механизмом перенапряжения водорода. К первой из них относятся металлы платиновой и железной групп, обладающие высокой адсорбционной способностью по отношению к аедороду. На этих металлах стадия рекомбинации должна играть решающую роль в кинетике катодного выделения водорода. Вторая группа включает ртуть, свинец, кадмий и другие металлы, почти не адсорбирующие водород. На металлах второй группы кинетика выделения водоро- [c.442]

Некоторые электроды, по неизвестным причинам не разрушившиеся, обваружили очень незначительную электрохимическую активность. На фиг. 31 приведена поляризационная характеристика электрода № 605, в опорном скелете которого 100% карбонильного железа. Из сравнения этого электрода с электродом № 352 нельзя, однако, сделать вывод, что при содержании в опорном скелете более 50 вес. % железа электрохимические свойства электродов принципиально ухудшаются. При использовании таких электродов обнаруживается неравномерное прохождение газа, что обусловливает более короткую границу трех фаз, а вместе с этим и ухудшение электрохимических свойств по сравнению с электродами, через которые газ проходит равномерно. Несмотря на многочисленные попытки, не удалось получить хорошо работающие электроды с содержанием железа в опорном скелете более 50%. Далее следует учесть, что для получения хоть сколько-нибудь работоспособных электродов могли быть выбраны и неоптимальные параметры изготовления (разд. 4.142). [c.105]

Далее на фиг. 33 приведены характеристики электродов, у которых, как и у электрода № 583, заменено железом не только 50% никеля в сплаве Ренея, но одновременно карбонильным железом заменено 50% (электрод № 620), 75% (электрод № 614) и 100% (электрод № 609) карбонильного никеля в опорном скелете. Эти электроды обнаруживают хорошие электрохимические свойства. [c.110]