Многоэлектродные гальванические элементы

Теория электродвижущих сил долгое время развивалась применительно к двухэлектродным гальваническим элементам. Г. А. Акимовым предложена теория трехэлектродных и многоэлектродных элементов, разработанная в связи с исследованиями коррозии сплавов, которые состоят из систем микроэлементов и по существу являются многоэлектродными элементами. [c.421]

Поверхность, покрытую раствором травителя, можно рассматривать и как многоэлектродный гальванический элемент, состоящий из большого числа соединенных между собой микроскопических электродов. Участки поверхности с наибольшим числом нарушенных связей (границы зерен-, блоков посторонних фаз, выходы дислокаций и т. п.) имеют низкую энергию активации, играют роль анодов микроэлементов и растворяются в травителе. Участки с менее на рушенной структурой, имеющие более положительный электродный потенциал (более высокую АЕд), являются катодами. Катоды не разрушаются, они лишь передают электроны анода молекулам или ионам травителя. [c.102]

В коррозионном процессе поверхность корродирующего металла обычно представляет собой многоэлектродный гальванический элемент, состоящий из двух и более отличающихся друг от друга элект [c.39]

Корродирующая поверхность металла является короткозамкнутым многоэлектродным гальваническим элементом. Материальный эффект электрохимического разрушения (растворения) сосредоточен на анодных участках корродирующего металла. Анодное растворение металла возможно при одновременном протекании катодного процесса - ассимиляции освободившихся электронов на катодных участках металла. Согласно классической теории электрохимической коррозии, участки анодной и катодной реакции пространственно разделены, и для протекания процесса коррозии необходим переток электронов в металле и ионов в электролите. Однако пространственное разделение анодной и катодной реакции оказывается энергетически более выгодным, так как анодные и катодные реакции могут локализоваться на тех участках, где их протекание более облегчено. Поэтому в большинстве практических случаев протекание электрохимической коррозии обычно характеризуется локализацией анодного и катодного процессов на различных участках корродирующей поверхности металла. [c.7]

Поскольку в таких растворах процессы коррозии необратимы, токи коррозии не определяются аналитическим путем. Однако возникающий между отдельными участками многоэлектродного гальванического элемента электрический ток может быть измерен и величина его использована при оценке скорости коррозии. [c.244]

В соответствии с суш,ествующими представлениями [2, 170], поверхность стали в электролите представляет собой короткозамкнутый многоэлектродный гальванический элемент, составленный из большого количества микроэлементов. Возникновение микрогальванических элементов связано, во-первых, с неоднородностью металлической фазы, которая изменяется вследствие термической и механической обработки, во-вторых, с неоднородностью пленок окислов и загрязнений на поверхности металла и, в-третьих, с неоднородностью жидкой фазы, что обусловлено разницей концентраций как собственных ионов металла в электролите, так и ионов растворенного вегцества и газов. [c.17]

Под влиянием этих факторов корродирующая поверхность. металла становится многоэлектродным гальваническим элементом. Процесс коррозии — результат работы множества короткозамкнутых гальванических элементов. [c.19]

Таким образом, изучение процесса коррозии какого-либо технического металла или сплава сводится к изучению работы многоэлектродного гальванического элемента, в котором одни участки являются анодами, а другие катодами. Так как площади анодных и катодных участков в металле различны, то скорость коррозионного процесса в большой степени зависит от того, какие структурные составляющие являются анодами и какие—катодами. [c.42]

Согласно электрохимической теории коррозии поверхность, покрытую раствором травителя, можно рассматривать как многоэлектродный гальванический элемент, состоящий из большого числа соединенных между собой микроскопических электродов — катодов и анодов. [c.278]

Впервые понятие и термин многоэлектродный гальванический элемент были введены Г. В. Акимовым в 1930 г. [65]. [c.133]

Поверхность корродирующего металла представляет собой обычно многоэлектродный, т. е. состоящий из нескольких (более двух) отличающихся друг от друга электродов, гальванический элемент (рис. 131). В первом приближении эту поверхность можно [c.188]

В практических условиях часто возникают многоэлектродные коррозионные гальванические элементы (например, в случае использования легированных сталей, различных сплавов и т. д.). Электрод, имеющий наиболее отрицательный потенциал, является анодом, а наиболее положительный - катодом. Поведение электродов с промежуточными значениями зависит от значений потенциалов всех электродов, относительных площадей, поляризуемости и омических сопротивлений каждого электрода. [c.45]

Реальный металл, способный корродировать в данной среде, неизбежно содержит примеси других металлов, частью более благородных, чем основной металл. Эти примеси могут либо представлять собой отдельные фазы, либо приводить к образованию их в процессе коррозии. Поэтому поверхность металла рассматривается как своего рода инкрустация, состоящая из анодов (основной металл) и микроскопических катодов. Более благородные катоды и основной металл представляют собой серию многочисленных короткозамкнутых гальванических элементов. Между катодами и анодами существует определенная разность потенциалов, которая вызывает протекание электрических токов, заставляющих металл растворяться. Чем больше разность потенциалов между катодами и анодами, тем больше сила токов, текущих в местных элементах, тем больше, следовательно, скорость коррозии. Конечно, на поверхности металла необязательно должны находиться только два типа участков — аноды и катоды. Одновременное присутствие нескольких примесей приведет к образованию системы многоэлектродных элементов, характеризуемой наличием нескольких типов катодов и анодов, обла-, дающих различными потенциалами и поляризационными характеристиками. [c.188]

Физико-химическую природу явления катодной защиты можно легко понять, исходя из теории многоэлектродных систем. Наиболее простой случай катодной защиты— протекторная защита, которую можно представить в виде трехэлектродной системы (рис. 52). Два электрода этой системы представляют коррозионный гальванический элемент, состоящий из катода К1 и анода Ль к которым присоединен третий электрод Лг — протектор, обладающий более электроотрицательным потенциалом [c.122]

Пользуясь теорией многоэлектродного элемента, можно разрешить ряд практических вопросов. В частности, эта теория обосновала метод протекторной защиты, который состоит в том, что к металлической конструкции, подвергающейся коррозии вследствие действия на ее поверхности местных гальванических элементов, присоединяют дополнительный анод, что способствует уменьшению скорости коррозии анодных участков конструкции и переходу их в катоды, в то время, как он сам (дополнительный анод) разрушается. Протекторная защита [c.40]

Присоединение сильного анода к корродирующей системе (например, к двухэлектродному или многоэлектродному короткозамкнутому гальваническому элементу) оказывает защитное действие на коррозию системы, вызывает торможение работы коррозионных микроэлементов вследствие внешней катодной поляризации. Такое защитное действие присоединенного анода получило название протекторной защиты, а присоединенный электрод называется протектором. Уменьшение скорости электрохимической коррозии может быть достигнуто также при катодной поляризации металла приложенным извне током. Электрохимическая защита (протекторная, приложенная извне током) используется при защите от почвенной коррозии подземных трубопроводов и других сооружений, от коррозии металлов в морской воде и т. п. [c.35]

В более сложных случаях процесс электрохимической коррозии не может быть достаточно полно интерпретирован исходя из представления о простом бинарном коррозионном элементе и требует рассмотрения его на основе многоэлектродных гальванических систем (см. работы Г. В. Акимова и его школы р. ]). [c.201]

В 1922 г. Н. А. Изгарышевым было отмечено, что с коррозионной точки зрения сталь и чугун представляют собой систему коротко-замкнутых гальванических элементов с различными электродными потенциалами. Короткозамкнутые системы многоэлектродных элементов наиболее распространены в коррозионной практике и изучение вопроса о механизме коррозии таких систем позволяет помимо решения теоретических вопросов, также правильно осуществлять конструирование химической аппаратуры или отдельных узлов аппаратов и изделий. [c.51]

Г. В. Акимов с 1930 г., а позднее Г. В. Акимов и Н. Д. Томашов дали новые теоретические обоснования некоторых важных коррозионных явлений в области структурной коррозии металлов. Они создали теорию многоэлектродных элементов и дали метод расчета гальванических систем при любом количестве электродов. Эта теория позволила выяснить влияние ряда факторов, ранее не учитывавшихся. [c.9]

Большинство металлов содержит не два, а большее число компонентов, между которыми к тому же могут образоваться различные соединения. Это приводит к образованию на поверхности металла не одного, а многих различных видов гальванических пар — многоэлектродных элементов. [c.255]

Коррозия металлов в электролитах — это результат работы многочисленных микроскопических короткозамкнутых многоэлектродных гальванических элементов, имеюшихся на поверх-ности металла. [c.75]

В гальванических двухэлектродных элементах распределение катодных и анодных участков было вполне определенным. В многоэлектродном гальваническом элементе распределение анодных и катодных участков может быть различно и меняется с изменением условий работы элемента. На практике распределение мест коррозии имеет большое значение. Например, если анодными участками являются границы зерен между кристаллитами, то будет происходить очень опасное межкристаллитное разрушение металла. При коррозии конструкции также не безразлично расположение анодных и катодных участков. Некоторые части конструкции являются особенно ответствен-ными или несушими основную нагрузку. Их разрушение вследствие коррозии может вывести всю конструкцию из строя, в то время как довольно значительная коррозия других деталей этой же конструкции позволяет ей работать нормально. Сравнивая, например, значение коррозии поршня насоса и его корпуса, ясно, что даже незначительное коррозионное разрушение поверхности поршня нарушит работу насоса, в то время как коррозия корпуса значительно менее опасна. [c.47]

Коррозионный микроэлемент отличается от обычного гальванического элемента лишь малой площадью анода и катода.. Существенным отличием обычного гальванического элеменга от корродирующей поверхности является то, что на поверхности цинка, погруженного в раствор кислоты находится множество микропар, а следовательно, имеется система, представляющая собой многоэлектродный гальванический элемент. [c.18]

Учеными МХТИ им. Д.И.Менделеева показано, что окислительновосстановительное превращение органической массы углей в минеральной части ТГИ имеют электрохимический механизм. В основе электрохимической гипотезы автоокисления углей лежит представление о том, что уголь — это природный многоэлектродный конгломерат, который при погружении в электролит работает по типу системы короткозамкнутых гальванических элементов микро- или макроразмеров. [c.252]

Во многих случаях коррозии металлов вполне допустимо рассматривать корродирующую систему как двухэлектродный гальванический элемент, в котором один электрод является анодом, а другой — катодом. Однако в действительности коррозионная система содержит больше двух электродов и является многоэлектродной. Даже вполне определенная двухэлектродная система в условиях коррозии становится системой многоэлектродной под влиянием ряда внешних факторов коррозии (различная степень доступа кислорода к отдельным участкам поверхности металла, различная скорость движения электролита и т. п.). С электрохимической точки зрения поверхность металла, например стального образца, представляет. целую систему короткозамкнутых электродов, имеющих различные потенциалы (кристаллиты основного металла, карбид железа, включения серы, фосфора, кремния, низкоплавкая эвтектика по границам зерен и др.). При соприкооно.вении с коррозионной средой поверхность металла дифференцируется на анодные и катодные участки и важно знать, какие из электродов данной многоэлектродной системы являются анодами и какие — катодами. [c.33]

В 1913 г. Н. А. Йзгарышев, изучая пассивность металлов в различных средах, показал, что поверхность металла в растворах электролитов представляет собой многоэлектродную систему, в которой каждая составляющая металла, т. е. каждый электрод, обладает своим, отличным от других электродов, значением потенциала. Более поздними работами Н. А. Изгарышева (1926 г.) установлено, что основным источником энергии гальванического элемента является энергия гидратации ионов растворяющегося металла. [c.11]

И, наконец, в настоящее время практически применяются сплавы, содержащие обычно ле два, а большее число различных компонентов, которые к тому же могут образовывать разл1 чные соединения и смешанные фазы. Все это приводит к возникновению на поверхности металла гальванических пар не одного, а многих различных видов. Исследование таких сложных многоэлектродных элементов проводилось Г. В. Акимовым и Н. Д. Томашовым. [c.619]

Поверхность корродирующего гетерогенного сплава и многие инженерные полпметаллические конструкции (см., например, рис. 83) представляют собой в коррозионном отношении многоэлектродные гальванические системы. Практически часто имеет место сочетание макро- и микроэлементов (рис. 84). Упрощенное рассмотрение этих систем в качестве бинарного (двухэлектродного) гальванического элемента оказывается недостаточным. [c.174]

При многофазности сплава, что имеет место, в частности, в технических металлах, загрязненных различными примесями, возникает множество гальванических микроэлементов каждая фаза сплава получает электроны от менее благородной и отдает их более благородной. Вопрос о том, какая из фаз будет растворяться, а какая останется без изменения при одновременной работе такого многоэлектродного элемента, довольно сложен и зависит от ряда факторов, рассматриваемых в дальнейшем. [c.28]

Для решения практических задач борьбы с коррозией большую роль сыграли исследования Г. В. Акимова, Н. Д. То-машова и их сотрудников, лозволившие теоретически обосновать явления структурной коррозии и механизм коррозионных процессов. Ими разработана теория многоэлектродных элементов и дан метод расчета как простых, так и сложных гальванических систем при любом числе электродов. Советские ученые значительно расширили и дополнили учение о пассивности металпов, основанное на пленочной теории В. А. Кистяковского. Большой интерес представляют исследования П. Д Данкова, который установил основные принципы химического превращения твердого тела, имеющие большое практическое и теоретическое значение при защите металла от коррозии различными пленками. [c.11]

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]