Пассивность пассивация металло пассивации

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

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]

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]

Кривая (Кме)обр ЛВС соответствует активному растворению металла, не осложненному побочными явлениями. В точке В возможна адсорбция кислорода на поверхности металла, что приводит к затормаживанию анодной реакции в местах осаждения кислорода. С изменением потенциала от точки В к точке О происходит наряду с растворением формирование защитной пленки адсорбционного или оксидного типа на металлах, способных пассивироваться в данном растворе. При достижении потенциала Ук.и при токе пассивации ( скорость реакции анодного растворения резко уменьшается, достигая миниму.ча в точке Е при потенциале полной пассивации Ув.п- Металл перешел в пассивное состояние. Скорость процесса не зависит от потенциала в довольно широком диапазоне, определяясь скоростью процесса химического растворения пленки в электролите. [c.22]

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]

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]

Анодные кривые для титана и хрома одинаковы. На кривой можно отметить следующие характерные точки — стационарный потенциал, внешний ток равен нулю, V — потенциал начала пассивации соответствует максимальному току анодного растворения металла. При потенциалах более положительных, чем потенциаоЧ начала пассивации, скорость анодного растворения металла уменьшается —потенциал полной пассивации, при котором устанавливается минимальный анодный ток. При потенциалах, более положительных, чем потенциал полной пассивации, металл находится в пассивном состоянии, поддерживаемом внешней анодной поляризацией. Различие в анодном поведении титана и хрома состоит в следующем при высоких положительных потенциалах пассивное состояние титана не нарушается, в то время как у хрома наступает состояние перепассивации [10—12], в котором он начинает растворяться в виде шестивалентных ионов. Анодный ток, соответствующий началу пассивации, для хрома значительно больший, чем для титана. Потенциал полной пассивации у хрома более отрицательный, чем у титана. Перенапряжение водорода на хроме несколько более низкое, чем на титане. Стационарный потенциал молибдена в 40%-ной H SO равен +0,3 в, т. е. значительно более положителен, чем потенциал полной пассивации титана в этой среде. Поэтому в области потенциалов, где титан активно анодно растворяется на молибдене, протекают катодные процессы. Анодное растворение молибдена наблюдается только при значительном смещении его потенциалов в положительную сторону. Сопоставлением весовых потерь и количества пропущенного электричества установлено как в наших опытах, так и в работе [13], что растворение молибдена происходит в виде шестивалентных ионов. Молибден является коррозионностойким металлом в серной кислоте. Поэтому растворение молибдена в виде ионов высшей валентности при анодной поляризации можно трактовать как состояние перепассивации. Перенапряжение водорода на молибдене значительно более низкое, чем на титане. Палладий в серной кислоте анодно не растворяется. Рост анодного тока при высоких положительных потенциалах соответствует реакции выделения кислорода. Перенапряжение водорода на палладии значительно ниже, чем на титане. [c.179]

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]

Образовавшиеся частицы оксида магния осаждаются на поверхности мелких капель металла и увлекают их в шлам. Попадание оксида магния на катод вызывает его пассивацию. На количестве осаждаемого металла сказывается состояние стальной поверхности катода. Чистая поверхность катода хорошо смачивается магнием и на ней образуются крупные капли осажденного металла. Образование пассивирующей пленки на катоде, состоящей в основном из оксида магния и дисперсного железа, способствует образованию мелких корольков металла. Покрытые оксидом магния корольки уносятся в анодную зону, где постепенно окисляются хлором. Добавки фторидов кальция и натрия благоприятствуют образованию более крупных капель магния за счет десорбции оксида магния с мелких частиц металла. Пассивную пленку очищают механически или посредством выделения щелочного металла на катоде при электролизе обедненного электролита. После очистки катода и добавки свежей порции хорошо обезвоженного электролита выделяющийся магний вновь смачивает поверхность катода. [c.146]

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

Пассивное состояние металла определяется не только способностью самого металла к пассивации, но и характером среды. Одни (окислительные) среды спосо0ствуют образованию или сохранению на поверхности металла окисной пассивной пленки, другие, наоборот, разрушают ее, при этом металл депассивируется, что соответственно сказывается и на его потенциале. [c.16]

При потенциалах положительнее точки В становится заметным торможение процесса, связанное с началом пассивации металла. Пассивация обусловлена образованием защитного слоя, который при дальнейшем повышении потенциала (участок СЯ, так называемая переходная область, падающий участок), вероятно, продолжает распространяться по поверхности электрода. Потенциал максимума тока, который для достаточного развития пассивации должен быть обязательно превышен, часто называют критическим потенциалом пассивации (фкр), а соответствующую плотность тока ( кр)—критическиль током пассивации. Область HI, НК или ЯМ, где стационарная скорость растворения невелика (10 —10" aj M ) и практически не зависит от потенциала и полностью связана с электрохимическим процессом (суммарная реакция Ме = Ме -j-те), называют областью пассивного состояния, или, короче, пассивной областью. Рост скорости ионизации при увеличении потенциала здесь полностью компенсируется одновременно протекающим процессом увеличения количества пассивирующего вещества на поверхности и, возможно, повышением защитных свойств пассивирующего слоя. Это и приводит к независимости стационарной [c.49]

Пассивация металлов в водных растворах электролитов, по современным воззрениям, может быть вызвана либо анодной поляризацией, либо введением в раствор некоторых веществ, обладающих окислительными свойствами. Наступление пассивности облегчается введением в сплав более легко пассивирующихся металлов, а в некоторых случаях дополнительным легированием сплавов катодными присадками. [c.57]

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]

Достоинство процесса хроматирования при эксплуатации изделий с покрытиями — это возможность самовосстановления пассивной пленки в мезтах ее механического нарушения. По данным Т.Ф. Ажогина, во влажной атмосфере происходит процесс вторичного хроматирования ионами СГ2О7, имеющимися на поверхности металла. Пассивация, покрытий может происходить химическим, электрохимическим способом, а также при одновременном наложении ультразвукового поля и с использованием электрогидравлического эффекта. [c.97]

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]

ПАССИВНОСТЬ МЕТАЛЛОВ, повышенная стойкость металлов против коррозии в условиях, когда термодинамически металл реакционкоспособен. Обусловлена образованием защитных поверхностных соединений при взаимодействии металла с компонентами среды в процессе анодного растворения. Переход металла в пассивное состояние наз. пассивацией, образующийся на его пов-сти слой-пассивирующим слоем. Пассивирующие слои тормозят, помимо окисления металлов, также протекание на их пов-сти электродных окислит.-восстановит. р-ций. По составу пассивирующих слоев различают оксидную П. м. и солевую (возможны слои более сложного состава). Термин П. м. нередко используют для описания торможения поверхностными слоями нек-рых др. гетерог. р-ций газовой коррозии (оксидные пленки и окалины), электрокристаллизации (адсорбц. пленки ПАВ). [c.448]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология