Электрохимическая гетерогенность корродирующей поверхности металла

Электрохимическая гетерогенность корродирующей поверхности металла может вызываться неоднородностью металлической фазы (неоднородность химического состава, структурная неоднородность, неоднородность защитных пленок, деформаций и внутренних напряжений), жидкой фазы (различие в концентрации растворенного электролита, кислорода и др.) и неодинаковыми физическими условиями (различие температур, освещенности и др.). Степень электрохимической гетерогенности характеризуется разностью потенциалов катодных и анодных участков корродирующей поверхности. [c.58]

Работа № 5. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ГЕТЕРОГЕННОСТЬ КОРРОДИРУЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛА [c.58]

Электрохимическая гетерогенность корродирующей поверхности металла может вызываться неоднородностью металлической фазы (неоднородность химического состава, структурная неоднородность, неоднородность защитных пленок, деформаций и внутренних напряжений), жидкой фазы (различие в концентрации электролита, кислорода и др.) и неодинаковыми физическими условиями (различие температур, освещенности и др.). [c.73]

Механизм электрохимической коррозии. В основе первой электрохимической теории коррозии лежало представление об электрохимической неоднородности корродирующей поверхности металла. Металлы состоят из беспорядочно ориентированных кристаллитов (или зерен) с хорошо выраженной границей. Примеси при затвердевании металлов концентрируются на границах зерен. Еще более неоднородна поверхность технических металлов и их сплавов. В ней можно обнаружить различно ориентированные кристаллиты, шлаковые включения, межкристаллитное вещество. На поверхности могут оказаться окисные пленки. В случае гетерогенных сплавов (когда низка растворимость легирующих добавок и их соединений с металлом — основой) отдельные кристаллиты отличаются по химическому составу (рис. 70). [c.224]

Грунтовая коррозия имеет свои особенности. Заключаются они в гетерогенном строении ночв и грунтов (частицы разной крупности, газовые пустоты, влага) и в неподвижности их по отношению к корродирующей поверхности металла. Вследствие этих особенностей условия катодного п анодного процессов сильно отличаются от электрохимической коррозии в протекающей воде. При грунтовой коррозии анодный процесс представляет собой переход двухвалентного иона железа в почвенный электролит, которого может не быть в сухих грунтах из-за недостатка влаги на поверхности металла в катодном процессе происходит ассимиляция та катодных участках кислорода с переходом его в ионное состояние. [c.38]

Дпя большинства металлов в реальных условиях электрохимическая коррозия протекает гетерогенно-электрохимическим путем, т.е. через локальные элементы. Разные точки поверхности металлов различаются энергией и свойствами, что отражается на кинетике электрохимической реакции. Особенно много таких зон возникает, когда металл содержит инородные включения (рис. 3.4). При наличии электролита с высокой элктропроводностью на этих неоднородностях появляются местные гальванопары, теорию которых разрабатывали де ля РиБ, А.К. Фрумкин, Ф.И. Гизе, H.A. Изгарышев, Г.В. Акимов, А.И. Голубев и др. Однако в том случае, когда интересует только общая величина коррозии, а не распределение ее по поверхности, всю корродирующую поверхность можно считать однородной. Следует иметь в виду, что при такой замене средняя скорость коррозии не определяет опасность коррозионных разрушений (может иметь место питтинговая коррозия). При этом скорость коррозии характеризуется ано,дной плотностью тока Л = //5а, где 5 - площадь анода. Причины появления неоднородности металлов - макро- и микровключения, неоднородность сплава (наличие сварных швов), разнородность металлов, нарушение изоляционного покрытия, наличие на металле окалины, ржавчины, неравномерная деформация, неравномерность приложенных нагрузок и др. [c.37]

Цель работы — обнаружить работу гальванических элементов, отводя микротоки с корродирующей поверхности металла, определить направления и величины этих токов, вызванных различными причинами, и исследовать влияние электрохимической гетерогенности поверхности на коррозионную стойкость металла. [c.58]

Таким образом, электрохимическая гетерогенность поверхности корродирующего металла приводит к дифференциации последней на анодные (с более отрицательным электродным потенциалом Уа) и катодные (с более положительным электродным потенциалом Ук) участки. Степень гетерогенности этой поверхности характеризуется разностью электродных потенциалов анодных и катодных участков, т. е. (см. рис. 129). [c.188]

При протекании электрохимического механизма коррозионного процесса [7] предусматривается, таким образом, определенная (стабильная или перемежающаяся) локализация анодных и катодных процессов на корродирующей поверхности. Такая дифференциация поверхности металла на анодные и катодные участки равносильна допущению существования электрохимической гетерогенности, т. е. различия в величине электрохимических потенциалов или плотностей (либо направлений) гальванических токов на поверхности корродирующего металла. [c.23]

Физическая химия - естественно-научная дисциплина, комплексно изучающая взаимообусловленные превращения вещества и энергии. Наука о коррозии и противокоррозионной защите ( коррозиология) занимает важное место среди разделов физико-химии, использующих электрохимический подход. В процессе коррозии поверхность металла является катализатором окислительно-восстановительных превращений компонентов жидкой и газовой фаз, как это имеет место в гетерогенном катализе, но сама служит участником реакций. Поэтому большую роль играют степень гетерогенности металлической поверхности, ее фазовый состав, ноликристалличность и взаимное влияние структурных составляющих материала. Ситуация осложняется изменением во времени электродного потенциала и поверхностных слоев корродирующего металла и среды. Поэтому научной основой коррозиологии является электрохимия растворяющихся металлических поверхностей как самостоятельный раздел теоретической электрохимии. Основными понятиями являются физико-химическая система, включающая металл и среду, а также физико-химический процесс. Исходя из этого, коррозия трактуется как переход компонентов металлического материала из его собственной системы связей в состояние СВЯЗИ с компонентами среды. Химическое и (или) электрохимическое взаимодействие металла и среды изменяет его свойства и нарушает его функции. Коррозия характеризуется скоростью воображаемого непрерывного движения точки фронта коррозии, то есть границы раздела между металлом и средой, в том числе продуктами коррозии. Техническая скорость коррозии как характеристика коррозионной стойкости -это наибольший показатель коррозии, вероятностью превышения которого нельзя пренебречь. Существуют следующие показатели коррозии массовый ( г/м с), линейный (мм/год), объемный ( м/с), токовый (А/м ), а также время до появления первого очага коррозии, ДОЛЯ поверхности, занятая продуктами коррозии, количество точек или язв на единице поверхности и др. [c.8]

Таким образом при электрохимической коррозии на корродирующей поверхности предусматривается стабильная или перемежающаяся локализация анодных и катодных процессов. Такая дифференциация поверхности металла равносильна допущению существования электрохимической гетерогенности, т. е. различия В электрохимических потенциалах или плотностях (либо направлениях) гальванических токов иа поверхности корродирующего металла. [c.15]

Поскольку реакция восстановления (28) является электрохимической и гетерогенной, то, как показано выше, она подчиняется законам Фарадея. Поэтому если закон Фика объединить с законом Фарадея, то получим зависимость тока электронов, прошедших через площадь корродирующей поверхности металлического электрода (плотность тока или результирующую скорость реакции восстановления кислорода) от скорости подвода кислорода к поверхности металла. Один моль кислорода, прореагировавшего (восстановившегося) на единице площади поверхности электрода при этом обусловливает ток электронов, равный [c.27]

Для вывода математической зависимости между степенью зашиты и плотностью защитного тока (или смещением потенциала в отрицательную сторону) необходимо воспользоваться уравнениями кинетики электродных процессов. Основными электрохимическими реакциями на. корродирующем и подвергающемся катодной защите металле являются ионизация металла (анодный процесс), электровосстановление кислорода, разряд ионов водорода и металла (катодные процессы), уравнения скоростей которых приведены в табл. 7. Их использование оказывается затруднительным, если базироваться на теории многоэлектродных систем, поскольку в практических условиях коррозии и защиты распределение поверхности на катодные и анодные участки, а также распределение внешнего тока по гетерогенной поверхности остается неопределенным. Вместе с тем вывод искомого соотношения оказывается возможным на базе гомогенно-электрохимических представлений о поведении металлов в условиях стационарной коррозии и поляризации внешним током. [c.21]

Можно привести следующие доводы в пользу предположения о преимущественном протекании коррозионных процессов в большинстве практических случаев по гетерогенно-электрохимическому механизму. В большинстве случаев коррозии в нейтральных средах образуются нерастворимые продукты коррозии. Если бы в этих условиях катодные и анодные процессы происходили в одном и том же месте, то это приводило бы к осаждению продуктов коррозии на всей поверхности металла и к быстрому торможению процесса коррозии, чего по большей части, однако, не наблюдается. Например, известно, что железо, сталь и чугун в морской воде и в растворах хлоридов корродируют почти с постоянной скоростью во времени. [c.149]

По механизму процесса различают химическую и электрохимическую коррозию металлов. В первом случае протекает обычная гетерогенная химическая реакция между атомами металла и металлоида, например высокотемпературное окисление металлов кислородом, окисление поверхности алюминия на воздухе, взаимодействие металлов с серой и хлором. Во втором случае коррозионный процесс протекает в растворах электролитов и окисление-восстановление осуществляется электрохимическим путем. Скорость электрохимической коррозии в отличие от химической зависит от потенциала корродирующего металла. Однако, как было недавно показано Я. М. Колотыркиным и сотрудниками, и в электролитах окисление металлов при коррозии осуществляется как электрохимическим, так и частично химическим путем (например, растворение хромистых сталей в кислотах). [c.223]

Электрохимическая коррозия — сложный гетерогенный процесс, связанный с протеканием по крайней мере двух окислительно-восстановительных сопряженных реакций на поверхности корродирующего металла. В результате протекания сопряженных реакций корродирующий металл приобретает определенный стационарный потенциал, называемый в данном случае коррозионным потенциалом. Коррозионный потенциал, несмотря на необратимость процесса коррозии, может быть устойчив в течение длительного времени. [c.360]

Современная теория электрохимической коррозии металлов основывается на том, что не только чистый металл, но и металл с заведомо гетерогенной поверхностью корродирует в электро-ште как единый электрод согласно закономерностям электрохимической кинетики. На его поверхности одновременно и независимо друг от друга протекают анодная и катодная реакции, в совокупности составляющие процесс коррозии. В то же время роль электрохимической гетерогенности процесса электрохимической коррозии велика, хотя в ряде сл> чаев повышение гетерогенности приводит не к увеличению скорости коррозии, а, наоборот, к ее снижению. Качественно и количественно роль гетерогенности проявляется в кинетгмеских Характеристиках анодной и катодаой реакций. При коррозии технических сплавов, для которых характерен высокий уровень электрохимической гетерогенности поверхности, возможно неравномерное распределение скорости анодного процесса на поверхности сплава, обусловливающее преимущественное растворение отдельных фаз, что приводит к локализации коррозии [25, 27]. [c.29]

Гетерогенно-электрохимический механизм рассматривается как частный случай гомогенно-электрохимического. В основе гетерогенно-электрохимического механизма лежит представление о том, что корродирующий металл представляет собой сложнук> систему многих электродов (участков металла с разными электродными потенциалами). Процесс электрохимической коррозии при этом протекает с пространственным разделением анодной и катодной реакции. Исходным положением по гетерогенно-электрохимическому механизму (теория локальных элементов) является представление о том, что коррозия обусловливается действием гальванических макро- и микроэлементов, возникающих на поверхности металла вследствие электрохимической гетерогенности — неэквипотенциальности ее. Поверхность корродирующего металла рассматривается как сложная в общем случае многоэлектродная система, скорость и распределение коррозионных процессов в которой определяются электрохимической характеристикой и площадью, а также сопротивлением между ними. [c.16]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология