Никель потенциал пассивации

Рис. 8. Зависимость потенциала пассивации сплавов никель-хром в 1 н. серной кислоте от содержания хрома в сплаве

Явление пассивности выражается в резком торможении процессов растворения некоторых металлов по достижении определенного потенциала. Пассивация никеля представляет интерес не только для выявления общего механизма пассивности металлов, но и для изучения поведения и свойств материала, используемого в технике, например в качестве катода в N1—С<1 и N1—Ре аккумуляторах и в качестве анода при электролизе воды и при электрорафинировании чернового никеля. На никелевом аноде возможны процессы [c.274]

Имеется, однако, много примеров, когда потенциал иассивации нельзя связать с образованием ни одного из известных для данного металла оксидов. Так, иапример, для железа потенциал пассивации < п=+0,58 В, в то время как наиболее положительный из всех возможных потенциалов железооксидных электродов, отвечающий системе Fe, FeO, FeaOa, равен всего лишь 0,22 В. Казалось бы, что, поскольку железный электрод здесь является анодом, такая разница обусловлена значительной анодной поляризацией. Но такое объяснение отпадает, потому, что потенциал активации железа также равен +0,58 В, хотя железный электрод поляризуется в данном случае катодно. В связи с этим предположили, что, несмотря на преимущественное растворение железа в виде двухвалентных ионов, оксидная пленка может образоваться при участии иоиов железа с валентностью более трех. Это возможно при условии постепенного окисления железа избытком кислорода в поверхностном слое. В подобном оксидном слое могут поэтому находиться наряду с оксидами F O и РегОз также высшие оксиды, наиример КеОг, которым отвечают более положительные потенциалы. Аналогично объясняется и пассивация никеля. [c.482]

Рис. 7. Зависимость потенциала пассивации сплавов железо-никель в 1 н. серной кислоте от концентрации железа в сплаве

Рис. 5. Зависимость потенциала пассивации сплавов никель — железо в 1 н. от состава сплава

Потенциал, при котором наступает пассивность (так называемый потенциал пассивации), и глубина пассивации, т. е. степень уменьшения скорости растворения, зависят от свойств металла и электролита. Так, никель, железо и стали пассивируются быстро и глубоко в растворах щелочей и поэтому практически не растворяются в этих средах. Свинец быстро и глубоко-пассивируется в сернокислых (нейтральных и кислых) растворах. [c.369]

Влияние никеля на пассивационные характеристики сплавов также хорошо согласуется с индивидуальными характеристиками этого металла. Согласно имеющимся данным, потенциал пассивации высокохромистой стали (25% [c.19]

Для сплавов железо-никель теоретически ожидаемое при повышении содержания железа в сплаве смещение потенциала пассивации в положительном направлении экспериментально подтверждается (для 1 н. 112804) лишь при концентрациях железа до 5-10 ат.% [57]. Дальнейший рост содержания железа (до 30 ат.%) сопровождается сдвигом Фп в отрицательном направлении (рис. 7). Такая аномалия связывается с образованием интерметаллического соединения и исчезает при концентрациях железа в сплаве более 30 ат,%. [c.19]

Пассивационные свойства сплавов никель-хром хорошо коррелируют с соответствующими характеристиками индивидуальных металлов. Так, рост содержания хрома в сплавах N1—Сг приводит к смещению потенциала пассивации сплава в серной кислоте в отрицательном направлении [57,88] (рис. 8 [57] При этом также снижается кри- [c.19]

Склонность железа [92] хрома [ 93] и никеля [40,94,96] к переходу в пассивное состояние существенно зависит от их кристаллографической структуры. Так, потенциал пассивации никеля, полученного методом вакуумного электроннолучевого рафинирования, имеет различные значения в зависимости от термической обработки никеля [95]. Отожженный при 750 никель характеризуется более положительным потенциалом пассивации в серной кислоте по сравнению с деформированным. Термическая обработка существенно сказывается и на пассивационных свойствах сплавов Ре—Сг и Ре-Сг-1Ч1 [55] [c.20]

В случае анодного растворения никель при малых плотностях тока корродирует, а при большой — пассивируется, образуя окись никеля и кислород. С повышением концентрации ионов N1 + и рН-электролита ускоряется пассивирование (рис. 5). Это объясняется тем, что никель имеет незаполненную Зс1-оболочку и как переходной элемент способен хемосорбировать кислородные анионы. Потенциал пассивации никеля Н-0,43 В для pH = 3,4. [c.22]

При ф > 0,3 в происходит торможение анодного процесса, что проявляется в изменении наклона кривых [5, 7], По-видимому, это вызвано образованием на поверхности электрода таких окисных пленок, которые не обладают достаточной сплошностью для того, чтобы запассивировать электрод. И только по достижении потенциала пассивации никеля электрод переходит в пассивное состояние. Потенциал пассивации никеля в 1 н. НаЗО равен 0,35—0,38 б [c.82]

Таким образом, электрохимическое поведение сплавов N1 — Ге, содержащих до 30 ат. % железа, определяется основным компонентом сплава — никелем. Пассивирующая пленка на таких сплавах в основном состоит из окислов никеля, которые и обеспечивают пассивность. Можно сказать, что при содержании менее 15 ат. % железа в сплавах ухудшается их склонность к пассивированию, так как потенциал перехода из активного состояния в пассивное смещается в положительную сторону на —0,25 в. Введение же 25—35 ат. % железа улучшает пассивируемость сплава, так как при этом сохраняется потенциал пассивации, свойственный никелю (ф = 0,38 е). Перепассивация при этом происходит при более положительном на —0,2 в) потенциале, чем в случае никеля. [c.85]

На рис. 10 изображена зависимость потенциала перехода электрода из активного состояния в пассивное от состава сплава. Потенциал пассивации сплавов, содержащих 1,25 и 2,5 ат. % хрома, близок к потенциалу пассивации никеля. Затем для сплавов с содержанием до 7,5 ат. % хрома он резко сдвигается в отрицательную сторону, а для сплавов, более богатых хромом, изменяется незначительно. [c.88]

На кривых Е — ]р многих металлов имеется тафелевский участок <46, который отвечает анодной реакции типа (1.3) или (1.4) и. отражается уравнением (1,16) — активная область. Вблизи определенного потенциала пассивации пас на железе, никеле, хроме, [c.28]

Так, например, в 40%-ной кислоте потенциал пассивации сплава с 1% никеля имеет значение —0,2 в, тогда как у сплава, содержащего 13% пикеля, он равен —0,050 в. Область активного растворения сплавов при увеличении содержания никеля до 13% сужается и критическая плотность тока уменьшается, что указывает на торможение анодного процесса растворения сплава. Исключением является 94%-ный раствор серной кислоты, в котором область активного растворения расширяется от —0,2 до +0,5 в, при этом критическая плотность тока не зависит от содержания никеля в сплаве. Кроме того, в растворе 75%-ной серной кислоты у сплавов с 20 и 50% никеля (см. рис. 3, кривые 4 ж 5) критическая плотность тока не только не уменьшается, а даже имеет определенную тенденцию к увеличению, что согласуется с данными но коррозии. [c.115]

Когда мы переходим к аномальным металлам типа железа, то их поляризуемость значительно больше. Меньшие значения тока обмена (сила тока, протекающая в обоих направлениях в условиях равновесия, когда суммарная сила тока равна нулю) дают основания считать, что в этом случае имеется существенное отличие от нормальных металлов. Отделение атомов таких металлов один от другого происходит менее легко, чем в случае нормальных металлов то же относится и к переходу ионов в процессе анодного растворения. Другими словами, энергия активации значительно выше и поляризационные кривые круче. Поэтому при работе с аномальными металлами имеется реальная возможность даже при умеренных плотностях тока достигнуть таких значений потенциала, при которых, согласно диаграмме Пурбэ, должна наступить пассивация. Это объясняет, почему аномальные металлы значительно легче пассивируются, чем нормальные металлу. Если судить по токам обмена, то в условиях, когда цинк или медь должны беспрепятственно переходить в раствор в виде ионов, подача ионов железа или никеля не обеспечивается и в силу необходимости должны возникнуть другие реакции, приводящие сначала к образованию окисла, а затем к выделению кислорода. Однако наличие хлоридов облегчает электродные реакции, и вероятность достижения потенциала пассивации понижается. [c.740]

Так, для никеля в растворах H IO4, по данным, представленным на рис. 37, видно, что в чистой хлорной кислоте на анодной поляризационной кривой обнаруживается один максимум тока при потенциале, близком к 0,1 в. Введение серной кислоты приводит к тому, что после начала первичной пассивации наблюдается временное активирование растворения, после которого- вновь происходит пассивация. Этот второй критический потенциал пассивации близок к 0 2 в. Такое активирование поверхности никеля в области потенциалов [c.121]

Продвижение анионов через пленку менее вероятно, чем продвижение катионов, обладающих значительно меньшими размерами. Для прохождения ионов через кристаллическую решетку оксидов при комнатной температуре необходим градиент потенциала порядка 10 В/см. В то же время скачок потенциала при пассивации многих металлов обычно составляет 0,5—1,5 В. Следовательно, толщина пленки не должна превышать 5—15 10" см. При этом металлы, например железо, никель, хром, в пассивном состоянии продолжают медленно растворяться, а толщина пленки стабилизируется. По мере утолщения пленки все в большей степени затрудняется продвижение через нее ионов. Соответственно, если сохранить неизменной плотность тока, произойдет сдвиг анодного потенциала в [c.368]

Еще Фладе заметил [6], что пассивная пленка на железе тем дольше остается устойчивой в серной кислоте, чем длительнее была предварительная пассивация железа в концентрированной азотной кислоте. Другими словами, пленка стабилизируется продолжительной выдержкой в пассивирующей среде. Франкенталь [17] заметил также, что хотя для пассивации 24 % Сг—Ее в 1 н. НаЗО достаточно менее монослоя Оа (измерено кулонометрически), пленка становится толще и устойчивее к катодному восстановлению, если сплав некоторое время выдержать при потенциалах положительнее потенциала пассивации (см. рис. 5.1). Возможно,. наблюдаемое стабилизирующее действие является результатом того, что положительно заряженные ионы металла проникают в адсорбированные слои отрицательно заряженных ионов и молекул кислорода благодаря сосуществованию противоположных зарядов поддерживается тенденция адсорбционной пленки к стабилизации. Данные метода дифракции медленных электронов для одиночных кристаллов никеля [28], например, свидетельствуют о том, что предварительно сформированная адсорбционная пленка состоит из упорядоченно расположенных ионов, кислорода и никеля, находящихся на поверхности металла приблизительно в одной плоскости. Этот первоначальный адсорбционный слой более термоустойчив, чем оксид N10. При повышенном давлении кислорода на первом слое образуется несколько адсорбционных слоев, состоящих, возможно, из Оа. В результате образуется аморфная пленка. С течением времени в такую пленку могут проникать дополнительные ионы металла, особенно при повышенных потенциалах, становясь подвижными в пределах адсорбированного кислородного слоя. Окамото и Шибата [29] показали, что пассивная пленка на нержавеющей стали 18-8 содержит НаО аналогичные результаты получены для пассивного железа [30]. [c.83]

Потенциал, при котором наступает пассивность (так называемый потенциал пассивации), и глубина пассивации, т. е. степень уменьшения скорости растворения, зависят от свойств металла и электролита. Так, никель, железо и стали пассивируются быстро и глубоко в растворах щелочей и поэтому практически не растворяются в этих средах. Это явление широко используется на практике в качестве нерастворимых анодов в щелочных растворах применяют никель и сталь. Свинец быстро и глубоко пассивируется в сернокислых нейтральных и кислых растворах. В практических условиях свинец и его сплавы применяются в качестве нерастворимых анодов в растворах, содержащихЗОГ. [c.250]

Положение переходной области на оси потенциалов зависит от многих факторов и, в частности, от ориентации кристаллических граней на поверхности электрода. Поэтому при заданном потенциале могут достигаться условия пассивации одних граней, тогда как другие продолжают активно растворяться. Это играет важную роль в истолковании природы некоторых видов коррозии. Аналогично этому каждая структурная составляющая сплава также характеризуется своей парциальной потенциостатической кривой. На рис. 195 представлены парциальные потенциостатические кривые компонентов нержавеющей стали, содержащей 18% хрома, 8% никеля и не большую примесь углерода. При застывании этой стали по границам зерен выпадают карбиды хрома СгазСя и Сг,Сз, далее следует узкая зона обедненного углеродом раствора и, наконец, среднюю часть зерна образует твердый раствор, в котором содержание компонентов отвечает среднему составу сплава. Если потенциал электрода поддерживается в переходной области, то, как видно из рис. 195, наиболее быстрому растворению подвергается зона обедненного углеродом металла. При потенциалах в области перепассивации происходит более интенсивное растворение карбидов хрома. При этом сталь подвергается межкристаллитной коррозии. [c.366]

В работе К. Арнольда и К. Феттера [51] по подобным кривым заряжения была рассчитана толщина образующейся пассивной пленки на никеле для различных значений потенциалов в 1 Л Н2304 (рис. 7). При этом считали, что коэффициент шероховатости был равен трем. Удельный вес окисла N10 принимали равным 7,45 г/сл4 . Толщина пассивной пленки из N10 изменялась от мономолекулярной до 45 А при смещении потенциала в положительную сторону от потенциала пассивации до потенциала выделения кислорода. [c.22]

При легировании хромистых сталей N1 или Мо отмечается уменьшение 1ц, повышается стойкость в пассивной области, но потенциал пассивации при этом изменяется мало [106, 120). Из рис. 48 видно, что уже 0,5% легируюш,его компонента снижает ток пассивации в 6—10 раз. На рис. 49 показано влияние Мо и N1 на потенциал пассивации Еп и потенциал полной пассивации Еап стали Ре — 25% Сг. Молибден очень незначительно смеш,ает Е и Епп в сторону отрицательных значений. Никель до 1% не оказывает влияния, а при содержании его в стали в количестве 2 и 3% несколько смеш,ает Ец и Е п в положительную сторону. Однако следует отметить, что при повышении температуры наблюдается более заметное влияние этих легирующих добавок на потенциал пассивации стали (рис. 50). С ростом температуры Е хромистой нелегированной стали смещается в сторону менее отрицательных значений. Сдвиг потенциала достигает 0,15 в при повышении температуры от 25 до 75° С. В то же время у сталей, легированных Мо и N1, смещение Е в том же интервале температур составляет только 0,02—0,06 в. [c.76]

И железохромоникелевого сплава на никелевой основе типа нихрома Х18Н60. Эти сплавы отличаются главным образом содержанием никеля (от нуля у стали Х27 до 60% у сплава Х18Н60) и имеют, как показали предварительные исследования, различные значения потенциала пассивации в 30%-ной НдЗО при 50 С [c.92]

Однако, если железа в сплаве более 10 ат. % потенциал пассивации (рис. 3) смещается в отрицательную сторону, а при 30 ат. % железа он достигает потенциала пассивации никеля в 1 н. На804. [c.83]

Для протекторов при защите подземных сооружений часто используют магний. Чистые металлы - магний, алюминий, цинк - не получили практического применения для изготовления протекторов, так как магний имеет сравнительно низкую токоотдачу, а алюминий и цинк склонны к пассивации. Введение добавок позволяет получить сплавы с более отрицательными, чем у основного металла, потенциалами, которые могут оставаться активными, равномерно разрушаться. В магниевые сплавы для протекторов вводят добавки алюминия, цинка и марганца. Алюминий улучшает литейные свойства сплава и повышает механические характеристики, но при этом немного снижается потенциал. Цинк облагораживает сплав и уменьшает вредное влияние таких примесей, как медь и никель, позволяя повышать их критическое содержание в сплаве. Марганец вводят в сплав для осаждения примесей железа. Кроме того, он повышает токоотдачу и делает более отрицательным потенциал протектора. Основные загрязняющие примеси в сплаве - железо, медь,, никель, кремний, увеличивающие самокоррозию протекторов и снижающие срок их службы. [c.158]

Такое, с первого взгляда аномальное , поведение сплавов становится понятным, если принять во внимание существование интерметаллического соединения NiзFe, которое образуется в никелевых сплавах, содержащих 15—35 ат. % железа и образует твердый раствор с избытком никеля [9]. Соединение Н1зРе, обладающее упорядоченной структурой, по-видимому, имеет потенциал пассивации, близкой по значению к потенциалу пассивации никеля. Поэтому по мере накопления К1зГе потенциал пассивации сплава сдвигается в сторону потенциала пассивации никеля. Это хорошо видно на рис. 5, где изображена зависимость потенциала пассивации от состава сплава по данным для исследуемых сплавов и результатам, полученным для сплавов с большим содержанием железа [2, 3]. При [c.83]

При повышении плотности тока на аноде потенциал электрода сдвигается в положительную сторону и достигает потенциала пассивации , при котором ток резко снижается. Причиной пассивации является образование адсорбционных или фазовых оксидных пленок на поверхности анода. На ряде металлов, особенно это относится к благородным, толщина пассивирующей пленки составляет несколько мономолекулярных слоев, но тем не менее металл пассивируется. Оказывается, что иногда достато.чно совсем небольшого количества адсорбированного на поверхности кислорода, чтобы металл запассивировался. На других металлах, таких, как железо и никель, легко обнаруживаются на поверхности оксидные слои, представляющие отдельную фазу. В пользу пленочной теории пассивности также говорит и тот факт, что потенциал пассивации металла зависит от pH так же, как и равновесный потенциал металл-оксидного электрода, т. е. [c.25]

Электроосаждение на пассивных сплавах. Другие случаи применения ударных ванн прямо противоположны случаю, описанному выше. Иногда их применяют для того, чтобы стимулировать слабую коррозию катода. Когда потенциал пассивации подложки имеет более отрицательное значение, чем тютенциал катода гальванической ванны, то осаждение происходит непосредственно на пассивную окисную пленку и поэтому покрытие имеет плохую адгезию. Например, ержавеющая сталь, при нанесении никеля [c.340]

Интересно сравнить электрохимические и коррозионные свойства титана со свойствами других технически важных металлов железа, хрома, никеля, молибдена, тантала, ниобия, циркония. Из сравнения стандартных потенциалов (см. табл. 1) видно, что титан одни из наиболее термодинамически неустойчивых среди них. Однако по коррозионной стойкости титан значительно превосходит многие из них. Титан наиболее легко по сравнению с Ре, Сг пассивируется. Об этом можно судить по величине тока пассивации и значению потенциала пассивации из нижеприведенных данных для 1-н. Н2504 [c.225]

Использование тока при заряде будет лучше, если процесс вести при большей концентрации ионов НРеОг", т. е. в более концентрированных растворах щелочи. При снижении плотности тока перенапряжение для выделения водорода падает резче, чем для выделения железа, поэтому уменьшается и выход железа по току. Применять при заряде очень большие плотности тока нельзя, так как у поверхности электрода раствор локально обеднеет ионами НРе02". Потенциал железного электрода в щелочи на А5мв отрицательней потенциала водородного электрода в том же растворе. Это является причиной непрерывного самопроизвольного растворения железного электрода в электролите. Перенапряжение для выделения водорода на железе, как уже сказано, невелико, поэтому скорость саморастворения железа получается заметной ( 40°/о за месяц). Большой саморазряд и быстрая пассивация при низких температурах — основные недостатки железного электрода, препятствующие полной замене им более дорогого кадмиевого электрода. Железный электрод очень чувствителен к примесям. Активирующее действие оказывают окислы никеля, мышьяк, сурьма и сульфидная сера. (Никель облегчает зарядный процесс, а сера — разрядный). [c.516]

Так как айодное растворение никеля сопровождается большой поляризацией, то уже при малой плотности тока (рис. 105, участок АБ) наблюдается электрохимическое образование закиси никеля NiO. Растворение металла при этом тормозится, и начинается пассивация анода (участок БВ). Адатомы никеля, участвующие в образовании окисной пленки, не теряя связи с кристаллической решеткой металла, обусловливают тем самым прочное сцепление фазовой пленки с металлом и со- j j здают надежную изоляцию его от электролита. В результате анодный потенциал возрастает вплоть до У разряда гидроксильных [c.275]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология