Коррозия короткозамкнутые элементы

Процессы химической и электрохимической коррозии металлов показаны на рис. 8. Роль образования гальванических пар в процессе взаимодействия с электролитом может быть выяснена на таком примере. Известно, что ни медь, ни серебро не вытесняют водород из кислот, но если в раствор соляной (хлороводородной) кислоты опустить соединенные проводником пластины из меди и серебра (короткозамкнутый гальванический элемент), то происходит выделение водорода. Медь растворяется, а на серебряной пластинке идет восстановление водорода [c.91]

В электронной промышленности широко используются медные проводники, покрытые серебром. Прп наличии воды и кислорода происходит электрохимическая коррозия меди в образующемся короткозамкнутом гальваническом элементе Си—Ад. Образование красных продуктов такой коррозии (оксиды меди) дало название этому явлению — красная чума . Коррозия приводит к ухудшению электрической проводимости провода. Для устранения ее используют посеребренный медный провод с подслоем никеля. [c.282]

Таким образом, электрохимическая коррозия на неоднородной (гетерогенной) поверхности металла аналогична работе короткозамкнутого гальванического элемента. [c.191]

Схематически растворение металла (коррозию) в растворах электролитов можно рассматривать как результат действия колоссального количества микроскопических гальванических короткозамкнутых элементов, у которых катодами чаще всего могут быть посторонние примеси, находящиеся в металле, а анодом — сам металл. [c.181]

Так как электрохимическая коррозия протекает через несколько взаимосвязанных стадий, то скорость ее зависит от скорости самой медленной стадии, называемой лимитирующей (контролирующей) стадией процесса. Все остальные стадии вынуждены иметь скорость, равную скорости лимитирующей стадии процесса. Поскольку коррозионные элементы являются короткозамкнутыми микроэлементами, то движение электронов в металле не может быть лимитирующей стадией процесса. Движение ионов в растворе обычно также не лимитирует процесс коррозии ввиду очень малого расстояния между микроэлектродами (исключение составляют растворы с очень малой электропроводностью). Следовательно, лимитирующими стадиями могут быть или реакции анодного окисления металла (анодный контроль), или реакции катодного восстановления окислителя (катодный контроль), или те и другие одновременно (смешанный контроль). [c.214]

Растворение цинка и переход его в раствор в виде ионов происходят на месте, которое приобретает отрицательный потенциал. На месте выделения водорода потенциал положительный. Возникает местный короткозамкнутый элемент. Однако перенапряжение выделения водорода на цинке велико, и скорость коррозии ограничена замедленностью стадии разряда ионов водорода. В случае примеси меди с низким перенапряжением выделения водорода скорость растворения увеличивается за счет ускорения разряда ионов водорода. [c.38]

Поверхность металла с микроскопическими неоднородностями (включениями или структурными элементами) может быть эквипотенциальной, если электропроводность раствора достаточно велика, т. к. короткозамкнутый элемент с малым сопротивлением раствора сильно поляризуется вследствие большой плотности протекающего в нем тока. Однако так как распределение плотности тока на такой поверхности будет неравномерным в соответствии с неоднородностью поверхности, то это может приводить к неравномерной коррозии металла [Н. Д. Томашов, Коррозия металлов с кислородной деполяризацией. Изд. АН СССР, М.-Л., 1947, стр. 15]. (Прим. ред.) [c.662]

Описанная выше форма химического воздействия электролитов на металлы носит название коррозии с выделением водорода так как газообразный водород действительно выделяется на более благородных участках системы. Этот тип коррозии имеет место в случае сочетания двух металлов, причем более благородный должен обладать более низким перенапряжением. Нет необходимости в том, чтобы оба металла присутствовали в форме массивных образцов. Например, прибавление к кислому раствору небольшого количества сернокислой меди значительно ускоряет растворение цинка. Медь, вытесненная цинком из раствора, осаждается на различных участках его поверхности, причем возникает большое количество местных короткозамкнутых элементов. На практике часто имеет место другой случай, заключаюш,ийся в том, что исходный металл включает в себя в качестве отдельной фазы частицы более благородного проводящего материала последний не обязательно должен быть металлом, а может быть сульфидом или окисью с низким перенапряжением водорода. [c.663]

Исследования проводят на установке (рис.3.3) для изучения контактной коррозии металлов (модель короткозамкнутого гальванического элемента) в интересующей среде, например, в модели морской воды (3%-нь[й раствор хлористого натрия). [c.41]

Окислы и гидраты окислов многих металлов термодинамически более устойчивы, чем системы, построенные из металла, кислорода и воды. Поэтому большинство металлов стремится к образованию устойчивых продуктов, т. е. их соединений с кислородом и водой. Скорость таких процессов обычно невелика она заметно увеличивается, если на металле имеются условия для поглощения и отдачи электронов, т. е. совокупность анодных и катодных процессов. Эти условия выражены тем больше, чем более неоднородна поверхность металла. Обычно - теорию электрохимической-коррозии связывают с представлениями о работе короткозамкнутых местных элементов на поверхности металла (см. 36, 38, 62). Чем больше металл загрязнен примесями других металлов и чем более при прохождении тока, т. е. при поляризации, потенциал этих примесей отличен от потенциала основного металла, тем больше действует короткозамкнутых элементов и с большей э. д. с. По мере растворения основного металла количество примесей на его поверхности и скорость коррозии увеличиваются (см. рис. 171). [c.330]

Коррозия металлов в электролитах уподоблялась растворению анода, гальванического короткозамкнутого элемента, состоящего из двух электродов. В действительности же при коррозии [c.46]

Однако разрушение металла по механизму работы короткозамкнутых элементов — не единственный путь электрохимической коррозии. Иногда энергетическая неоднородность металлов невелика и отсутствуют участки, катализирующие катодные реакции. Тогда как катодные, так и анодные процессы идут по всей поверхности металла. Коррозионный процесс в отсутствие участков, катализирующих катодные реакции, протекает медленнее, чем при наличии катодных катализаторов. Так, например, цинк высокой степени чистоты растворяется в растворе серной кислоты значительно медленнее, чем технический цинк, содержащий примеси, катализирующие реакцию выделения водорода. [c.230]

Все это справедливо и для электрохимического коррозионного процесса, протекание которого аналогично работе короткозамкнутого гальванического элемента возникающий из-за наличия начальной разности потенциалов катодной и анодной реакций Е обр = ( к)обр—( а)обр процесс электрохимической коррозии сопровождается перетеканием электрического тока от анодных участков к катодным в металле и от катодных участков к анодным в электролите, которое вызывает поляризацию на обоих участках. Эти явления дополнительно тормозят протекание коррозионного процесса. [c.193]

Согласно теории микропар, причиной электрохимической коррозии металлов является наличие на их поверхностях микроскопических короткозамкнутых гальванических элементов, возникающих вследствие неоднородности металла и его контакта с окружающей средой. В отличие от специально изготовляемых в технике гальванических элементов они возникают на поверхности металла самопроизвольно. На поверхности любого металла, находящегося в атмосфере, всегда есть условия для построения гальванического элемента. В тонком слое влаги, всегда существующем на поверхности металла, растворяются СОг, 50г и другие газы из воздуха. Это создает условия для соприкосновения металла с электролитом. [c.132]

Корродирующая поверхность металла является короткозамкнутым многоэлектродным гальваническим элементом. Материальный эффект электрохимического разрушения (растворения) сосредоточен на анодных участках корродирующего металла. Анодное растворение металла возможно при одновременном протекании катодного процесса - ассимиляции освободившихся электронов на катодных участках металла. Согласно классической теории электрохимической коррозии, участки анодной и катодной реакции пространственно разделены, и для протекания процесса коррозии необходим переток электронов в металле и ионов в электролите. Однако пространственное разделение анодной и катодной реакции оказывается энергетически более выгодным, так как анодные и катодные реакции могут локализоваться на тех участках, где их протекание более облегчено. Поэтому в большинстве практических случаев протекание электрохимической коррозии обычно характеризуется локализацией анодного и катодного процессов на различных участках корродирующей поверхности металла. [c.7]

Рассматривая систему как короткозамкнутый многоэлектродный элемент, можно на основании коррозионной поляризационной диаграммы произвести количественный расчет защитного эффекта, т. е. уменьшение структурной коррозии под влиянием катодной поляризации. [c.9]

Ток, протекающий в системе металл—электролит — металл, называется локальным, а сама система представляет собой своеобразный короткозамкнутый гальванический элемент. Теория, объясняющая механизм коррозии работой многочисленных макро- и микроэлементов, создана швейцарским ученым Де ла Ривом в 1830 году и впоследствии дополнена Акимовым и Эвансом. Теория локальных элементов убедительна, доступна и удобна тем, что позволяет использовать модели гальванических элементов при изучении качественных закономерностей коррозии. Полученные результаты в виде коррозионных диаграмм потенциал — ток, называемых диаграммами Эванса, или поляризационных коррозионных диаграмм Шульгина потенциал— плотность тока очень наглядны. [c.17]

Предложенное описание коррозионных процессов справедливо лишь в том случае, если поверхность металла равнодоступна как для анодной, так и для катодной реакций. Для металла с идеально однородной поверхностью (например, для жидкого металла) выполнение такого условия не подлежит сомнению. Для обычных твердых (даже очень чистых) металлов из-за неизбежной неоднородности их поверхности выполнение указанного условия неочевидно. Это явилось причиной появления на первых этапах развития учения об электрохимической коррозии металлов представлений, получивших название теории микроэлементов. Теория предполагала, что катодное восстановление окислителя (например, выделение водорода) может происходить только на некоторых участках поверхности корродирующего металла, а растворение металла возможно на других участках, так что существует пространственное разделение катодной и анодной реакций, позволяющее рассматривать коррозионный процесс как функционирование большого числа короткозамкнутых гальванических элементов . [c.86]

Однако разрушение металла по механизму работы короткозамкнутых элементов — не единственный путь электрохимической коррозии. Иногда энергетическая неоднородность металлов невелика и отсутствуют участки, катализируюш,ие катодные реакции. Тогда как катодные, так и анодные процессы идут по всей поверхности металла. Коррозионный процесс в отсутствие участков, катализирую-Щ.ИХ катодные реакции, протекает медленнее, чем при наличии катодных катализаторов. Так, например, цинк высокой степени чистоты растворяется в растворе серной кислоты значительно медленнее, чем технический цинк, содержаш,ий примеси, катализируюш,ие реакцию выделения водорода. Наиболее часто при коррозии наблюдаются ионизация кислорода и восстановление ионов Н+. Коррозия с участием кислорода называется коррозией с поглощением кислорода или коррозией с кислородной деполяризацией. В наиболее простом виде она может быть представлена уравнениями анодный процесс Ме — пе - Ms" катодный процесс + 4е 40Н [c.213]

В растворе N (N03)2 пластины сильно корродируют, что ослабляет их прочность, однако при этом никель основы, переходящий в раствор в ее порах, оседает там в виде гидроксида, что ускоряет пропитку. Было предложено производить пропитку в растворе Ni (N03)2 при катодной поляризации током плотности 50А/м . При этом раствор в порах подщелачивается за счет выделения водорода, в результате осаждение гидроксида ускоряется, тогда как коррозия основ резко сокращается. Готовые пластины тщательно промывают водой, чтобы не занести в аккумуляторы ион NO3-, вызывающий коррозию и саморазряд пластин. Для отрицательных пластин основы сначала 5—7 с протравливают в растворе HNO3 (110 кг/м ), затем подсушивают при обдувке воздухом и пропитывают в растворе, содержащем 750—830 кг/м d b. Дальнейшие операции кристаллизация, обработка в растворе щелочи, промывка и сушка — проводятся аналогично описанным для положительных пластин. Для отрицательных пластин также применяется пропитка при катодной поляризации, но вместо подвода тока извне создается короткозамкнутый элемент из основ пластин и металлических кадмиевых анодов. В раствор при этом добавляют 100 кг/м d(N03)2 и 20—30 кг/мз №(N03)2. Пропитка в контакте с кадмием продолжается от 2 до 18 ч в зависимости от толщины пластин, затем следуют обработка в растворе КОН, промывка и сушка. Пропитанные основы поступают на формирование. Оно проводится раздельно с вспомогательными никелевыми электродами для положительных пластин в растворе, содержа.щем 130 кг/м КОН, а для отрицательных — 240—270 кг/м при 15—30° С. Пластины пропитывают в растворе щелочи 2 ч, а затем включают ток плотностью 60—100 A/м . При заряде пластинам сообщают количество электричества, равное 200% их расчетной емкости, разряд проводят до потенциала 1,5 В по цинковому электроду для положительных и 0,8 В для отрицательных пластин. Если пластины не отдают количества электричества, на которое они рассчитаны, формировочные циклы повторяют. Формированные пластины промывают, сушат и отправляют на сборку аккумуляторов. Для сборки разработаны механизированные линии. Существует ряд вариантов дополнительного формирования аккумуляторов, собранных из уже формированных безламельных пластин. Все они направлены на то, чтобы обеспечить надежность изделий и отобрать для сборки в батареи аккумуляторы, наиболее близкие по емкости. Это необходимо для того, чтобы при разряде батареи из последовательно включенных аккумуляторов ни один из них не оказался слабее остальных и не переполюсовался. Формирование аккумуляторов малых типов проводят на автоматических стендах, выключающих ток при достижении аккумуляторами заданных напряжений. Разбраковка готовых аккумуляторов по емкости также производится на автоматах. Одна из важнейших операций при сборке герметичных никель-кадмиевых аккумуляторов — дозирование в них количества элект- [c.401]

В случае наложения извне катодной поляризации можно затруднить растворение металла и таким образом обеспечить более полное растворение только окислов. Растворение металла при травлении, также как и при коррозии (см. 75) и при цементации (см. 38), происходит на анодь ых участках поверхности с освобождением электронов этот процесс сопряжен с процессом потребления электронов на катодных участках в кислых растворах — на восстановление ионов водорода, в нейтральных и щелочных — на восстановление кислорода до ионов гидроксила. Перенапряжение анодных процессов обычно мало, катодных — значительно. Если на систему короткозамкнутых элементов, работающих при растворении металла, извне наложить катодную поляризацию, то потенциалы анодных участков станут немного, а потенциалы катодных участков значительно более отрицательными, разность потенциалов и скорость растворения, выражаемая силой тока, уменьшатся также. При достаточной внешней катодной поляризации можно совсем прекратить растворение металла (см. 36, 38, 62). [c.342]

До сих пор мы рассматривали схвхму процессов коррозии в электролитах как. аналогичную процессам, происходящим в короткозамкнутом гальваническом элементе, состоящем из двух электродов, т. е. в элементе, имеющем один анод и один катод. В действительности корродирующий металл представляет короткозамкнутый элемент, состоящий из очень большого числа электродов. Это усложняет разрешение, например, такого простого в случае двухэлектродного элемента вопроса, как определение анодных и катодных участков, т. е. распределения коррозии по поверхности металла. [c.50]

Первой в начале 19 века была сформулирована теория локальных гальвани ческих элементов, согласно которой при коррозии в короткозамкнутом элементе основной металл является растворяющимся анодом, а электроположительные иримеси -микрокатодами. Поэтому чистый металл с однородной эквипотенциальной поверхностью не должен корродировать. Скорость процесса тем выше, чем больше разность потенциалов между электродами, которая рассматривается как движущая сила процесса. Эту теорию подтверждали экспериментально обнаруженные катодные и анодные участки на неэквинотенциальной поверхности и установленный факт снижения ] но мере очистки [c.17]

Участки анодной и катодной реакций всегда разделены, для их протекания необходимо перемещение электронов в металле от анода к катоду и соответствующих ионов в электролите. Таким образом, каждая пара соседних анодного и катодного участков в среде электролита образует короткозамкнутый гальванический элемент. Таких постоянно действующих элементов на поверхности металла образуется огромное количество, причем анодные участт ки обычно разрушаются, В качестве примера, иллюстрирующего сказанное, может быть приведен механизм протекания анодных и катодных процессов при электрохимической коррозии железа [291] [c.280]

При электрохимической коррозии в отличив от химической имеет место перенос электрических зарядов. Согласно классической теории электрохимической корроаии коррозионный процесс возникает в результате работы множества короткозамкнутых гальванических элементов (рис.9) образуввдхся вследствие неоднородное- [c.25]

Коррозионные процессы для идеально чистых металлов с однородной поверхностью могут одновременно протекать на любом ее участке- Вследствие не однородности поверхности технических металлов различные ее участки неэквипотенциальны, что приводит к образованию электрохимических систем — короткозамкнутых локальных (местных) гальванических элементов. Процессы, вызывающие коррозию, происходят раздельно на анодных и катодных участках поверхности. На основании общих закономерностей можно установить характер влияния на скорость коррозии металла различных факторов, определяющих условия эксплуатации pH среды, температуры, наличия в электролите ингибиторов и стимуляторов коррозии, интенсивности подачи кислорода и ДР- [c.519]

При электрохимической коррозии, в отличие от химической, имеег место перенос электрических зарядов. Согласно классической теории электрохимической коррозии коррозионный процесс возникает в результате работы множества короткозамкнутых гальванических элементов ( рис. 11 образующихся вследствие неоднородности металла (с фуктурной, из-за влияния примесей) или окружающей среды (различие в составе, температуре на поверхности раздела фаз и т.д.). [c.28]

Короткозамкнутый гальванический элемент с разделенными электродными пространствами, содержит цинковый и ртутный электроды, погруженные в деаэрированный раствор НСк pH = 3,5. Какой ток протекаег в ячейке, если площадь рабочей поверхности каждого электрода равна 10 см Каково при этом значение скорости коррозии цинка в г/(м -сут). (Коррозионный потенциал цинка относительно 1н. каломельного электрода равен —1,03 В). [c.389]

Другой причиной коррозии является неоднородное строение поверхности практически используемых металлов, что связано с присутствием примесей, неодинаковыми свойствами кристаллических граней находящихся на поверхности микрокристалликов металла и т. п. При наличии жидкостной электропроводящей пленки, играющей роль раствора электролита, образуется множество короткозамкнутых электрохимических элементов, полюсами которых являются небольщие участки поверхности, обладающие неодинаковыми свойствами. Например вкрапления железа, серебра или свинца в цинк выполняют роль положительных полюсов таких микроэлементов, а участки самого цинка служат отрицательными полюсами и подвергаются окислению. С этим согласуются экспериментальные факты, указывающие на боль-щую коррозионную устойчивость чистых металлов по сравнению с металлами, имеющими примеси. [c.337]

Зарождение трещин растрескивания и усталости имеет преимущественно коррозионно-электрохимическую природу и связано с деформационной локализацией коррозии, при которой на поверхности металла появляются гальванопары, т. е. наступает второй (уже коррозионньп ) период зарождения трещины. Для таких гальванопар площадь локальных анодных участков несоизмеримо меньше остальной катодной поверхности металла, кроме того, гальванопары - короткозамкнуты по металлу [53, 55]. Согласно теории короткозамкнутых гальванических элементов [2], подобным гальванопарам характерно следующее [c.62]

Сложность и разнообразие структурных и химических изменений, происходящих в высокотемпературных средах, лучше всего иллюстрируются данными, представленными на рис. 7—10. Конечно же, эти изменения не ограничиваются несколькими поверхностными атомными слоями, поскольку зона влияния окисления или коррозии обычно распространяется на глубину порядка десятков микрон, что определяется глубиной диффузионного проникновения кислорода в материал и глубиной выхода элементов сплавов, подверженных селективному окислению. В общем случае, переходя от границы газ/окисел в глубь материала, можно выделить следующие типы структурных и химических изменений 1) внешняя оксидная пленка (окалина) 2) область, обогащенная компонентами среды в виде твердого раствора 3) подокалина, состоящая из оксидных частиц 4) зона, обедненная компонентами сплава, испытавшими селективное окисление (в частности, может иметь место обеднение упрочняющими выделениями). Кроме того, как уже упоминалось, преимущественное окисление может происходить вдоль химически активных короткозамкнутых диффузионных путей, таких как 5) границы зерен и 6) стенки трещин. Что касается трещин, то их стенки можно рассматривать как свободные [c.25]

Коррозия металлов в электролитах — это результат работы многочисленных микроскопических короткозамкнутых многоэлектродных гальванических элементов, имеюшихся на поверх-ности металла. [c.75]

Разрушение металлов в электролитах происходит в результате действия на поверхности металла большого числа микроскопических короткозамкнутых гальванических элементов, возникающих вследствие неоднородности металла или среды, окружающей металл. При электрохимической коррозии разрушение металлов сопровождается переносом электрических зарядов от одной части металла к другой, т. е. протеканием электрического тока. Реакция взаимодействия металла с окружающей средой разделяется на два процесса анодный — переход металла в раствор в виде гидратированных иопов с оставлением эквивалентного количества электронов в корродируемом металле — и катодный — ассимиляция избыточных электронов в металле молекулами или ионами раствора, восстанавливающимися на катоде. [c.221]