Термодинамическая устойчивость металлов

Приближенное суждение о термодинамической устойчивости металлов по величине их стандартного электродного потенциала [c.40]

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ МЕТАЛЛА [c.324]

Термодинамическая устойчивость металла приближенно оценивается значением нормального равновесного потенциала. Электрохимическая коррозия может протекать тогда, когда существует начальная разность потенциалов катодного и анодного процессов, т. е. когда анод имеет более отрицательный потенциал по сравнению с катодом. Границы термодинамической вероятности коррозионного процесса для каждого конкретного случая можно определить, рассчитывая начальные потенциалы катода и анода для данных условий. Результаты таких расчетов, представленные графически, получили наименование диаграмм Пурбэ. Наличие начальной разности потенциалов между катодом и анодом указывает на теоретическую возможность протекания коррозионного процесса. Однако реально устанавливающаяся скорость коррозии будет определяться в большей мере скоростями катодного и анодного процессов, чем начальными значениями электродных потенциалов. [c.39]

В большинстве случаев протекание электрохимической коррозии характеризуется локализацией анодного и катодного процессов на различных участках корродирующей поверхности металла, что приводит к неравномерному или местному коррозионному разрушению металлической поверхности. На процессы электрохимической коррозии металлов существенно влияют как внутренние, так и внешние факторы. К внутренним факторам следует отнести термодинамическую устойчивость металла, состояние его поверхности, структурную неоднородность, влияние напряжений и др. К внешним факторам относятся факторы, связанные с составом коррозионной среды и условиями коррозии (температура, скорость движения среды, давление и др.). [c.318]

Приближенное суждение о термодинамической устойчивости металлов и вероятных катодных деполяризационных процессах может быть сделано по величине стандартных электродных потенциалов металлов (табл. 5). [c.39]

При окислении сплавов более термодинамически устойчивого металла М1 с менее устойчивым металлом Ме часто наблюдается образование подокалины — слоя, обогащенного металлом М1 и содержащего растворенный кислород и частицы окисла металла Ме (рис. 69). Это явление, получившее название внутреннего окисления, наблюдалось у меди при легировании ее 51, В , Аз, Мп, N1, 5п, Т1, 2п, у серебра — при легировании его многими другими металлами, у никеля — при легировании его А1, Сг или Ре. [c.103]

Термодинамически устойчивый металл не корродирует. Для оценки возможности самопроизвольного разрушения металла необходимо определить знак изменения изобарно-изотермического потенциала этого процесса или сравнить значения обратимых потенциалов анодного и катодного процессов (Уа)обр и ( к)обр- [c.324]

Более полная характеристика термодинамической устойчивости металлов дана в диаграммах Пурбе (см. гл. V, п. 4). [c.66]

По со- Термодинамическая устойчивость металла [c.13]

I может иметься участок (заштрихованный на рис. 2.2), в котором материал покрывается чрезвычайно тонкими оксидными неравновесными слоями. Такая химическая пассивность в техническом отношении не отличается от пассивности, обеспечиваемой благодаря образованию поверхностного слоя. В обоих этих случаях скорость коррозии хотя и очень мала, но не обращается в нуль как в области III, соответствующей термодинамической устойчивости металла. Кроме того, сохраняется названная выше скрытая опасность поражения местной коррозией. [c.52]

В эксплуатационных условиях сталь часто подвергается совместному воздействию коррозионной среды и механических напряжений [9, 101. Механические напряжения могут быть как внутренними, возникающими в результате термообработки и деформации металла, так и приложенными извне. Механические напряжения значительно увеличивают коррозионное разрушение металлов, так как они нарушают целостность защитных пленок, вызывают пластическую деформацию, снижают термодинамическую устойчивость металла. [c.10]

Термодинамическая устойчивость металлов в водных растворах может быть определена с помощью диаграмм Пурбе, составленных почти для всех металлов. Практически многие из них в водных растворах более устойчивы, чем это следует из диаграмм Пурбе, вследствие наличия на их поверхности оксидных пленок и перенапряжения при выделении водорода. [c.7]

В случае электрохимической коррозии термодинамическую устойчивость металлов оценивают по величине их стандартных потенциалов (табл. 2). Как правило, меньшее отрица- [c.37]

Катодные материалы. Если в органических растворителях металлы, как правило, устойчивы, то в воде многие металлы термодинамически неустойчивы и могут растворяться с выделением водорода. Этот процесс сильно зависит от pH растворов и природы металла. Области pH, отвечающие термодинамической устойчивости металлов, в настоящее время известны почти для всех металлов и определяются по диаграммам Пурбе. Реальная устойчивость большинства металлов в отношении выделения водорода из водных растворов выше термодинамической устойчивости вследствие перенапряжения водорода и наличия на поверхности металлов пассивных пленок. Поэтому в нейтральных средах в качестве катодов могут быть использованы почти все известные металлы. Исключение составляют щелочные, щелочноземельные металлы и некоторые ланта-ниды, обладающие очень низкими ионизационными потенциалами. Они могут быть использованы в виде амальгам. [c.24]

Понижение термодинамической устойчивости металла [c.80]

I. Термодинамическая устойчивость металлов. Коррозией принято называть самопроизвольное разрушение металлов в результате их химического и электрохимического взаимодействия с внешней средой и превращение их в термодинамически устойчивые соединения (в оксиды, гидроксиды, соли). [c.223]

Непостоянство условий (изменение поверхности электродов и др.) в процессе работы элемента и сложность их учета не позволяют практически использовать приведенные способы расчета, хотя для ряда простых коррозионных систем получено количественное совпадение между рассчитанными и наблюдаемыми скоростями коррозии. На скорость электрохимической коррозии металлов влияет много различных факторов. Все они разделяются на две большие группы внутренние и внешние факторы коррозии. К внутренним факторам относятся термодинамическая устойчивость металла, положение его в периодической системе элементов, структура, наличие внутренних напряжений в металле, состояние поверхности металла и т. п. [c.37]

На электроположительных металлах, равновесные потенциалы которых положительнее потенциала кислородного электрода (область ///, рис. 1.1), термодинамически невозможно протекание реакции восстановления кислорода. Такие мета ллы термодинамически устойчивы в воде, и если в растворе присутствуют их ионы, на электроде устанавливается равновесный потенциал. В отсутствие одноименных ионов устанавливается потенциал, обусловленный адсорбцией компонентов раствора на металле. Последний может установиться и на металлах, потенциалы которых расположены в области //, если из растворов удалить кислород, например, предварительной продувкой водородом, азотом или инертными газами (гелий или аргон). В качестве примера термодинамически устойчивых металлов в водных растворах можно привести серебро и золото, на которых невозможно протекание реакции восстановления кислорода. В присутствии одноименных ионов в растворе на них устанавливается равновесный потенциал. Однако, если, например, в раствор солей серебра или просто в воду ввести сильный комплексообразователь (ионы цианида), равновесный потенциал системы серебро — комплексные ионы серебра сдвинется в отрицательную сторону и станет возможным протекание реакции восстановления кислорода и переход ионов серебра в виде комплексов в раствор. [c.10]

Первый фактор определяет степень исходной термодинамической неустойчивости металла в данных условиях, второй фактор — степень изменения этой неустойчивости. Технологические операции, применяемые в процессе изготовления конструкции, могут существенно снижать начальную термодинамическую устойчивость металла в связи с дополнительной гетерогенностью, обусловленной появлением а) макро- и микрохимической и структурной неоднородности б) неоднородности упругопластического состояния [c.5]

Таким образом, перемешивание электролита в одном из пространств ячейки, облегчая диффузионные процессы (в результате уменьшения толщины диффузионного слоя), одновременно снижает концентрационную поляризацию и катодного, и анодного процесса, т. е. вызывает одновременно и эффект неравномерной аэрации, и мотоэлектрический эффект, которые действуют в противоположных направлениях. Направление тока при этом, т. е. полярность электродов гальванической макропары, обусловлено преобладанием одного из этих эффектов. Для менее термодинамически устойчивых металлов (Fe, Zn и др.) преобладает эффект неравномерной аэрации, а для более термодинамически устойчивых металлов (серебра, меди и их сплавов, иногда свинца) — мотоэлектрический эффект. Следует, забегая несколько вперед, отметить, что у электродов макропары неравномерной аэрации или мотоэлектрического эффекта за счет работы микропар в большей или меньшей степени сохраняются функции — у катода анодные, а у анода катодные (см. с. 289). [c.247]

Механические напряжения оказывают большое влияние на коррозионное поведение металла, так как они а) понижают термодинамическую устойчивость металла, сообщая ему дополнительную энергию б) могут вызвать пластическую деформацию и фазовые превращения, например распад пересвгщенного твердого [c.332]

К внутренним факторам электрохимической коррозии металлов относятся факторы, связаи 1ые с самим металлом термодинамическая устойчивость, состояние поверхности, структура, напряжения и т. д. Вопросы термодинамической устойчивости металлов были рассмотрены нами в гл. П н III. [c.69]

Перед выполнением лабораторной работы по теме Изучение скорости коррозии металла по объему вытесненного водорода , студентам предлагается подготовиться к ней самостоятельно. Для этого им вьщаются индивидуальные домашние задания, созвучные с лабораторной работой, в которых студенты должны уметь описывать термодинамическую устойчивость металлов в чистой воде и растворах с различными значениями pH, используя диаграммы Пурбе, составлять уравнения электродных процессов окисления металла и восстановления деполяризатора в различных средах, уметь рассчитывать показатели скорости коррозии, определять балл стойкости металла. Все это требует изучения дополнительной литературы и тесного контакта с преподавателем. Прежде чем приступить к выполнению лабораторной работы, преподаватель индивидуально беседует с каждым студентом или устраивает эспресс-опрос по заданию с тем, чтобы студенты с большим пониманием и интересом выполняли ее и подтвердили экспериментально некоторые теоретические положения. [c.172]

Однако изменение свободной энергии характеризует лишь потенциальную возможность, меньшую или большую тенденцию перехода металлов в ионное (термодинамически устойчивое) состояние и практически ничего не говорит о действительных скоростях этого перехода. Несмотря на то что повлиять на термодинамическую устойчивость металла не представляется возможным, все же, вскрыв основные закономерности коррозионного процесса, можно пагсазать весьма существенное влияние на скорость коррозии, затормозить ее. [c.411]

Термодинамическая устойчивость металла. Термодинамическая устойчивость металлов зависит от их равновесных (стандартных) потенциалов, но эта зависимость не определяет однозначно скорость их коррозии. Так, алюминий (фо = —1,67 В) более устойчив в разбавленной H2SO4, чем железо (фо = = —0,44 В) магний (фо = —2,34 В) устойчив во фтористоводородной кислоте, а олово (фо = —0,13 В) корродирует в ней. Это объясняется различиями в протекании реального п идеального процессов коррозии. [c.26]

Особое место среди коррозионпых процессов занимает коррозия при одновременном воздействии коррозионной среды и внешних или внутренних механических напряжений. Растягивающие меха-ннческпе напряжения, понижая термодинамическую устойчивость металла, могут вызвать структурные превращения в сплавах, нарушают сплошность защитных пленок и способствуют локализации анодного процесса. В этом случае говорят о коррозионно-механической прочности как о способности металла длительное время [c.23]

Для пассивирующихся и термодинамически устойчивых металлов (А1, Т1, нержавеющие стали, РЬ, 5п, 2п, Си и сплавы, N1, Сг) определяющим является анодный процесс. Для конструкционных сталей и железа характерно катодное торможение коррозионного процесса. [c.29]

Теплофизическое и химико-металлургическое воздействие сварки может существенно снижать начальную термодинамическую устойчивость металла в результате появления геометрической, макро- и микрохимической, а также структурной неодаородности. В связи с этим для сварных соединений характерна повьш1енная чувствительность металла к воздействию коррозионной среды [51]. [c.471]

Увеличение энергии наблюдается лишь у благородных термодинамически устойчивых металлов (например, золото, платина), т. е. металлов, которые находятся в Природе в чисто самородном состоянии. Эти металлы являются коррозионно-устойчивыми. Однако практическая коррозионная устойчивость металлов с шчки зрения термодинамики может быть определена только приближенно, так как реальная скорость коррозии их в [c.51]

В практике широко используют определение электродных потенциалов и снятие анодных и катодных поляризационных кривых гальваностатическим и потенциостатическим методами. Электродные потенциалы дают представление о термодинамической устойчивости металлов, степени пассивного состояния, зависимости коррозгюнной стойкости сплава от свойств среды и др. Более полную характеристику коррозионного поведения металла или сплава в электролите дают поляризационные кривые, которые показывают зависимость величины потенциала от плотности пропускаемого через исследуемый металл тока от внешнего источника. Поляризационные кривые позволяют изучать кинетику электродных процессов, явления пассивации, величину защитного тока при электрохимической защите и т. д. Снятие анодных и катодных поляризационных кривых может производиться на образцах, изготовленных из соответствующей зоны сварного соединения, на имитационных образцах и на сварном соединении. [c.47]

Скорость коррозийного процесса зависит не только от термодинамической устойчивости металлов или сплавов, способности их к образованию защипных окисных пленок н других явлений, 1Н0 также и от других так называемых внешних. и внуг1ренних факторов коррозии. К первым факторам относят природу, состав и концентрацию агрессивной среды, температуру, при которой протекает коррозийный процесс, давление, скорость движения потока и др. Ко. вторым — факторы, вытекающие из природы и строения металла или сплава, структурных его особенностей, методов его обработки, положения его в периодической системе Д. И. Менделеева, напряжений, возникающих в нем, и др. [c.6]