Пассивность и плотность тока

Напряжение на объекте, достаточное дл соддеряаиия устойчивого пассивного состояния при минимальной плотности тока, соста влявт [c.75]

Пассивным называется металл, являющийся активным в электрохимическом ряду напряжений, но тем не менее корродирующий с очень низкой скоростью. Пассивность — это свойство, лежащее в основе естественной коррозионной устойчивости многих конструкционных металлов, таких как алюминий, никель и нержавеющая сталь. Некоторые металлы и сплавы можно перевести в пассивное состояние, выдерживая их в пассивирующей среде (например, железо в хроматном или нитритном растворах) или с помощью анодной поляризации при достаточно высоких плотностях тока (например, железо в серной кислоте). [c.70]

В азотной кислоте катодным деполяризатором (пассиватором) является азотистая кислота НМОа [51. Она может образовываться в достаточном количестве в результате начальной быстрой реакции железа с НЫОз. С накоплением НЫОа возрастает анодная плотность тока, достигая, наконец /крит- Железо становится пассивным, и скорость коррозии его уменьшается до сравнительно низкого значения — около 2 г/(м -сут) [13]. [c.77]

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]

Например, пассиваторы восстанавливаются на катодных участках, при плотности тока, обеспечивающей на анодных участках плотность анодного тока необходимую для пассивации (10— 20 А/см в случае железа). Пассиватор, восстанавливаясь на больших катодных поверхностях, вызывает образование пассивной пленки на небольших анодных участках. [c.76]

Очень большая замедленность анодной реакции ионизации металла имеет место при возникновении анодной пассивности (см. с. 305). Анодная поляризация металлов в определенных условиях может облегчать переход металлов в пассивное состояние (образование на металле первичных фазовых или адсорбционных защитных пленок), что сопровождается резким торможением анодного процесса с соответствующим самопроизвольным падением плотности тока и значительным смещением потенциала электрода в положительную сторону (участок ВЕ на рис. 137) до значений, достаточных для протекания нового анодного процесса, обычно выделения кислорода [участок EF кривой (Ко обр E>EF на рис. 137]. Значение этого вида анодной поляризации рассчитать нельзя и его берут обычно из опытных данных. [c.197]

Пассивная пленка электропроводна и играет роль катода, в то время как анодный процесс протекает в порах пленки (рис. 2П, а) под воздействием очень большой плотности тока, приводящей к сдвигу потенциала в положительную сторону, что создает условия для перехода в раствор в небольшом количестве ионов металла высшей валентности (например, Ре +, Сг +, рис. 2П, б). [c.307]

Разрушение пассивности ионами С1 чаще происходит локально, на тех участках поверхности, где структура или толщина пассивной пленки изменены. Образуются мельчайшие анодные участки активного металла, окруженные большими катодными площадями пассивного металла. Разность потенциалов между подобными участками 0,5 В или более, и эти элементы называют активно-пассивными элементами. Высокие плотности тока на аноде обусловливают высокую скорость разрушения металла, что создает катодную защиту областей металла, непосредственно окружающих анод. Фиксирование анода на определенных участках приводит к образованию питтингов. Чем больше ток и катодная защита около питтинга, тем меньше вероятность образования другого питтинга по соседству. Поэтому плотность расположения глубоких питтингов обычно меньше, чем мелких. Исходя из вероятности образования активно-пассивного элемента очевидно, [c.84]

При выдержке стали в области устойчивой пассивности плотности тока снижаются до 1 10- А/м (см. табл. 3.1), что соответствует скорости растворения 0,002 мм/год. Перемешивание и повышение температуры до 40°С в 25%-ном растворе мало влияют на скорость растворения стали в пассивном состоянии в отличие от растворов углеаммиакатов, содержащих аммиачную селитру. В промышленной 25%-ной аммиачной воде с pH 10,8 анодная поляризационная кривая (рис. 3.2, кривая 6) сдвинута в сторону положительных потенциалов по сравнению с кривыми в растворах с pH 12—13, а 4р еще больше возрастает (рис. 3.2, табл. 3.1). Поляризационная кривая промышленных растворов с pH 10,8 хорошо совпадает с кривой, полученной в лабораторном растворе с таким же pH (рис. 3.2, кривая 7). В разбавленных чистых 2,5—5%-ных растворах аммиака при pH 11,7—11,9 (рис. 3.2 кривая /), контактирующих с воздухом, углеродистая сталь находится в устойчивом пассивном состоянии. После выключения катодной поляризации стационарный потенциал стали увеличивается до величины, большей —0,5 В, а на анодной поляризационной кривой фиксируется лишь область пассивного состояния и перепассивации. На катодной поляризационной кривой в интервале (—0,5) — (—0,8) В наблюдается участок предельной плотности тока восстановления кислорода (рис. 3.2, кривая /). [c.41]

Некоторые металлы, например хром, на воздухе пассивны и остаются блестящими годами, в отличие от железа или меди, которые быстро корродируют и тускнеют в короткое время. Показано, что пассивные свойства хрома присущи и железохромистым сплавам при содержании Сг — 12 % и более (такие сплавы известны как нержавеющие стали). Типичные зависимости скорости коррозии, коррозионного потенциала и критической плотности тока от содержания хрома показаны на рис. 5.9—5.11. Заметим, что на рис. 5.11 /крит пассивации Сг — Ее-сплавов при pH = 7 достигает минимального значения (около 2 мкА/см ) при содержании Сг 12 % . Это значение так мало, что коррозионные токи [c.88]

Ввиду того, что пассивность. железа и нержавеющих сталей нарушается галогенид-ионами, невозможна анодная защита этих металлов в соляной кислоте и кислых растворах хлоридов, где плотность тока в пассивной области очень велика. Кроме того, если электролит загрязнен ионами С1", существует опасность образования питтингов даже при достаточно низкой плотности пассивного тока. В последнем случае, однако, достаточно поддерживать потенциал ниже критического потенциала питтингообразования для данного смешанного электролита . Титан, который имеет высокий положительный критический потенциал питтингообразования в широком интервале концентраций С1 -иона и температур, пассивен в присутствии С1 -ионов (низкая /пасс) и может быть анодно защищен даже в растворах соляной кислоты. [c.229]

В присутствии ионов хлора области пассивности для алюминиевых покрытий при всех плотностях тока отсутствуют. [c.126]

В отличие от нержавеющей стали 18-8, титан имеет низкую критическую плотность тока пассивации и в хлоридах, и в сульфатах, поэтому пассивность в кипящей 10 % НС1 может быть достигнута легированием титана 0,1 % Рс1 или Р1 [15]. Чистый металл корродирует в той же кислоте с очень высокой скоростью (см. рис. 24.1). [c.78]

Эта область потенциалов отвечает активному состоянию металла, когда он вгдет себя как растворимый анод. При достижении некоторого значения потенц,1ала (более положительного, чем исходная величина) плотность тока резко падает, что указывает на внезапное замедление процесса растворения. В довольно широких пределах потенциалов плотность тока, а следовательно, и скорость растворения почти не изменяются, оставаясь очень малыми. Эта область потенциалов от зеча-ет пассивному состоянию. Участок по- [c.479]

Значения плотности коррозионного тока при растворении никеля в НС1, стали и чугуна в кислотах и природных водах различаются более чем на шесть порядков. Это относится и к плотностям тока обмена для реакции Fe " Fe " — на пассивных поверхностях, так как в основе расчета значений /о для некорро-ди рующего электрода и / ор корродирующего лежит один и тот же принцип. На рисунках нанесены также прямые линии, рассчитанные по нескольким принятым значениям , лежащим в пределах, [c.66]

Как видно из рис. ХП-16, характер и скорость процесса в электролитах без добавок и с добавками посторонних анионов резко отличны. В первом случае уже при незначительной плотности тока потенциал резко смещается в отрицательную сторону (кривая /) и на катоде выделяется лишь один водород (поверхность катода пассивна). Во втором случае (кривая 2) скорость процесса вначале сильно возрастает (участок ab), что указывает [c.416]

После выдержки образцов сталей при потенциалах в области устойчивой пассивности плотность тока через 2 ч для всех этих сталей (кроме 06ХН28МДТ) снижается до 1-10 А/м2 для 06ХН28МДТ плотность тока снижается значительно сильнее, т. е. образец из стали 06ХН28МДТ обладает большей степенью запассивированности по сравнению с другими испытанными образцами. [c.54]

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]

О склонности металла к пассивированию можно судить по пассивирующей концентрации окислителя или пассивирующей анодной плотности тока. Пассивное состояние может в большей илн меньшей степени сохраниться и после прекращения действия насснватора. Например, железо, запассивированное в коп-центрироваиной азотной кислоте, сохраняет свою устойчивость в течение некоторого времени и в д[)угих средах. [c.61]

Теория пассивности уже частично рассматривалась выше, и следует вновь обратиться к этому материалу (см. разд. 5.2). Контактирующий с металлической поверхностью пассиватор действует как деполяризатор, вызывая возникновение на имеющихся анодных участках поверхности высоких плотностей тока, превышающих значение критической плотности тока пассивации /крит-Пассиваторами могут служить только такие ионы, которые являются окислителями с термодинамической точки зрения (положительный окислительно-восстановительный потенциал) и одновременно легко восстанавливаются (катодный ток быстро возрастает с уменьшением потенциала — см. рис. 16.1). Поэтому трудновос-станавливаемые ионы или С101 не являются пассиваторами [c.261]

Пассиваторами являются 1) окислители, например ННОд, МаМОз, МаМОз, Ма2 У04, К2СГО4, О2 2) анодная поляризация (т. е. окисление соприкасающейся с электролитом поверхности металла постоянным электрическим током) от внешнего источника постоянного электрического тока или при работе металла в качестве анода в паре с другим металлом, являющимся катодом, которая в подходящих условиях при достижении определенного значения эффективного потенциала металла Уме И соответствующей ему анодной плотности тока г а может вызвать наступление пассивного состояния металла. [c.305]

В условиях влажных сред и достаточно высокой проницаемости пленки по влаге и кислороду коррозионный процесс может лимитироваться скоростью химического растворения окиси по реакции (2.10). Поляризационная диаграмма для этого случая п))едставлена на рис. 2.15, а. Как показывает диаграмма, железо находится в пассивном состоянии, прп этом плотность тока коррозиЕ строго равна току полной пассивации. При увеличении скорости доставки активирующих частиц (С1, НС1, SO 2 и других) ток полной пассивации возрастает и соответственно увеличивается коррозионный ток (ij,. . ., ). Рассмотренный случай чаще всего реализуется на металле под сплошным покрытием в условиях чистой влажной атмосферы, во влажных грунтах и аэрируемых электролитах. [c.42]

При Гре < п ( 1Г. II —потенциал полной пассивности) железо активно и переходит в раствор в виде ионов Ре2 + -тН20, при Уг-е>Уп, п железо пассивно и переходит в раствор в виде ионов Ре ь./лНзО со скоростью, на несколько порядков меньше, чем в активном состоянии (г = 7-10 А/см ). При достаточно высоких значениях потенциала Уре > (УоЛобр в области возрастающей плотности тока начинается электролитическое выделение кислорода по реакции [c.305]

Если для пассивации стали 1Х18Н9 в 50%-ной 1 2804 при 50° С требуется анодная плотность тока г а = 0,25 мА/см , то для поддержания стали в устойчивом пассивном состоянии требуемая плотность тока составляет а = 25 мкА/см, т. е. она очень мала. Таким образом, анодная поляризация, переводящая металл в пассивное состояние, может быть использована для защиты металлов (Ре, углеродистых и нержавеющих сталей, титана и его сплавов и др.) от коррозии (табл. 44). [c.321]

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]

В соответствии с описанным выше механизмом действия пассиваторов, следует ожидать, и это подтвердилось экспериментально, что переходные металлы должны лучше других ингибироваться пассиваторами. Для этих металлов характерна форма анрдной поляризационной кривой, представленной на рис. 16.1. Она сви-детельствует о том, что пассивное состояние их поддерживается при низкой плотности тока. Меньший ингибирующий э ект может быть достигнут на переходных металлах, таких как Mg, u, Zn, Pb, например, с помощью хроматов. Защита этих металлов, по-видимому, обусловлена в основном образованием относительно толстых создающих диффузионный барьер пленок, которые состоят из смеси нерастворимых хроматов и оксидов металлов. Существует также вероятность, что адсорбция ионов СГО4 на металлической поверхности, уменьшая плотность тока обмена для реакции М М + -f 2ё, вносит определенный вклад в понижение скорости реакции. Однако это еще не доказано. [c.266]

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]

Появление питтинга приводит к образованию активно-пассивного элемента с разностью потенциалов 0,5—0,6 В. Большая плотность тока в этом элементе отвечает высокой скорости коррозии в питтинге, являющемся анодом. В то же время участки сплава, непосредственно прилегающие к питтингу, находятся при потенциалах ниже критического значения. При протекании тока ионы С1" поступают в питтинг, образуя концентрированные растворы хлоридов железа (П), никеля и хрома (III). В результате их гидролиза раствор в питтинге подкисляется (рис, 18.4). В области накопления анодных продуктов коррозии нержавеющей стали 18-8 в 5 % растворе Na l при плотности тока 200 А/м (0,02 А/см ) измеренное значение pH = 1,5 [43]. [c.313]

Тантал (температура плавления 3000°С, плотность 16,6 г/см ) обладает самой устойчивой пассивностью среди известных металлов. Он сохраняет пассивность в кипящих кислотах (например, НС1, HNOg или H2SO4), влажном хлоре или растворах Fe lg при температурах выше комнатной. Такая коррозионная стойкость свидетельствует о том, что Фладе-потенциал металла отрицательнее потенциала водородного электрода в этом растворе и что присутствие ионов С1" не влияет на низкую плотность тока в пассивном состоянии. Благодаря высокой стойкости в кислотах тантал в особых случаях применяют в химической промышленности (например, при изготовлении перегонных аппаратов для [c.382]

А/м . Однако для поддержания пассивности обычно требуются небольшие плотности тока для нержавеющей стали 316 в 67 % растворе Н2504 / р т = А/м (0,1 мА/см ), а для мягкой стали 0,15 А/м (15 мА/см ). Коррозионные потери, соответствующие этим плотностям тока, составляют 0,02 и 2.5 г/(м -сут . [c.230]

Таким образом, электрохимические исследования показывают, что механизм разрушения металла под защитными неадгезирован-ными полимерными пленками аналогичен механизму коррозии железа во влажной атмосфере. Независимо от наличия активатора на поверхности металла растворение железа в обоих случаях протекает в области активно-пассивного состояния. Разница заключается лишь в том, что активатор увеличивает плотность тока пассивации, а защитная полимерная пленка в силу диффузионного ограничения доставки влаги уменьшает ток пассивации. В общем случае ток пассивации является функцией влажности атмосферы, концентрации активатора и влагопроницаемости защитной пленки. [c.39]

Стационарная плотность тока пассивного железа в 1 н. растворе H2SO4 составляет 7 мкА/см. Сколько атомных слоев железа ежеминутно удаляется с гладкой поверхности электрода [c.390]