Пассивность металлов потенциостатическая кривая

Рис. 1.2. Анодная потенциостатическая кривая для металла, склонного переходить в пассивное состояние (обозначения см. в тексте)

Основным условием возможности применения анодной защиты является наличие на потенциостатической кривой области устойчивой пассивности при плотности тока растворения не более (1,2—1,5)-10 или (6—7)-10 А/м для условий ограниченной стойкости (по трехвалентному железу). Самым важным условием успешного применения анодной защиты является достаточно малая скорость коррозии металла выше ватерлинии, поскольку зашита осушествляется только в жидкой электропроводящей среде. [c.16]

В присутствии нитрита натрия анодная поляризуемость электрода сильно возрастает, о чем можно судить по потенциостатической кривой, представленной на рис. 2,2. При потенциале пассивации стальной электрод находится в электролите с ингибитором (кривая 2) по существу в пассивном состоянии скорость растворения очень мала. В принципе, перевод стали в пассивное состояние ингибитором окислительного типа может явиться результатом увеличения эффективности катодного процесса или уменьшения скорости анодного процесса. То что в данном случае имеется классический пример пассивации металла за счет уменьщения скорости анодной реакции, а не за счет увеличения эффективности катодного процесса, подтверждается результатами кинетических исследований катодного процесса. Если бы нитрит-ион восстанавливался с малым перенапряжением, то при потенциалах коррозии должно было бы наблюдаться заметное увеличение скорости катодной реакции. На самом деле ни в кинетической, ни в диффузионной области скорость катодного процесса не возрастает. [c.33]

Для практического исполнения анодной защиты предварительно на лабораторной установке снимают анодные поляризационные потенциостатические кривые, характеризующие анодное поведение металла в данной среде. По ним определяют диапазон защитных потенциалов, критическую плотность тока / р и плотность тока полной пассивации / . Аппаратурное оформление и методика снятия поляризационных кривых описаны в [14]. При высокой электропроводности промышленной среды расположение катодов в аппарате мало влияет на пассивацию поверхности. При низкой электропроводности среды, вследствие возникновения большого градиента потенциала вдоль защищаемой- поверхности, на определенном расстоянии от катода стенки аппарата остаются в активном состоянии и подвергаются коррозии, в то время как вблизи катода потенциал удерживается в области устойчивой пассивности. Поэтому предварительные сведения о дальнодействии анодной защиты или ее рассеивающей способности имеют [c.263]

Если у металла или сплава потенциал пассивации более отрицательный, чем потенциал катодного процесса водородной деполяризации на сплаве с катодной добавкой, то вполне возможна пассивация сплава за счет водородной деполяризации. На рис. 62 приведены катодные и анодные потенциостатические кривые для титана и сплава + 1% Р1 в 40%-ной Н23 04 нри 25 и 50° С [134]. Из этих кривых видно, что перенапряжение водорода при введении в титан 1 % Р1 снижается на 350—400 мв. Вследствие этого стационарный потенциал сплава титана с платиной смещается в положительную сторону, в область пассивных значений, где процесс анодного растворения титана сильно заторможен. Это обеспечивает высокую коррозионную стойкость сплава титана с платиной. [c.90]

На рис. 7 представлена схематическая анодная потенциостатическая кривая, с помощью которой легко понять, как изменяется скорость растворения (или ток) металла от потенциала. На кривой видны четыре характерных участка АБ — активное состояние металла БВ — металл находится на границе активно-пассивного состояния ВГ — устойчивое пассивное состояние металла и ГД —на электроде происходят разряд ионов гидроксила и выделение кислорода. На кривой также имеется ряд характерных точек, которые имеют значение в связи С рассматриваемыми способами ускорения коррозионных процессов <ра — потенциал, при котором скорость анодного растворения равна нулю фст — стационарный потенциал металла, при котором скорость анодного растворения равна скорости коррозии кор фп — потенциал пассивации, при котором наблюдается пере- [c.33]

Характер анодного поведения металлов зависит от многих факторов. Металл, растворяющийся под действием анодной поляризации, может при изменении условий потерять эту способность и превратиться в нерастворимый анод. Такое превращение растворимого анода в нерастворимый представляет собой частный случай пассивности металлов. Явление пассивности металлов было открыто В. М. Ломоносовым и описано им в 1738 г. в Диссертации о действии химических растворителей вообще . Ломоносов наблюдал прекращение растворения железа при действии на него концентрированной азотной кислоты. С тех пор под пассивностью металлов стали понимать их способность переходить в такое состояние, в котором они перестают участвовать в процессах, обычно им свойственных и термодинамически для них возможных. Перевод металла в пассивное состояние достигается не только при действии соответствующих окислителей (примером чего служит пассивация железа концентрированным раствором азотной кислоты), но и другими способами, в частности анодной поляризацией. Наиболее отчетливо это явление обнаруживается на потенциостатических кривых потенциал анода — плотность тока. Одна из типичных потенциостатических кривых приведена на рис. 92. В области потенциалов, не очень удаленных от равновесного или стационарного потенциала металла, в данных условиях при смещении его в положительную сторону наблюдается увеличение скорости растворения металла в виде обычных для него ионов. Эта область потенциалов отвечает активному состоянию металла, когда он ведет себя как растворимый анод. При достижении некоторого значения потенциала (более положительного, чем исходная величина) плотность тока резко [c.451]

Перевод металла в пассивное состояние достигается не только при действии соответствующих окислителей (примером чего служит пассивация железа концентрированным раствором азотной кислоты), но и другими способами, в частности анодной поляризацией. Наиболее отчетливо это явление обнаруживается на потенциостатических кривых потенциал анода — плотность тока. Одна из типичных потенциостатических кривых приведена на рис. 96. В области потенциалов, не очень удаленных от равновесного или стационарного потенциала металла в данных условиях, при смещении его в положительную сторону наблюдается увеличение скорости растворения металла в виде обычных для него ионов. Эта область потенциалов отвечает активному состоянию металла, когда он ведет себя как растворимый анод. При достижении некоторого значения потенциала (более положительного, чем исходная величина) плотность тока резко падает, что указывает на внезапное замедление процесса растворения. В довольно широких пределах потенциалов плотность тока, следовательно, и скорость растворения [c.510]

Потенциостат применяют для изучения анодной защиты. Анализ пассивного поведения стал возможным в результате применения метода потенциостатических кривых анодной поляризации, которые позволяют определить условия, необходимые для поддержания металла в стабильно пассивном состоянии путем или обеспечения подходящей среды введением в металл соответствующих катодных легирующих элементов [100, 101], или в результате установления необходимого потенциала с помощью внешней анодной поляризации [27, 29, 106]. [c.612]

Анодная поляризация в активных средах. В последние годы для исследования явления пассивности металлов стали широко использовать потенциостатический метод снятия анодных (поляризационных кривых, который заключается в определении плотности внешнего поляризационного тока или скорости коррозии металла при каждом задаваемом постоянном значении потенциала, автоматически поддерживаемом электронным прибором [129]—[133]. Этот метод дает возможность исследовать электрохимические характеристики металла в области перехода из активного состояния в пассивное, и наоборот. При исследовании поляризации металла гальваностатическим методом (поддержание постоянной плотности тока) в этой области. потенциал металла скачкообразно смещается в положительную сторону до потенциала выделения кислорода. Таким образом, исключается возможность изучения поведения металла в переходной области пассивно-активного состояния. Потенциостатическим методом, в частности, удается определить потенциал металла, при котором он начинает переходить из активного состояния в пассивное, и потенциал полного пассивирования. [c.92]

На основании анализа потенциостатических кривых скорость коррозии—потенциал можно сделать общий вывод, что при разработке нового конструкционного материала необходимо, чтобы потенциал его в условиях эксплуатации находился в области пассивного состояния, которое возникает при определенном значении потенциала пассивации Ей) и плотности анодного тока пассивации (г п). Для самопассивации нержавеющих сталей и других металлов необходимо, чтобы окислительно-восстановительный потенциал среды, а следовательно, потенциал катодной реакции имел более положительное значение, чем потенциал полной пассивации металла ( п.п), и чтобы катодный ток (скорость катодного процесса) превышал значение плотности анодного тока пассивации (1п). При отсутствии этих условий металл находится в активном состоянии и интенсивно растворяется. [c.129]

Типичная потенциостатическая кривая, построенная по данным зависимости ток— время для ряда значений потенциала дана на рис. 26. Судя по рисунку, при смещении потенциала вправо, в область положительных значений в интервале Фа —Фп1 скорость анодного растворения металла возрастает. После достижения потенциала начала пассивации ф процесс начинает резко тормозиться, скорость анодной реакции падает до 1 , наступает пассивация металла называется плотностью тока полной пассивации. Потенциал фак —это так называемый Фладе-по-тенциал, или потенциал активации название станет понятным, если иметь в виду, что при незначительном смещении потенциала влево от фак (т. е. в катодную область) состояние пассивности нарушается, скорость анодного растворения металла резко возрастает. [c.43]

Данные, получаемые методом снятия потенциостатической кривой, не только выявляют области активного и пассивного состояния металла в зависимости от условий, но и позволяют обосновать целесообразность и найти параметры анодной защиты от коррозии, о чем пойдет речь в 4. [c.44]

При потенциостатических измерениях изучают зависимость тока от времени при постоянном потенциале электрода, поддерживаемом при помощи потенциостата. В определенной области потенциалов ток анодного растворения металла по прошествии некоторого промежутка времени резко падает, что свидетельствует о наступлении пассивного состояния. При помощи потенциостатического метода измеряют также зависимость тока от потенциала электрода. Типичная поляризационная кривая при пассивации металла приведена на рис. 191. На этой кривой можно выделить область увеличения тока с ростом анодного потенциала (I) (активная область) область перехода от активного состояния к пассивному (II) область пассивации (III), в которой ток растворения металла мал и часто практически не зависит от потенциала, и, наконец, область анодного выделения кислорода (IV). Если раньше анодного выделения кислорода наступает вновь растворение металла, то область IV называется областью перепассивации или транс-пассивности. Механизмы растворения металла в активной области [c.380]

Потенциостатическая поляризационная кривая содержит больше информации, чем гальваностатическая, так как более точно соответствует действительному поведению пассивных металлов, являющихся электродами гальванических элементов. Из рис. 5.1 видно, что железо активно при малых плотностях тока и анодно корродирует с образованием Ре " согласно закону Фарадея. При увеличении тока на поверхности электрода образуется частично изолирующая пленка, состоящая из Ре504. При критическом значении плотности тока / рит 0>2 А/см (при перемешивании или [c.72]

Влияние несимметричности реакций фарадеевское выпрямление) наблюдается особенно часто при вызываемой переменным током коррозии пассивных металлов (в основном, по определению 1 в гл. 5). Показано, что нержавеющие стали корродируют под действием переменного тока [4], алюминий в разбавленных растворах соли разрушается при 15 А/м на 5 %, а при 100 А/м на 31 % по отношению к разрушениям, вызванным при 100 А/м постоянным током той же силы. Феллер и Рукерт [4] изучали воздействие наложения переменного тока (1 В, 54 Гц) на постоянный на никель в 1 н. H2SO4. Оказалось, что на потенциостатических поляризационных кривых полностью исчезла пассивная область, а высокая плотность анодного тока сохранялась во всей области положительных потенциалов. Чин и Фу [5] отметили аналогичное поведение мягкой стали в 0,5т NajSOi при pH = 7. Плотность пассивирующего тока возрастала с повышением плотности наложенного переменного тока, достигая при плотности тока 2000 А/м и частоте 60 Гц критического значения (отсутствие пассивной области). Они нашли также, что при плотности переменного тока 500 А/м потенциал коррозии снижался на несколько десятых вольта, одновременно в отрицательную сторону сдвигалась и область Фладе-потенциала, но [c.209]

При добавлении в раствор различных анионов в определенных условиях происходит активация пассивных металлов. Эффективность действия анионов обычно падает в ряду С1 >Вг >1 >Р >С10г> >0Н , 504", хотя в зависимости от природы металла порядок ионов в этом ряду может изменяться. На рис. 197 приведены потенциостатические кривые анодного растворения железа в боратном буферном )астворе и в присутствии ЫааЗО . [c.371]

При добавлении в раствор различных анионов в определенных условиях происходит активация пассивных металлов. Эффективность действия анионов обычно падает в ряду С1 > Вг > Г > F > > lOi > ОН, sor, хотя в зависимости от природы металла порядок ионов в этом ряду может изменяться. На рис. 194 приведены потенциостатические кривые анодного растворения железа в боратном буферном растворе и в присутствии NajSOi. При объяснении влияния анионов на анодное поведение металлов необходимо учитывать вытеснение адсорбированного кислорода анионами, внедрение анионов в окисную пленку, которое изменяет ее свойства, а также прямое участие анионов в процессе растворения пассивного металла (Я. М. Колотыркин). [c.385]

В последние годы для изучения кинетики электродных процессов на пассивирующихся металлах и сплавах наиболее широкое распространение получил потенциостатический метод снятия анодных поляризационных кривых. Этим методом определяют зависимость между потенциалом и анодным током электрода, причем потенциал электрода автоматически поддерживают постоянным или изменяют с определенной скоростью. Более подробно указанный метод будет рассмотрен в разделе, посвященном кинетике анодных процессов (стр. 47), где на конкретных примерах иллюстрируются возможности использования некоторых электрохимических методов для исследования различных сторон явления пассивности металлов. Значения потенциалов там, где нет специальных указаний, даны по отношению к нормальному водородному электроду. [c.18]

Нитро- и динитробензоаты в этом случае отличаются от рассмотренных выше соединений в их присутствии эта же концентрация ингибитора (0,065 моль/л) обеспечивает защиту и В более концентрированяых растворах агрессивных ионов (выше 10 моль л). Однако в концентрированных растворах агрессивных ионов эта же концентрация ингибиторов вызывает сильную коррозию стали, намного превыш ающую коррозию в чистом хлориде или сульфате. Это легко понять, если учесть, ЧТО подобные соединения защищают главным образом благодаря ускорению катодного процесса в таких условиях, когда концентрация ингибитора мала, восстановление ингибитора смещает потенциал м еталла в положительную сторону, однако не настолько, чтобы перевести его в пассивное состояние. Поскольку анодный процесс развивается в условиях, когда металл находится еще в активном состоянии, смещение потенциала в положительную сторону, как это можно видеть на потенциостатической кривой (рис. 1), должно привести к увеличению скорости коррозии. В этом отношении моно- и динитробензоаты аминов должны квалифицироваться как опасные ингибиторы, но не в том смысле, как это ранее понималось. Ранее к опасным ингибиторам относили анодные ингибиторы, т. е. такие, которые защищают металлы благодаря торможению анодной реакции. В данном же случае мы встречаемся с новым классом ингибиторов, которые и защищают металлы от коррозии, и усиливают ее вследствие ускорения катодного процесса. [c.171]

Анодная защита. Известно, что зависимость стационарной скорости ионизации металла от потенциала [форма потенциостатической кривой стад == ( ) 3 — сложная функция многих переменных (состава металла, электролита, атмосферы, температуры и др.). В расплавленных солях повышение устойчивости пассивирующихся металлов может быть достигнуто смещением их стационарных потенциалов в пассивную область путем анодной поляризации. Анодная защита может быть реализована в расплавах большинства кислородсодержащих солей, а также в хлоридных расплавах с добавками кислородсодержащих анионов. [c.378]

Рассмотрение потенциостатических кривых показывает, что кривые для железа, никеля и хрома имеют аналогичную форму и содержат четыре области растворения, характерных для пассивирующихся металлов активное состояние, переходная область от активного к пассивному состоянию, пассивная область и область перепассивации. Для молибдена [37, 38, 62, 63, 65] и вольфрама [63] удается установить только часть пассивной области и область перепассивации. Обусловлено это тем, что фкор рассматриваемых металлов находится Б начале области перепассивации. Поэтому исследовать полностью пассивную область и достичь активного состояния не представляется возможным, так как для поддержания потенциалов в указанных областях нужны плотности катодных токов, выходящие за пределы практически реализуемых плотностей. По-видимому, вследствие высокого сродства к кислороду, уже в условиях очень больших скоростей выделения водорода ( 0,1 aj M ) происходит адсорбционно-химическое взаимодействие молибдена и вольфрама с кислородом воды и их пассивирование. [c.25]

Многочисленные опыты, описанные в литературе, показали, что на поляризационных кривых для пассивных металлов, полученных обычным потенциостатическим и, тем более, гальвапостатическим методами, указанные выше динамические явления никак не отражаются . Возникает впечатление, что, если флуктуации анодного тока и существуют, то амплитуда их несоизмерима с общей величиной поляризующего тока. Дополнительные исследования показали, что обе величины вполне соизмеримы, но для выявления динамической составляющей следует несколько изменить методику поляризационных измерений. Основным условием при этом было применение малоинерционных самопишущих приборов для измерения силы тока. Пригодны электронные и магнитоэлектрические осциллографы в комплексе с соответствующими преобразователями входных сигналов. Для проведения длительных опытов оказался удобным многопредельный магнитоэлектрический самопишущий миллиамперметр типа Н373-2 с постоянной времени 2 сек. Полученные потенциостати-ческие кривые сила тока — время мы будем называть гальванограммами. [c.69]

Основные закономерности перехода металла в различные состояния были исследованы и описаны почти одновременно многими авторами. Следует указать на работы Г. А. Акимова, В. П. Батракова, Н. Д. Томашева, Я- М. Колотыркина, Пражека, Бонгофера, Франка, Штерна, Эделану, Окамото и других советских и зарубежных ученых. Явление перепассивации металлов было впервые количественно обосновано Батраковым (1953) и Томашевым (1954). Колотыркин (1958) в развитие более ранних наблюдений Г. В. Акимова и В. П. Батракова, сняв впервые полную потенциостатическую кривую, экспериментально доказал, что все переходы металла из одного состояния в другое (рис. 92) можно получить как его поляризацией, так и введением в раствор различных окислителей, обеспечивающих создание соответствующих потенциалов. Он сделал весьма важный для теории пассивности вывод о том, что решающим фактором в установлении того или иного состояния металла является не состав раствора, а величина его потенциала. Особенности поведения металлов в условиях их анодной поляризации оказываются, таким образом, тесно связанными с явлениями пассивности и транспассивности. [c.455]

Н. Д. Томашева, Я. М. Колотыркина, Пражека, Бонгофера, Франка, Штерна, Эделану, Окамото и других советских и зарубежных ученых. Явление перепассивации металлов было впервые количественно обосновано Батраковым (1953) и-Томашевым (1954). Колотыркин (1958) впервые Снял полную потенциостатическую кривую и экспериментально доказал, что все переходы металла из одного состояния в другое (рис. 96) можно получить как его поляризацией, так и введением в раствор различных окислителей, обеспечивающих создание соответствующих потенциалов. Он сделал весьма важный для теории пассивности вывод о том, что решающим фактором в установлении того или иного состояния металла является не природа окисляющего агента, а величина потенциала металла. Особенности поведения металлов в условиях их анодной поляризации оказываются, таким образом, тесно связанными с явлениями пассивности и транспассивности. [c.512]

И 100° С. При этом было показано, что новышение температуры затрудняет возникновение пассивного состояния для всех сплавов. Потенциостатические кривые зависимости плотности тока от потенциала показали, что с повышением температуры облегчается как катодный, так и анодный процесс, что выражается в снин<ении перенапряжения выделения водорода, увеличении критической плотности тока пассивироваиия, а также увеличении плотности тока растворения пассивного металла. [c.49]

Свойства пассивной пленки зависят от характера среды и условий пассивации, а также от чистоты сплава. Свойства пассивной пленки на металле можно оценить по величине тока растворения в пассивном состоянии на потенциостатической кривой. В 1 н. растворе серной кислоты ток растворения стали типа Х18Н10 в пассивном состоянии в деаэрированном (путем пропускания азота) растворе выше, чем в аэрированном, т. е. устойчивость пассивного состояния в деаэрированном растворе снижается. Если пассивация производится не при анодной поляризации, а каким-либо другим способом, описанная выше непосредственная оценка защитных свойств пленки по току растворения в пассивном состоянии непригодна. [c.36]

На основании анализа потенциостатических кривых скорость коррозии — потенциал можно сделать общий вывод, что при разработке нового конструкционного материала необходимо, чтобы потенциал его в условиях эксплуатации находился в области пассивного состояния. Пассивное состояние возникает при определенном значении потенциала пассивации ( п) и плотности анодного тока ( п)- Для самопас-снвации нержавеющих сталей и других металлов необходимо, чтобы окислительновосстановительный потенциал среды, а следовательно, потенциал катодной реакции [c.112]

Потенциостатический метод и метод импульсной поляризации (гальваностатический) позволяют оценивать потенциал электрода под покрытием, возможность установления пассивного состояния металла и выход его из этого состояния. На рис. 5.17 приведена типовая анодная потенцностатическая кривая металла, склонного переходить в пассивное состояние. Такие кривые снимаются с помощью потенциостата. [c.178]

В процессе катодного осаждения металлов потенциостатический метод может облегчить выбор условий для осаждения отдельи 1х ме-та. к.аов -в том числе для отделения радиоактивных металлов Немонотонный ход потенциостатических кривых может в ряде случаев свидетельствовать о протекании питтинговой коррозии . Это может р.аблюдаться ио достижении области потенциалов, соответствующе переходу металла из активно о в пассивное состояние. [c.29]

Поляризационные кривые позволяют изучить кинетику электродных процессов, величину защитного тока при электрохимической. чащите, явление пассивности и др. Существует два способа снятия поляризационных кривых гальваностатический и потенциостатический. Гальваностатический метод заключается в измерении стационарного потенциала металла при пропускании через него тока определенной плотности. По ряду значений потенциалов при соответствующих плотностях поляризующего тока строят кривые катодной или анодной поляризации, т. е. зависимости Е = /(г к) или Е = /(/,г). [c.342]

Подобный характер кривых присущ тем металлам, которые способны переходить в пассивное состояние и отчетливо проявляется лишь при применении потенциостатического или потенцнодинамического способов снятия поляризационных зависимостей. Механизм ингибирования, рассматриваемый далее, справедлив только для металлов, способных переходить в пассивное состояние. [c.49]