Пассивность пассивация металло

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]

Рис. 47. Схема к расчёту анодной зашиты протяженной конструкции в пусковом режиме а - распредели,тока по длине зашишаемого трубопровода 6 -распределение наложенного анодного тока по длине защищаемого трубопровода в - распределение потенциала по длине защищаемого трубопровода / -дпина пассивного участка - длина активного участка (р - потенциал в точке дренажа <р - потенциал полной пассивации металла <р - стационарный потенциал металла конструкции й, - внутренний диаметр трубопровода

Еще М. Фарадей указал на роль кислорода при пассивации поверхности металла. Это представление лежит в основе современных теорий пассивности. Согласно пленочной теории пассивности пассивация обусловлена образованием на поверхности металла фазовой окисной или гидроокисной пленок, например [c.382]

Согласно второй точке зрения, металлы, пассивные по определению 1, покрыты хемосорбционной пленкой, например, кислородной. Такой слой вытесняет адсорбированные молекулы НаО и уменьшает скорость анодного растворения, затрудняя гидратацию ионов металла. Другими словами-, адсорбированный кислород снижает плотность тока обмена (повышает анодное перенапряжение), соответствующую суммарной реакции М гё. Даже доли монослоя на поверхности обладают пассивирующим действием [16, 17]. Отсюда следует предположение, что на начальных этапах пассивации пленка не является диффузионно-барьерным слоем. Эту вторую точку зрения называют адсорбционной теорией пассивности. Вне всякого сомнения, образованием диффузионно-барьерной пленки объясняется пассивность многих металлов, пассивных по определению 2. Визуально наблюдаемая пленка сульфата свинца на свинце, погруженном в НаЗО , или пленка фторида железа на стали в растворе НР являются примерами защитных пленок, эффективно изолирующих металл от среды. Но на металлах, подчиняющихся определению 1, основанному на анодной поляризации, пленки обычно невидимы, а иногда настолько тонки (например, на хроме или нержавеющей стали), что не обнаруживаются методом дифракции быстрых электронов . Природа пассивности металлов и сплавов этой группы служит предметом споров и дискуссий вот уже 125 лет. Представление, что причиной пассивности всегда является пленка продуктов реакции, основано на результатах опытов по отделению и исследованию тонких оксидных пленок с пассивного железа путем его обработки в водном растворе К1 + или в ме-танольных растворах иода [18, 19]. Анализ электроно рамм пле- [c.80]

По свидетельству Л. Н. Петрова [3], формные сплавы, применяемые при эмульсионном травлении, не пассивируются в азотной кислоте той концентрации, в которой она используется в этом процессе. Для цинковых сплавов это объясняется их слабой склонностью к пассивации, а в случае сплава магния МА-2-2М пассивность не наступает, по-видимому, из-за высокой начальной скорости растворения. При подаче травящего раствора на пластину под определенным давлением, т. е. в гидродинамических условиях, пассивация металла тем более нереальна, так как с интенсификацией подачи агрессивной среды критическая плотность тока, при которой электрон внезапно переходит в пассивное состояние, существенно возрастает [26]. Углеводороды и ПАВ не относятся к пассиваторам и поэтому при переходе от растворения в кислоте к эмульсионному травлению возможность пассивации сплавов исключается. [c.114]

Второй проблемой являются щели (неплотности) между металлом и изоляцией, куда может затекать раствор. Полностью исключить неплотности не так легко. При исследовании катодных процессов или активного растворения они не имеют большого значения, однако весьма опасны при изучении анодного поведения металла в пассивной области, что связано со следующими обстоятельствами. В результате омического падения потенциала в достаточно глубокой узкой щели потенциал металла на дне ее может быть значительно более отрицательным (на сотни милливольт [109]), чем потенциал свободной поверхности анодно-поляризуемого электрода, и отвечать области активного растворения, когда свободная поверхность пассивна. Пассивации металла в щелях могут препятствовать также накопление в них продуктов коррозии (в частности, галогенидов металлов), затрудненный доступ пассивирующих компонентов раствора и плохое качество поверхности металла под изоляцией. Поэтому в местах плохого контакта изоляции с металлом анодное растворение протекает с повышенной скоростью, что искажает зависимость скорости от потенциала даже при весьма малом отношении поверхности металла в щели ко всей поверхности ИЭ. Именно таким искажением вызвано различие токов в пассивной области (рис. VII. 8) [ПО]. Хорошему качеству контакта изоляции с электродом соответствуют кривые [c.112]

В море, а также частично и в открытой атмосфере сказывается влияние продуктов жизнедеятельности микроорганизмов они снижают pH и тем самым усиливают процесс разрушения металла в щелях. Скорость коррозии в щелях зависит от состояния поверхности металлов. Наличие органики в щелях уменьшает концентрацию кислорода, необходимого для пассивации металла. Наиболее сильному разрушению при щелевой коррозии подвергаются металлы, пассивное состояние которых наиболее сильно зависит от влияния окислителей (к таким металлам относятся в основном нержавеющие стали и алюминиевые сплавы [89]). [c.87]

Пользуясь аналогичными представлениями, 3. А. Иофа и В. А. Кузнецов объяснили механизм травления железа. Новые представления в области кинетики электродных процессов были использованы при изучении явлений пассивности металлов. Я- М. Колотыркин, Б. В. Эрш-лер, Д. И. Лейкис и др. развили адсорбционную теорию пассивности. Р. X. Бурштейн и Н. А. Шумилова определили минимальное количество кислорода, которое нужно выделить на поверхности железа из газовой фазы для пассивации металла. При этом была обнаружена связь между величиной контактного потенциала окисленного железа и пассивностью этого металла в щелочах. [c.13]

После начала пассивации дальнейший рост электродного потенциала вызывает некоторое эквивалентное повышение поверхностного химического потенциала кислорода, следовательно, обусловливает дальнейшее упрочнение связи поверхностных катионов (т. е. повышение степени пассивации металла). В то же время создающаяся при этом большая разность химических потенциалов между поверхностью твердой фазы и объемом металлической решетки с какого-то момента вызывает встречную диффузию анионов и катионов и постепенное формирование окисленной поверхностной пленки. Это образование или утолщение пленки не вносит ничего принципиально нового в природу лимитирующего акта ионизации. Тем не менее, диффузия катионов в поверхностные вакантные узлы из нижележащих слоев решетки металла может существенно изменять кинетику процесса. Однако именно в результате диффузии, поддерживающей химический потенциал металла в поверхностном слое выше равновесного, и появляется у пассивного металла на поляризационной кривой участок постоянной скорости растворения, которого нет у индивидуального окисла. [c.441]

Принцип действия анодной защиты основан на пассивации металлов при их анодной поляризации током сторонних источников. Расчет анодной защиты требует учета нелинейности анодных поляризационных кривых, общий вид которых представлен на рис. 4.15, где D - участок, соответствующий области пассивного состояния металла. [c.240]

Чем характеризуется пассивация металла Каковы закономерности поведения металла в пассивном состоянии [c.117]

Пассивации металлов сопутствует сдвиг их потенциалов в положительную сторону. Пассивность железа, стали и других металлов можно вызвать электрохимическим путем с помощью анодной поляризации (например, в разбавленной серной кислоте при наложении постоянного тока определенной плотности). Указанное явление положено в основу анодной защиты. [c.48]

Величины скорости коррозии могут быть весьма различными. Скорость растворения неблагородного металла в сильной кислоте в общем случае велика (1 а см и выше), скорость растворения благородного металла, напротив, очень мала мка см ) или даже неизмерима (г<С 10 а см ). При определенных условиях корродирующий металл может покрыться беспористым слоем продуктов реакции, например окислом, который отделит металл от электролита, так что их непосредственное взаимодействие прекратится. В этом случае говорят о пассивации металла. Пассивность металлов будет обсуждаться в отдельной главе . В этой главе рассматриваются случаи, когда электролит находится в непосредственном соприкосновении с металлом коррозия металла в активном состоянии). [c.782]

Легкость пассивации и устойчивость пассивного состояния зависят от состава металла. Наиболее легко пассивируются железо, хром, молибден, алюминий, никель. Пассивное состояние металла [c.232]

При потенциалах, более положительных, чем потенциалы в точке В, начинается пассивация металла. Точке С соответствуют критический потенциал фкр и плотность тока пассивации /кр- В переходной области СО происходит пассивация поверхности металла. Отрезок ОЬ соответствует области устойчивой пассивности, а фп и п являются потенциалом и плотностью тока полной пассивации. [c.10]

Этот способ пассивации металлов основан на том, что восстановление ингибитора окисляющего типа обеспечивает достаточную плотность тока для пассивации или удержания пассивного состояния металла. В качестве пассивирующего ингибитора используют любой растворимый в коррозионной среде окислитель, окислительно-восстановительный потенциал которого находится в области устойчивой пассивности. Так как окислитель при защитном взаимодействии расходуется, следует его концентрацию поддерживать на требуемом уровне. В качестве пассивирующих ингибиторов можно использовать кислород воздуха, соли Ре + нитраты, хроматы, бихроматы и др. [c.11]

Для смещения потенциала защищаемого металла (анода) в пассивную область можно использовать катодный протектор — более положительный электрод. Необходимая для пассивации и поддержания пассивного состояния сила тока определяется соотношением поверхности анода и протектора, а также скоростью протекания катодной реакции. В качестве катодного протектора можно использовать вещества, которые соответствуют следующим условиям хотя бы частичная электропроводность, коррозионно-устойчивость в выбранной среде, потенциал (без тока) должен находиться в области устойчивой пассивности того металла, который защищают на протекторе при потенциале более отрицательном, чем потенциал без тока, должна происходить электрохимическая реакция, при которой часть необходимого количества электричества расходуется на поддержание металла в устойчивом пассивном состоянии. [c.121]

Необходимо указать еще на то, что пассивное состояние металла, обусловливаемое возникновением адсорбционных слоев, часто объясняется и не на основе представлений о двойном слое. Известно, что адсорбция окислителя приводит к насыщению свободных валентных сил поверхностных атомов, что может уже само по себе, без учета изменения строения двойного слоя, уменьшить реакционную способность металла. Иными словами, для пассивации металла вовсе не требуется покрыть всю его поверхность монослоем, а достаточно связать (так сказать, насытить) валентные силы наиболее реакционноспособных атомов. [c.79]

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]

Не всякие торможение коррозиониого процесса может быть свя.зано с явлениями пассивации так, например, низкую скорость растворения металлов и сплавов, обусловленную их термодинамической устойчивостью (золото, платина и др), ие иа-зыв ют пассивностью. Защита металлов и сп. авов лакокрасоч- [c.59]

Возникновение пассивного состояния металла определяется не только окислительной способностью агрессивной среды. Из-нестны случаи пассивации металлов и в нсокпслительиой среде, например молибдена в соляной кислоте, магния в плавиковой кислоте и др. Пассивное состояние наступает также, как было указано в гл. 1П, вследствие аиодной поляризации металла, [роцессу пассивации способствует увеличение анодной нлотно-сти тока. Во многих случаях ири достижении некоторой плотности тока происходит внезапный переход электрода в пассивное состояние (например, железа в концентрированном растворе NaOH при повышенной температуре). [c.60]

Пассивацию могут вызывать также и солевые пленки, образующиеся при растворении металла. Согласно адсорбционно-электрохимической теории пассивности пассивация связана с появлением на поверхности металла монослоя или даже долей монослоя адсорбированного кислорода. Адсорбированный кислород изменяет энергетическое состояние поверхностных атомов, блокирует активные центры растворения металла и изменяет структуру двойного слоя. Иногда необходимо учитывать одновременно пассивацию за счет образования как фазовых, так и двумерных оксидных или гидрооксидных слоев. Поэтому пленочную и адсорбционно-электрохимическую теории не следует противопоставлять друг другу. [c.367]

Начальную пассивацию обычно проводят при постоянном заполнении и включенном регуляторе потенциала. Таким образом удается осуществить пассивацию при весьма малых токах, всего в 5. .. 10 раз, превышающих ток в пассивном состоянии металла. Трудности возникают лишь при пассивации днища аппарата, которую производят при минимально возможном уровне электролита, необходимом для погружения датчика сравнения и частично катода. Пассивируют поверхность дниша обычно при облегченных режимах эксплуатации (пониженные температура электролита, концентрация, отсутствие перемешивания и т.д.). Иногда в среду вводят ингибитор коррозии. Можно облегчить пассивацию и изменением формы дниша (конусная, сферическая). [c.86]

IV (сталь Х60, Маниесманн ), с помощью электрохимической ячейки в карбонат-бикарбонатной среде. Результаты исследований приведены на рис. 1.20. В момент подведения электрохимической ячейки к поверхности образца электродный потенциал принимал значение 0,0 В (ХСЭ), что свидетельствовало о пассивном состоянии металла берегов трещины. Затем, в течение 5 с, его значение изменялось до величины минус 0,32 В(ХСЭ) вследствие разблагороживания поверхности металла. Причем такую же величину имел и электродный потенциал этой же стали на ювенильной поверхности. Полученные данные свидетельствуют о пассивации стали в растворах солей угольной кислоты и слабой защитной способности обезвоженных карбонатных пленок. [c.31]

Следует отметить, что при известных условиях адсорбция может привести к пассивации и тогда, когда ингибитор не восстанавливается. В этом случае, однако, требуется либо присутствие в коррозионной среде каких-нибудь других окислителей, либо наложения-некоторой анодной поляризации. Примером могут служить бензоат-ионы, которые при определенных условиях переводят металл, в частности железо, в пассивное состояние и обеспечивают его защиту от коррозии [14 194 195 205 239]. При этом оказывается, что смещение потенциала в положительную сторону и пассивное состояние металла достигаются лишь в присутствии растворенного кислорода и при определенной минимальной степени покрытия поверхности металла ингибитором. Чем положительнее потенциал образца, тем меньшие объемные концентрации ингибитора требуются для достижения такой степени покрытия. После того, как металл запассивирован на его поверхности не обнаруживается значительных количеств бензоата. Можно предположить поэтому, что при смещении потенциала в положительную сторону и формировании оксидной пленки относительно слабо связанные с поверхностью ионы бензойной кислоты (их удельный заряд мал, а специфическая адсорбиру-емость выражена слабо) вытесняются либо ионами гидроксила, обладающими большим удельным отрицательным зарядом и повышенной специфической адсорбируемостью, либо атомами кислорода, либо растущей пленкой оксида. [c.51]

Все эти результаты, хорошо согласующиеся с данными последних исследований, позволяют связать пассивное состояние металлов с наличием на их поверхности хемосорбированных слоев кислородсодержащих частиц I 8,80 > 108]. Для хрома [ 109, 110] и никеля [ 1Ц] установлено, что пассивация обеспечивается наличием на поверхности металла примерно монослойных покрытий. Для железа, по-видимому, характерно образование более толстых слоев [112]. Уже сравнительно давно было отмечено [ 1,3,8] J что отсутствие зависимости (или слабая зависимость) стационарной скорости растворения пассивного металла от потенциала ни в коей мере не характеризует истинную кинетику самого процесса растворения. В этом случае влияние потенциала является более сложным, поскольку его рост 1фиводит не только к обычному ускорению анодного растворения металла, но и к изменению состояния металлической поверхности, которое равноценно повышению перенапряжения того же процесса. По-видимому, в случае железа и хрома эти эффекты полностью компенсируют друг друга, что и приводит к независимости стационарной скорости растворения этих металлов в пассивном состоянии от потенциала. Поскольку, однако, характерное для каждой величины потенциала стационарное состояние поверхности устанавливается относительно медленно, эти два эффекта удается разделить, если применить метод быстрого наложения поляризации. Так, например, для хрома ШО показано [ 8], что при быстрых измерениях (постоянное состояние поверхности) сохраняется [c.25]

НО ИЛИ поздно пассивное состояние исчезнет и поверхность металла активируется. Напротив, исходя из активного состояния в растворе с высокой анионной концентрацией, металл может запассивироваться без повышения потенциала единственно лишь путем уменьшения концентрации анионов (переход 2). Интересным является поведение металлических анодов в высоко концентрированных растворах цри различных потенциалах (переход 6). В этом случае повышение потенциала не приводит к пассивации металла, этому препятствует очень высокая концентрация анионов, а сопровожда-ется сплошным травлением поверхности, т. е. злектрополиро-ванием. [c.102]

Анодное растворение сталей и чугунов в различных растворах кислот и солей связано с пассивацией их поверхности.. - В настоящее время пассивное состояние металлов объясняют пленочной и адсорбционной теориями, которые не противоречат, а лишь дополняют друг друга [200, 227, 282 - 286]. Пленочная теория пассивности исходит из возможности образования на поверхности железа при определенных значениях потенциала пленки, состоящей из труднорастворимого ( Се20з и легкорастворимого оксида Например, начало пассивации железа в раство- [c.72]

Весьма полезная работа по обобщению и анализу практических и теоретических результатов по подготовке поверхности путем анодной обработки в 30% растворе серной кислоты проделана А.В.Митряковым [445]. В процессе анодного растворения ста-лей в растворах кислот на их поверхности образуется пассивирующа) пленка, которая приводит к уменьшению адгезии нерастворимых продуктов с обрабатываемой основой и их удалению при достижении потенциала газовыделения кислорода [451]. Анодная подготовка, как отмечается во всех цитируемых работах, призвана также решить задачу защиты активной поверхности тонкой сплошной пассивной пленкой вплоть до начала злектрокристаллизации. По существующим представлениям пассивацию металлов вызывает образование поверхностных оксидных слоев илц труднораотворимых солей, являющихся продуктами взаимодействия поверхностных атомов металла с молекулами воды и анионами раствора. [c.150]

Существенным ограничением применения анодной защиты является вероятность возникновения локальных видов коррозии в области пассивного состояния металла. Для предотвращения этого явления на основании предварительных исследований рекомендуют такое значение защитного потенциала, при котором локальные виды коррозии не возникают или в раствор вводят ингибирующие добавки. Например, анодная защита стали 12Х18Н10Т в растворах хлоридов в присутствие ионов N03 предотвращает образование питтингов и снижает скорость растворения стали в 2000 раз. В ряде случаев вследствие повышенной опасности возникновения локальных коррозионных процессов применение анодной защиты неэффективно. Резкий рост критического тока пассивации металлов с увеличением температуры агрессивных сред ограничивает применение анодной защиты в условиях повышенных температур. [c.295]

Электрохимическая теория питтинговой коррозии объясняет питтинг образованием пар дифференциальной аэрации. В растворе, находящемся в локальном углублении образца, уменьшается концентрация растворенного кислорода, в результате чего снижается степень пассивации металла. Поверхность углубления становится анодом по отношению к окружению, покрытому нормальной пассивирующей оксидной пленкой. Непосредственно питтинг образуется за счет локального анодного растворения. Ионам С1" отводится роль нарушителей пассивного состояния. По мере роста питтинга на месте поврежденной пассивирующей пленки в его полости образуется Al lg. Вследствие его гидролиза в питтинге устанавливается пониженное значение pH 3—4 и идет активное растворение алюминия. [c.230]

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]

Та плотность тока йпасс, выше которой анод становится пассивным, называется током пассивации. Величина Вцасс зависит от природы металла, состава электролита, температуры и т.д. Пассивное состояние металла может возникать по ряду причин (часто в гальванотехнике приходится встречаться с пассивностью, возникающей вследствие образования на поверхности анода пленки, состоящей из окислов или солей металла). [c.141]

Пассивное состояние металлов, как правило, вызывают сильные окислители. Так, железо пассивируется достаточно концентрированными растворами НКОд, НЮд, КСЮ3, КгСг О . Концентрация окислителя, необходимая для пассивации, должна быть тем больше, чем выше температура среды. Таким образом, температура является активизирующим коррозию фактором, действие которого должно компенсироваться повышением концентрации окислителя. [c.230]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология