Основные типы катодных процессов

Основные типы катодных процессов [c.157]

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ КАТОДНЫХ ПРОЦЕССОВ [c.142]

Анодный процесс электрохимической коррозии всегда сопровождается ионизацией металла. В катодном процессе могут участвовать различные ионы или молекулы, окисляющие металл. Возможны следующие основные типы катодных реакций [c.16]

Как при катодной, так и анодной защите используются электрохимические способы снижения скорости коррозии металлов путем поляризации внешним током. Другой принципиальный путь состоит в изоляции металла от коррозионной среды посредством нанесения покрытий на его поверхность. Некоторые способы достижения такой изоляции описаны в разд. 3.5—3.7. Имеется, еще один путь, заключающийся в уменьшении агрессивности среды по отношению к металлу с помощью малых добавок, которые препятствуют коррозионным процессам, снижая вероятность их возникновения и (или) уменьшая скорость разъедания. Эффект снижения коррозии с помощью добавок называется ингибированием. Можно выделить два основных типа растворов, которые могут потребовать ингибирования. У одного типа растворов Н находится в нейтрально-щелочной области, а у другого — в кислой эти два типа растворов соответствуют двум ситуациям, когда ингибитор способствует возможному в указанных средах образованию пленки на металле и когда сам ингибитор создает защитный адсорбционный слой на обнаженной поверхности. Сначала рассмотрим ингибирование в нейтральных средах. [c.135]

Установлены основные закономерности катодного распыления [641, однако еще не создана единая теория катодного распыления, которая могла бы объяснить всю совокупность сложных явлений для широкого диапазона энергий и типов соударений и дать количественные зависимости процесса. [c.110]

В главе 2 на конкретных примерах рассмотрены возможности этих методов при идентификации основных типов промежуточных частиц, возникающих в катодных и анодных процессах. Здесь обсуждается электрохимическое поведение органических, металлоорганических и координационных соединений, а в некоторых случаях и неорганических веществ. [c.6]

Анаэробные бактерии в основном восстанавливают серу из сульфатов, находящихся в почве. Этот тип бактерий развивается при pH = 5,5 8,0. В результате их жизнедеятельности ионы восстанавливаются до 8 с выделением Ог. Последний начинает принимать активное участие в катодном процессе. Присутствие в коррозионной среде сульфидов и сероводорода приводит к образованию на поверхности изделия рыхлого слоя сульфида железа. Коррозия имеет питтинговый характер. [c.157]

Типы катодных реакций. При рассмотрении в главе IV вопросов коррозии в почти нейтральных электролитах главной катодной реакцией, с которой мы встречались, была реакция восстановления кислорода. Но даже в нейтральных растворах в процессе коррозии железа или цинка может выделиться небольшое количество водорода, а в случае коррозии магния выделение водорода является основной катодной реакцией. Быстрое протекание процесса коррозии магния в растворе хлористого натрия не требует наличия в растворе кислорода. Щелочные и щелочноземельные металлы бурно разлагают воду даже в отсутствие соли количество выделяющегося при этом тепла настолько велико, что водород иногда воспламеняется. [c.287]

Каждая из названных конструкций ванн имеет свои преимущества и недостатки. Основные недостатки барабанных, щелевых, дисковых и других электролизеров — их чрезмерная громоздкость кроме того, здесь не устраняется наиболее сложный процесс сдирки катодного цинка. С этой точки зрения интересен предложенный ВНИИцветметом новый тип электролизера с катодом в виде вращающейся непрерывно наращиваемой болванки круглого сечения. Электролизер с торцовым вращающимся катодом может работать полунепрерывно, с периодическим удалением готовой цинковой болванки заданной длины. [c.384]

Если процесс восстановления относится к типу, представленному кривой //, то, регулируя плотность тока, можно достаточно устойчиво поддерживать определенный потенциал катода. Так, например, Габер в 1898 г. нашел, что в случае платинового катода в щелочном спиртовом растворе нитробензола при токе плотностью 0,001 а / см поддерживается катодный потенциал, равный —0,6 е, и в этих условиях основным продуктом электролитического восстановления является азоксибензол. [c.673]

Влияние катализаторов. Прибавление некоторых веществ к электролиту часто приводит к увеличению выхода по току при восстановлении. Такого рода катализаторы относятся в основном к двум типам. К первому типу относятся соли металлов с высоким водородным перенапряжением, например соли цинка, олова или ртути. В процессе электролиза эти металлы отлагаются на катоде, повышая таким образом его перенапряжение. Ко второму типу относятся ионы металлов, способных существовать в двух степенях окисления, например титан, ванадий, хром, железо и церий. Эти вещества иногда условно называются переносчиками водорода. Механизм их действия, повидимому, следующий. Ион-переносчик в более высокой степени валентности, например Т1++ , восстанавливается у катода до более низкой степени, например Т1+++ последний, будучи мощным восстановительным агентом, вступает в реакцию с веществом, находящимся в растворе, окисляясь при этом до первоначального состояния. Получающиеся при этом ионы снова катодно восстанавливаются, и процесс идет непрерывно, причем для этой цели достаточно совсем небольшого количества переносчика. [c.678]

ОСНОВНОГО металла. Примерами такого типа покрытий на стали являются медные, никелевые и хромовые покрытия, которые используются в распространенных коррозионных средах. Они выполняют свою роль лишь тогда, когда не имеют дефектов. Если в покрытии есть неплотности, поры, трещины, царапины, то в присутствии электролита в обнаженных местах происходит усиленное анодное растворение основного металла. Объясняется это тем, что процесс катодной деполяризации (например, восстановление кислорода) свободно протекает на всей поверхности покрытия, а площадь обнажений невелика. [c.58]

Теории катодного падения потенциала нельзя применить к области анодного падения потенциала, так как элементарные процессы в областях катодного и анодного падения потенциала отличаются, несмотря на то, что в обоих случаях происходит обмен электричества между термической плазмой столба и низкотемпературными электродами. Основным явлением в прикатодной области, как отмечалось выше, является образование носителей электричества, так как в области катодного падения потенциала образуется 99% электронов и ионов, определяющих ток электрической дуги. В области анодного падения потенциала образуется всего лишь 1% носителей заряда в виде электронов, движущихся к аноду, и ионов, движущихся к столбу, в то время, как 99% электронов, попадающих на поверхность анода, поступает из столба дуги. Единой теории анодного падения потенциала для всех типов дуг пока нет. В настоящее время существует две теории анодного падения потенциала теория анодного падения с ионизацией полем [94, 97] и теория анодного падения с термической ионизацией. [c.12]

Электродиализный метод. В процессе окрашивания пленкообразующая часть материала осаждается на изделии, а ионы нейтрализатора проникают через ионообменную мембрану, отделяющую прикатодное пространство от объема ванны, и разряжаются на катоде. Мембрана непроницаема для разрядившихся ионов и отделяет их от основной массы раствора в ванне. Избыток аминов из катодного пространства удаляется обессоленной промывной водой. Для поддержания заданной величины pH устанавливают диализные карманы с ионообменными мембранами. Этот метод точнее компенсационного. Мембраны изготовляют из синтетических материалов, бумаги, картона и пропитывают специальными смолами. В Советском Союзе используют мембраны с применением смолы МК-40, выпускаемые Щекинским химкомбинатом (Тульская обл.) величину pH можно измерять рН-метром ЛПУ-01 (в лабораторных условиях) и высокоомным указывающим преобразователем типа ПВУ-5256 (г. Гомель). Диапазон измерений 4—10 (на промышленных установках). [c.356]

Коррозию принято называть коррозией с водородной деполяризацией или коррозией с кислородной деполяризацией в зависимости от того, является ли катодной реакцией восстановление ионов водорода или восстановление молекулярного кислорода. Это два основных и наиболее вероятных типа электрохимической коррозии, поскольку водный электролит всегда содержит те или иные количества как водородных ионов, так и растворенного кислорода воздуха. Если обе катодные реакции идут параллельно с соизмеримой скоростью, то говорят о коррозии со смешанной деполяризацией. Коррозионный процесс с иными катодными реакциями, например с приведенными на стр. 56, встречается гораздо реже и специального названия не имеет. [c.61]

Типы коррозионных разрушений в бетоне. Предполагается, что к стали проникают хлориды или какие-либо другие коррозионноактивные агенты такое проникновение может иметь различные причины в зависимости от обстоятельств. Если имеется достаточное количество кислорода для образования объемистой ржавчины путем взаимодействия анодных и катодных продуктов (хлориды железа и гидроокись натрия), то могут возникнуть сжимающие силы, и если в некоторых точках от стали к бетону передаются достаточные усилия, будет происходить процесс растрескивания и отслаивания бетона вплоть до появления незащищенной стали и, таким образом, это место будет разрушаться дальше. Такой механический разрыв, по-видимому, будет встречаться только после некоторого времени, необходимого для накопления сжимающихся усилий, и может быть в некоторой степени неожиданным однако симптомы разрушения должны быть заметны еще раньше по ржавым пятнам, которые будут развиваться постепенно на наружной поверхности бетона. С другой стороны, если имеется достаточная толщина слоя, бетон сделан как следует и адгезия хорошая, здесь, кажется, нет оснований предполагать, что ржавчина будет расти (стр. 796) в таком случае разрушение будет устранено. Это, вероятно, основная причина, почему изготовление соответствующего слоя бетона часто может быть эффективным в предупреждении разрушения. Если назначением толстого слоя бетона будет только торможение диффузии солей, кислорода и других веществ вглубь, то увеличение толщины бетона будет просто отдалять тот день, когда должно начаться разрушение. Исследования по выяснению возможности образования напряжений, создаваемых ржавчиной под бетоном, необходимым толщинам и типам конструкций, наиболее подходящих для таких встречающихся случаев, являются желательными, так как эта проблема на сегодня почти не изучена. Эти исследования должны включать изучение стальных образцов, покрытых [c.281]

Распределение катодного процесса в полости типа полубесконеч-ний трубки, поляризуемой расположенным у начала этой трубки анодом, изучал А. Н. Фрумкин [157] для случая больших поляризаций, допускающих ряд приближений и упрощений и, в частности, позволяющих пренебрегать градиентом потенциала в трубке в радиальном направлении. В дальнейшем аналогичные задачи решались в теории пористых электродов, но исходные уравнения базировались на тех же допущениях. В этом случае цилиндрический капилляр может быть заменен тонкой щелью и при этом уравнения не изменят своего вида. Поэтому модель в виде цилиндрического капилляра наиболее приемлема для вывода основных уравнений. [c.191]

Даже в весьма узких зазорах (0,05 мм) система в 0,5-н. НаС1 оказывается практически полностью заполяризованной. Вследствие облегчения анодной реакции в щели доля анодного контроля мала и работа подобных элементов контролируется в основном скоростью катодной реакции. Для нержавеющих сталей типа Х13 и Х17 омический контроль оказался настолько малым, что он не поддавался графическому определению. Доля анодного контроля менялась от 4 до 40 % а доля катодного — от 80 до 96%. Поскольку в работе таких элементов преобладает, как показывают диаграммы, катодный контроль, то щелевая коррозия нержавеющих сталей и других пассивирующихся сплавов должна сильно зависеть от площади катода, так как с возрастанием площади электрода, омываемого свободно электролитом, будет возрастать и эффективность катодного процесса. Опыты, поставленные нами в лабораторных условиях [39], а Илисом совместно с Ла-Кэ — в естественной морской воде [12], показали, что интенсивность щелевой коррозии нержавеющих сталей прямо пропорциональна площади металла, свободно омываемого электролитом. [c.222]

Если учесть, что примененная нами интенсивность ультразвука повышает скорость диффузионных процессов примерно на 80% [248], становится очевидным, что значительное ускорение катодного процесса под влиянием этого фактора в зоне предельного тока не может быть обусловлено только перемешиванием раствора. По-видимому, основной причиной повышения скорости выделения цинка в данном случае является активирующее влияние ультразвуковых колебаний на поверхность катода. Последние, очевидно, разрушают пассивирующую пленку, образующуюся из соединений типа Мезг(СК)у(ОН)г и покрывающую отдельные участки электрода. Вследствие этого увеличивается активная поверхность катода. Активирующее действие ультразвука особенно сь ль- [c.81]

Существенное влияние на защитные свойства оказывает тип пленкообразова-те.11я. Так, масляные пленки и пленки вододисперсионных материалов сильно поглощают влагу, набухают и размягчаются. Синтетические пленкообразователи и глубокосщитые пленки значительно более устойчивы. Проницаемость покрытий зависит от смачиваемости пленки водой, которая кроме природы пленкообразователя определяется также состоянием ее поверхности. Гладкие лакокрасочные покрытия менее пористы, проникновение влаги в них происходит в основном за счет диффузии. /1ля снижения смачиваемости покрытия иногда защищают восковыми или крем-нийорганическими составами. При наличии покрытий на поверхности металла доступ электролита и кислорода к металлу (атруднен. Кислород быстрее достигает поверхности металла по сравнению с электролитом, поэтому вступает во взаимодействие не с электролитом, а самим метал-,1ом, что приводит к образованию на нем плотных устойчивых оксидных пленок. Иными словами, даже простые лакокрасочные покрытия не только изолируют, предохраняя металл от коррозии, но и попытают его коррозионную стойкость, тормозят протекание электрохимических анодных и катодных процессов. [c.46]

Рассмотрим случаи стимулирования коррозии или катодного процесса под влиянием хемосорбирующихся ПАВ молекулярного типа. Типичным примером этого служит действие ацетиленовых соединений при коррозии железа или никеля. Несмотря на вероятность протонирования ацетиленовых спиртов, вкладом в возможное участие в разряде протонированной формы ПАВ можно пренебречь, так как с ростом концентрации ПАВ этот вклад должен был бы возрастать-л при высоких концентрациях ацетиленовые ПАВ не могли бы, быть ингибиторами. Адсорбция ацетиленовых ПАВ, как уже отмечалось, идет с участием л-электронов и вакансий в -зоне переходных металлов, что должрю привести к некоторому г()1-эффекту отрицательного знака, т. е. к ускорению катодного процесса. Однако при адсорбции ацетиленовых ПАВ образуются довольно плотные поверхностные слои, и на занятых местах поверхности металла, т. е. на местах локализации отрицательного фгпотенциала, реакция практически не идет. В связи с этим основной вклад в суммарную скорость процесса вносит реакция на поверхности, свободной от адсорбированных частиц ПАВ. Адсорбция ацетиленовых соединений приводит к изменению степени покрытия поверхности металла водородом, т. е. к изменению энергии адсорбции или энергии связи металл — водород. Очевидно, что в этом случае относительный вклад 0-, т] - и ме-н-эффектов, а также их знаки будут определять ингибирующие или стимулирующие свойства данного ПАВ. [c.86]

Наличие нового своеобразного вида поляризации можно, по-видимому, объяснить тем, что тор мозящим процессом является проникновение ионов через образовавшуюся на поверхности электрода плотную адсорбционную пленку из молекул добавляемого поверхностно-активного вещества. На преодоление сопротивления при прохождении иона через этот слой требуется дополнительная энергия активации, значительно превышающая энергию активации диффузии в объеме электролита. Независимость Авф в определенных пределах от потенциала поляризации свидетельствует о существовании адсорбционного слоя до начала десорбции. При достижении потенциала десорбции поверхность электрода освобождается от адсорбционной пленки, и тормозящим процессом становится или диффузия или распад комплекса, в зависимости от того, какой вид иоляризации наблюдается в основном электролите при данном потенциале. Таким образом, наблюдаемый новый тип катодной поляризации обусловливается адсорбцией поэтому в дальнейшем мы будем иа ывать ее адсорбционной поляризацией. [c.455]

Коррозия металлов в природных водах и грунтах является в основном процессом, протекающим с кислородной деполяризацией по катодной частичной реакции в соответствии с уравнением (2.17). Выделение водорода из воды по уравнению (2.19) даже в присутствии очень неблагородных металлов типа магния, алюминия и цинка сильно затруднено в принципе оно возможно по уравнению (2.18) из кислот, например из раствора двуокиси углерода или из органических кислот, содержащихся в грунте. Однако агрессивное коррозионное действие кислот обусловливается не столько их участием в катодной частичной реакции, сколько затруднением образования защитного поверхностного слоя из продуктов коррозии. Из-за этого протекание промежуточных частичных реакций по уравнениям (2.17) и (2.21) затормал<ивается в меньщей степени. Знание свойств образующихся поверхностных слоев весьма существенно для понимания механизма коррозии металлов в природных водах и грунтах [1]. [c.132]

Водородная хрупкость второго рода характеризуется тем,, что слабые места возникают в металлах в самом процессе деформации, который осуществляется при малой скорости и в-определенном температурном интервале [9]. Этот тип хрупкости был впервые обнаружен у сталей. /Рис. 2.28 иллюстрирует основные закономерности водородной хрупкости второго рода. Образцы стали с 0,5% Сг наводо-роживались путем катодной поляризации и содержали 2 см /100 г водорода [308]. (Эта цифра дает количество водорода прк [c.104]

Влияние различных факторов на величину выхода натрия по току исследовалось нами в лабораторном электролизере тигельного типа [1]. В качестве электролита служила смесь, содержащая 97% Na l и 3% NaF (по массе). Многочисленные опыты подтвердили для процесса выделения натрия на свинцовом катоде основные закономерности, характерные для процессов электролиза с жидким катодом увеличение катодной плотности тока при прочих [c.282]

Геометрические размеры макропар этого типа могут изменяться В" широком диапазоне, в зависимости от величины отдельных макровключений в почве (камни, ко.мки другой, более плотной почвы и т. д.). Наиболее опасные ацрдные участки образуются под включениями почвы с меньшей кислородной проницаемостью, чем у основной массы почвы. Обратный случай образования катодных участков под включениями более нроницаемой почвы менее опасен, так как в процессе деятельности такой макропары коррозионный ток быстро уменьшается во времени, вследствие обеднения кислородом катодного участка почвы. Макропары, образованные локальным анодным участком и остальной катодной поверхностью, работают при 9 131 [c.131]

Величина тока в максимуме ( max) зависит от типа аниона раствора [37, 511, уменьшаясь с увеличением адсорбируемости аниона (рис. 26). Уменьшение тока после достижения максимума указывает на пассивацию процесса ионизации водорода. Явление пассивационного спада при ионизации водорода детально исследовалось в работах Фрумкина и сотр. [45, 50—52]. Было показано, что снижение тока обусловлено двумя причинами. В области ф < 0,7 в снижение числа активных участков на поверхности электрода происходит вследствие адсорбции анионов. Пассивация выражена тем сильнее, чем выше специфическая адсорбируемость аниона J Вг" > IO4 (рис. 26). В области более положительных iio тенциалов (ф 0,7 в) пассивация в основном обусловлена появлением хемосорбированного кислорода (поверхностных окислов), блокирующего активные участки поверхности. По данным работы [53], основное падение тока имеет место при занятии кислородом приблизительно 20% участков поверхности. Следует отметить, что окисление электрода может привести и к ускорению процесса ионизации водорода в связи с затруднением в этих условиях адсорбции анионов. Действительно, как следует из рис. 27, активность невосстановленного после анодно-катодной поляризации платинового электрода оказывается значительно выше, чем восстановленного [54]. [c.38]

Проведены широкие сравнительные коррозионные испытания титана, а также титана, легированного 0,2% Pd, в разли Ч Пых средах. Показано, что в окислительных средах сплавы титаиа с палладием имеют такую же хорошую стойкость, как и титан. В неокислитель 1ых средах, т. е. в ааклогах типа НС1, H2SO4 н других, где основным катодно деполяризующим процессом является выделение водорода, титан с палладием значительно превосходит по своей пассивируемости и, следовательно, то коррозиоиной стойкости титан без палладия. В табл. 8 сравниваются значения скоростей коррозии титана и сплава Ti-f0,2% Pd в агрессивных неокислительных средах. Приведенные данные хорощо подтверждают вышеизложенное. [c.187]

Спербер [109] сообщил о новом усовершенствовании ионофоретического разделения аминокислот на три группы. Исходя из того, что кислая реакция, возникающая в центральной камере, является основной причиной нежелательного переноса нейтральных аминокислот в катодную камеру, он прибавлял в центральную камеру буферное вещество, причем в качестве буфера он применял продажный анионный обмениватель типа амберлита. Это предохраняло pH от падения ниже 4,5, при котором нейтральные аминокислоты обладают еще очень малыми подвижностями. Тем не менее Спербер нашел, что для полного разделения необходимо повторение процесса. Кислые аминокислоты сильно адсорбировались на амберлите, если раствор в анодном отделении был достаточно кислым. [c.249]

Сравнение значений И вкстр и IV(табл. 3) позволяет в первом приближении оценить степень реализации этого процесса. Как видно из табл. 3, экспериментальные значения скорости саморастворения значительно выше полученных экстраполяцией катодных и анодных поляризационных кривых. Результаты, представленные в табл. 3, подтверждают, что растворение германия в кислых растворах хлорного железа происходит в основном в соответствии с химическим механизмом. Тем не менее, независимо от типа проводимости, доля атомов германия, растворяющихся по электрохимическому механизму (нелокализованное взаимодействие), составляет [c.57]

По аналогии можно бы предположить, что коррозионное растрескивание сплавов типа электрон, в которых выпадает интерметаллическое соединение AlsM.g , также, вероятно, обусловлено разрушением этого соединения. Но в данном случае, поскольку алюминий в отличие от цинка (анода по отношению к алюминию) является катодной фазой по отношению к магнию, процесс межкристаллитной коррозии не может иметь места, что на самом деле и наблюдается. Это предположение будет нами еще исследовано. Однако сейчас уже ясно, что интерметаллические соединения, выпадающие по границам зерен как упрочняющие фазы в алюминиевых сплавах, играют основную роль в межкристаллитной коррозии и коррозионном растрескивании этих сплавов. Отсюда можно сделать заключение, что подбор новых сплавов, устойчивых в отношении межкристаллитной коррозии и коррозионного растрескивания, должен начинаться с исследования коррозионной стойкости упрочняющих фаз. [c.96]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология