Железо ионное легирование

Ионное легирование железа алюминием более эффективно чем хромом и никелем при равных концентрациях легирующих компонентов. При ионной имплантации алюминием образуется поверхностный сплав Ре, 6,6% А1, склонный к самопассивации и более стойкий к локальным формам коррозии, чем сплавы Ре, 6,6% Сг и Ре, 6,6% N1, полученные также методом ионной имплантации. [c.132]

При сравнении электрохимического поведения сплавов системы Ре-Сг, полученных объемным легированием и ионной имплантацией, установлено соответствие между дозами ионного легирования хромом и содержанием хрома в железе и показано, что доза 5 10 ион/см при ионном легировании железа хромом соответствует электрохимическому поведению объемно-легированного сплава с 4,9 % Сг, а доза 2 10 ион/см - поведению сплавов, содержащих более 13 % Сг. [c.74]

В отсутствие хлорид-анионов при ионном легировании железа хромом получается легированный металл, для которого плотность критического тока пассивации в 30 раз меньше, плотность тока в пассивном состоянии примерно в 10 раз меньше, чем для нелегированного железа, что, естественно, ведет к увеличению стойкости первого к общей коррозии. Аналогичное действие на железо и сталь оказывает имплантация фосфора. [c.131]

Ионное легирование железа и стали медью практически не-влияет на коррозионную стойкость металла. [c.132]

Поверхностное легирование железа ионами бора (с энергией 5 кэВ) и ионами азота (с энергией 30 кэВ) дает возможность получать металл, стойкий в кислой среде благодаря высокой защитной способности поверхностного слоя. [c.132]

Ускорение диффузии при ионном азотировании, так же, как и при ионном легировании кремния [91 ], видимо, связано с действием указанных ниже основных факторов, возникающих в результате ионной бомбардировки насыщаемой поверхности. Происходит локальный перегрев очень тонкого поверхностного слоя, в результате чего возникает температурный градиент. Если энергию, получаемую за счет ионной бомбардировки, преобразовать в тепловую, то она будет соответствовать крайне высокой температуре. В первые минуты насыщения в результате внедрения ионов азота в насыщаемую поверхность возникает высокий градиент концентрации. Это подтверждается сравнительным спектральным исследованием поверхности образцов технического железа [16]. На бомбардируемой поверхности образуется большое количество дефектов кристаллической решетки и градиент их в направлении [c.123]

Однако в морской воде невозможно сохранить в пассивном состоянии углеродистые, легированные конструкционные стали, а также некоторые нержавеющие стали из-за присутствия в морской воде значительного количества ионов хлора и сульфата, которые разрушают защитные окисные пленки и образуют комплексы с ионами железа, активируя анодный процесс электрохимической коррозии. [c.186]

Гидрат окиси трехвалентного железа очень трудно растворим. Поэтому на нелегированных и легированных черных металлах защитные поверхностные слои могут образоваться только при достаточном подводе кислорода. Участки, не обдуваемые воздухом, не имеют поверхностного защитного слоя и поэтому остаются активными. Это и является причиной часто наблюдаемого на таких материалах образования так называемых аэрационных элементов. На аноде образуются ионы Ре +, но они реагируют по уравнению (4.3), образуя бугорки ржавчины только в среде с присутствием кислорода. В результате этого доступ кислорода к анодной поверхности предотвращается. На катоде со слоем покрытия беспрепятственно протекает реакция по уравнению (2.17) с образованием ионов 0Н . Затрудненная здесь анодная реакция дает лишь небольшое количество ионов Ре +, которые реагируют по уравнению (4.3) с другими компонентами Ог и ОН-, присутствующими в более значительных количествах, и упрочняют поверхностный слой (увеличивают его толщину). Для такого коррозионного элемента справедлива схема, показанная на рис. 2,6, причем силу тока элемента 1е здесь следует приравнять силе анодного частичного тока /а, о.. [c.133]

Ионы железа (П1) или меди (И), присутствующие в растворе, сильно повышают коррозионный потенциал легированных сталей— сталь становится пассивной. Содержание кислорода в растворе при этом не столь важно (рис. 1.85). Действие пассивации основано на адсорбции, и увеличение потенциала зависит от концентрации пассиватора и подчинено изотерме Лэнгмюра [56]. [c.93]

Рис. 24.1. Влияние кон11ентрации ионов меди и железа и легирования палладием ( ) или платиной ( ) на скорость коррозии титана в кипящем 10 % растворе H l

Ионное легирование зависит от природы легирующих элементов. Так, имплантация инертных газов практически не оказывает влияния на электрохимическое поведение основного металла, за исключением того, что процесс ионной имплантации может приводить к загрубению обраба-тьшаемой поверхности, утолщению воздушной окисной пленки на железе. [c.73]

Однако при ионном легировании железа хромом смещение потен-1 иала питтингообразования в положительном направлении меньше, чем при соответствующем объемном легировании, т.е. меньше стойкость к питтинговой коррозии. [c.74]

Ионное легирование железа никелем с увеличением концентрации никеля резко уменьшает предельную плотность тока пассивации и плотность тока полной пассивахщи, а также смещает потенциалы питтингообразования и перепассивации к более положительным значениям. При обеспечении 25 %-ной концентрации никеля в поверхности ионно-легированного железа область активного растворения практически отсутствует, например, в боратном буферном растворе, содержащем 2400 мг/л хлор-ионов, при pH = 8,5. [c.74]

Повышение стойкости железа к окислению при легировании хромом или алюминием происходит, вероятно, в результате значительного обогащения наружного слоя оксидной пленки легирующими компонентами. В сплавах Ре—Сг, как показали химический и электронномикроскопический анализы, средний слой оксидных пленок обогащен хромом, а внутренний, прилегающий к металлу, — хромом [56, 57]. Этот внутренний слой оксида в большей степени, чем РеО, препятствует миграции ионов и электронов. Обогащение оксидной пленки хромом в Сг—Ре-сплавах сопровождается обеднением поверхностного слря сплава, находящегося непосредственно под окалиной. Этим объясняется [c.204]

Имеются экспериментальные подтверждения положительного влияния на способность железа к пассивации ионного легирования титаном и кремнием. Ионная имплантация этих элементов при дозах легирования от 0,1 до 1 10 ион/см , энергии 500 кэВ и температуре подложки от 293 до 453 К обеспечивала максимальную концентрацию имплантированного элемента на уровне 20 %. При таком содержании титана или кремния в поверхностно-легированном железе резко уменьщается плотность тока пассивации в 0,5 М растворе СН3СООН + СНзСООЫа при pH = 5,0 и температуре 298 К. С увеличением числа циклов вольтамперометрии уменьшается различие в электрохимическом поведении чистого железа и железа, поверхностно легированного этими элементами, а после 42 циклов это различие в их поведении практически отсутствует. [c.74]

Ионное легирование железа никелем с увеличением его кои-дентрации значительно уменьшает плотность критического тока пассивации металла и плотность тока в его пассивном состоянии, а также смещает потенциал пробоя в область положительных значений. При обеспечении 257о-ной концентрации никеля в железе область активного растворения практически отсутствует. [c.131]

Методом ионной имплантации можно получать поверхностные сплавы железа с танталом и свинцом. Ионное легирование-танталом при дозах 5-10 моль/см значительно снижает плотность критического тока пассивации железа и плотность тока в его пассивном состояиии. Коррозионное поведение такого сплава подобно поведению сплава Ре, 4,9% Сг. [c.132]

Опасения повышенной коррозии, которые обычно вызывает применение хлорного железа при гидрогенолизе, являются преувеличенными. Как указывает Тодт, коррозия в любом случае происходит только в растворах, действующих как окислители [58, т. И, с. 20, 48], а растворы моносахаридов являются восстанавливающими. Тодт также замечает [58, т. I, с. 93], что ионы трехвалентного железа, присутствующие в растворе, пассивируют легированные стали, и содержание кислорода в растворе при этом не столь важно действие пассивации основано на адсорбции. Впрочем, после смешения сырья с водородом в присутствии никелевого катализатора из раствора должны исчезнуть (прогидрироваться) содержащиеся в нем следы кислорода. Известно, что в обычных условиях слабые растворы хлорного железа вызывают сильную коррозию никеля [58, т. I, с. 390], однако никелевый катализатор успешно проводит гидрогенолиз в присутствии хлорного [c.123]

Благодаря наличию ионов твердые тела с ростом температуры проявляют проводимость. Этот эффект можно использовать для создания газового сенсора. Особенно важны твердотельные электроды с проводимостью за счет оксидных ионов. Эти электроды являются редокс-электродами. Обычно материалом служит 2гОг, легированный СаО или YbaOa, в кристаллической решетке которого имеются катионные вакансии, что и объясняет ионную проводимость. Твердотельные электролитные сенсоры из 2гОг подходят для определения кислорода в выхлопных газах или для контроля металлургических процессов, где нужно определять кислород в расплавленном железе при температуре свыше 1000°С. Ионы 0 , образующиеся в результате окислительно-восстановительной реакции [c.497]

Дрейли и Разер 2, 8] объясняют наблюдаемые факты тем, что выделяющийся на поверхности раздела металл—оксид газообразный водород разрушает защитную оксидную пленку. Если алюминий контактирует с более электроотрицательным металлом либо легирован никелем или железом, то можно предполагать, что ионы Н+ разряжаются на катодных участках, а не на алюминии, и оксидная пленка остается неповрежденной. Однако полезное действие катодных участков можно также объяснить [91 анодной пассивацией или катодной защитой алюминия. Это влияние сходно с действием легирующих добавок платины и палладия (или контакта с ними) на нержавеющую сталь аналогичным образом эти металлы пассивируют также титан в кислотах (см. разд. 5.4). [c.344]

При одновременном легировании никеля молибденом и хромом получается сплав, стойкий в окислительных средах, благодаря присутствию хрома, и в восстановительных благодаря молибдену. Один из подобных сплавов, содержащий также несколько процентов железа и вольфрама (хастеллой С) устойчив против питтинговой и щелевой коррозии в морской воде (испытания в течение Ю лет) и не тускнеет в морской атмосфере. Однако сплавы такого типа, хотя и обладают повышенной стойкостью к иону С1 , в соляной кислоте корродируют быстрее, чем бесхромистые никелево-молибденовые сплавы. [c.362]

Особенность строения этого соединения, обладающего ромбической симметрией, - наличие шестичленного кольца А1815 018, составленного из шести кремневокислородных радикалов 810з. Кольцеобразная структура конгломерата этих радикалов, связанных ионной связью с железом и алюминием, обеспечивает высокую и стабильную адгезию. Кроме того, это соединение, относящееся к классу силикатов, обладает значительной стабильностью свойств и препятствует образованию интерметаллида, замедляя дальнейшую диффузию алюминия в стальную поверхность при получении покрытия и водорода при наводороживании в сероводородсодержащей среде. Легирование алюминиевого покрытия кремнием позволило снизить толщину наносимого слоя для обеспечения защиты в наводороживающих сероводородсодержащих средах по сравнению с покрытием без легирующих элементов. [c.66]

Имплантация ионов Nb с энергией 30 кэВ при дозах 5 10 и 5 -10 ион/см в поверхность стали марки Х18Н9Т позволила получить легированный поверхностный сплав на глубине 20 нм. Увеличение концентрации ниобия не меняет относительного содержания железа, хрома и никеля в поверхностном слое стали, но существенно повышает его коррозионную стойкость в 20 %-ной серной кислоте после предварительной катодной обработки в течение 15 мин, смещая потенциал коррозии в положительную сторону. Однако максимальная концентрация ниобия в стали марки Х18Н9Т при этом ограничена 20 % в связи с распылением поверхности при дозе 5 10 ион/см . [c.76]

Быстрое развитие голографии в начале 60-х гг., тесно связанное с применением лазеров, привело к идее создания голографических запоминающих устройств. До сих пор еще не найден идеальный оптический регистрирующий материал, который удовлетворял бы всем техническим требованиям, таким, как чувствительность, быстродействие, сохранение информации и др. Пока приоритет сохраняется за несколько необычным классом материалов так называемых электрооптических кристаллов. Здесь особо следует выделить нецентросимметричные кристаллы, обладающие сег-нетоэлектрическими свойствами, например ниобат лития ЫЫЬОз. Голографическую запись первоначально осуществляли на чистых кристаллах ниобата лития. Однако такой материал обладает очень низкой чувствительностью к записи. Качество записи удалось резко повысить при легировании кристаллов ниобата лития ионами переходных элементов, например ионами железа. Голограммы, записанные на монокристаллах сегнетоэлектриков, обладают различной стабильностью — от нескольких секунд, например материал на основе Ва2ЫаЫЬ5015, до многих недель (иМЬОз, легированный ионами железа). [c.159]

Устойчивость (и растворимость) комплексов металлов также изменяется с изменением степеней окислег.ия ионов металлов. Это явление успешно используют для разделения ионов металлов. Например, при определении титана в образцах, состоящих главным образом из железа, таких, как легированные стали, железо предварительно восстанав- [c.366]

Введение ионов алюминия в железо (99 95%) при дозах облучения 1-10 —1,5-10 моль/см в кислородсодержащей атмосфере при температурах 720—1020 °С приводит к изменевию-вида кинетических кривых окисления в сравнении с окислением чистого железа начальная стадия окисления легированного, железа описывается, как и для чистого железа, параболическим законом, но с меньшей константой скорости процесса. Однако по истечении некоторого промежутка времени, определяемого температурой и дозой облучения, скорость окисления (коррозии) резко уменьшается. Ощутимый защитный эффект от введения алюминия достигается при дозе около 5-10 моль/см . Замедление окисления в этом случае объясняется образованием стабильной шпинели РеА1204. [c.132]

Минимальное количество ионов окисного железа, необходимое для ингибирования коррозии данной нержавеющей стали, может рассматриваться как мерило способности стали к пассивированию оно не связано со скоростью коррозии хметалла в активном состоянии. Если условий для образования защитной пленки не существует, то две нержавеющие стали различного состава могут характеризоваться одной и той же скоростью коррозии. Если же несколько изменить условия путем добавки ионов окисного железа, то сталь более легированная, будет реагировать быстрее, чем менее легированная, т. е. будет чувствительнее к меньшему содержанию ионов железа. [c.178]

Производительность ЭХО существенно зависит от вида электролита, однако поиск оптимального по производительности электролита до сих пор представляет значительные трудности [211, 230]. Широко распространено мнение, что для углеродистых и легированных сталей максимальную производительность обеспечивают хлоридные электролиты, что объясняется [166] большим сродством железа к хлору, чем к кислороду, вследствие чего ионы хлора препятствуют образованию кислородного барьера , т. е. адсорбционного слоя кислорода и фазовых окислов на поверхности растворяющегося металла, являясь специфическими депассиваторами. Депассивирующее действие СГ-анионов зависит от их соотношения в растворе с пассивирующими анионами гидроокисла, уменьшаясь с увеличением содержания последних. [c.41]

Применяемый в процессе синтеза 22% раствор гидросульфида натрия содержит около 3 вес.% МагЗ, 4 вес.% ЫагСОз и до 0,4 вес. % хлор-иона. Наиболее интенсивная коррозия углеродистых и низколегированных сталей наблюдается в паровой фазе. На поверхности металла образуется плотный черный слой сульфидов железа. Коррозия стали неравномерная, появляются отдельные раковины и углубления. Срок эксплуатации емкостей для хранения гидросульфида натрия не превышает 8 лет при толщине стенки Ъ мм. Поверхность емкостей, мерников и трубопроводов, проработавших в контакте с гидросульфидом натрия около 60 месяцев, покрывается обильным осадком сульфидов железа, который попадает во всю последующую аппаратуру. Поэтому, если последняя будет выполнена из легированных сталей, то емкости для исходного гидросульфида также должны быть выполнены из более коррозионностойких материалов. Для этой цели целесообразно использовать [c.96]

Для появления сквозной коррозии необходимо одновременное наличие окислительной среды и вещества, которое разъедает окисные пленки или покрытия. В этом отношении очень активны ионы галогенов, за исключением фтора [40]. Для железа пороговое значение концентрации хлор-ионов составляет 3 10 г-ион/л [41,42]. При этой и более высоких концентрациях пассивный слой подвергается местным разрушениям. Окисление хромоникелевой стали в растворах хлоридов определяется значением редокс-потенциала ( + 0,15 в или выше). Эти значения достигаются либо при аэрации, либо в присутствии окислителей солей Fe (III), u (II) или НС10 и примерно соответствуют потенциалу пассивации легированных сталей [43]. Таким образом пассивное состояние является предпосылкой сквозной коррозии. [c.19]

Такое значение ЮОд гораздо ниже, чем значение для октаэдрических комплексов Ре(П1), равное 13 700 см , и приближается к соответствующему значению для тетраэдрических комплексов в ортоклазе [72]. Близкое сходство между спектрами зеленого железо(1П)фосвитина и ортоклаза [69, 701 убедительно подтверждает тетраэдрическую структуру связывающих центров белка. Отсутствие максимумов поглощения в области 800—1000 см исключает возможность того, что значительное число ионов Ре(1П) находится в октаэдрическом окружении. Интенсивности первых двух полос поглощения в электронных спектрах зеленого железо(П1)фосвитина почти на порядок выше, чем интенсивности полос в спектрах легированного Ре(1П) ортоклаза. Такое усиление интенсивности запрещенных по спину переходов согласуется с наличием антиферромагнитного взаимодействия между центрами, содержащими Ре(1П) [40, 74—77]. [c.357]

Первой синтетической моделью ферритинового ядра был однородный полимер состава Ре40з (0H)4(N0з)2(H20) ,4, который легко может быть получен [24, 251 из 0,3 М раствора ни траТа железа(П1) путем введения двух эквивалентов основания на моль железа при конечном pH 2. По электронно-микроскопическом данным, частицы полимера представляют собой щарики диаметром 7 нм, очень похожие на ядра ферритина. Магнитный момент в этих частицах составляет 3,2 магнетона Бора на ион железа, и магнитная восприимчивость достигает максимума при 8 К. Намагниченность при напряженности поля 1,14 МА/м (14,3 кЭ) линейно меняется в интервале 300—40 К. Сначала слабые полосы, наблюдаемые в видимой и ближней ИК-области спектра, были отнесены как запрещенные по спйну переходы комплексовРе(1 II) тетраэдрической структуры [86]. Однако после сопоставления со спектрами легированного Ре(П1) ортоклаза интерпретация была изменена и указанные полосы приписаны переходам октаэдрических комплексов Ре(1П) [64, 70, 141]. Мессбауэровский спектр полимера очень похож на спектр ферритина во всем интервале температуры от 300 до 5 К [86]. ИК-спектр в области колебаний металл—лиганд ниже 1000 см"1 содержит широкие перекрывающиеся полосы и заметно отличается от спектра ферритина и спектров железосодержащих минералов [63, 64, 141]. Исходя из данных по малоугловому рассеянию рентгеновских лучей, была предложена модель структуры, в которой ионы Ре(П1) занимают только центры с тетраэдрической координацией [86]. Трудности, которые возникают при исследовании концентрированных растворов (3 М) полиэлектролитов этим методом, уже были отмечены выше. Во всяком случае, спектроскопические данные убедительно свидетельствуют о том, что полимер содержит значительное количество ионов железа(1 II) в центрах с октаэдрической координацией. [c.365]

Образование ВР из бората протекает примерно за 18 ч. Реакцию катализируют ионы железа, снижая время анализа до 5— 10 мин. Описан метод определения бора в стали [50] с пределом обнаружения 2-10- %. Определению не мешает до 207о Сг, 10% N1 и по 1% V, Мо или XV (даже при совместном присутствии), что позволяет анализировать легированные стали. [c.38]

Электрод четвертого типа предложен недавно, в этой монографии он описан, поскольку работа его основана па новом принципе. Этот электрод изготовляют из стекла Fe-1173 (халькогенидное стекло состава Ge2sSbi2Se6o, легированное железом). Его работа основана на равновесии комплексообразования железа(III) с сульфатом. Сигнал электрода определяется концентрацией железа (III). При наличии ионов бария в растворе комплексы железа (III) с сульфатом разрушаются из-за осаждения BaS04 и возникает электродный сигнал, пропорциональный содержанию ионов бария. Этот электрод можно использовать для индикации конечной точки при титровании анализируемого раствора сульфата стандартным раствором соли бария [186, 187]. [c.551]

Наибольшее применение Ж. находит в виде углеродистых и легированных другими элементами сталей и сплавов и специальных марок чугунов. Углеродистыми сталями наз. все сплавы Ж. с углеродом, содержащие до 2% С сплавы с более высоким содержанием углерода относятся к чугунам. В зависимости от назначения и областей применения различают 1) к о н-струкц ионные стали — применяемые для строительства зданий, мостов, судов, вагонов, разных сооружений и машин 2) инструментальные стали — для изготовления различных инструментов. Эта группа сталей делится на углеродистые и легированные инструментальные стали, быстрорежущие стали и др. 3) стали с особыми физическими свойствами — а) нержавеющие, коррозионностойкие, б) жаростойкие и жаропрочные, в) электротехнические (магнитные, стали с высокой электропроводностью и с высоким электросопротивлением), г) стали с особыми физич. свойствами, напр, малым тепловым расширением и др. Все эти группы сталей по назначению находят широкое нрименение в самых разнообразных отраслях народного хозяйства и новых областях техники (см. Железа сплавы). [c.24]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология