Теория пассивного состояния железа

В частности, Эванс, который является сторонником фазовой теории пассивности, считает (если предположить, что переход железа в раствор возможен только на участках с дефектной структурой), что для пассивации достаточно менее одного монослоя кислорода. Однако природа пассивирующего слоя не изменится. Для полной пассивации, по Эвансу, необходимо, чтобы на поверхности металла возникла трехмерная пленка [25]. Аналогичную точку зрения высказал недавно Хор [26]. По его мнению, одного монослоя кислорода может и достаточно для временного уменьшения реакционной способности металла, но для того чтобы металл остался в пассивном состоянии при изменении внешних условий (например, при переносе железа из концентрированного раствора азотной кислоты в разбавленный, которое наблюдали Фарадей и Шенбейн), необходима более толстая окисная пленка. [c.24]

Существует большое число различных теорий для объяснения пассивного состояния металлов. Наиболее обоснованны и общепризнанны в настоящее время теории, объясняющие пассивное состояние на основе пленочного или адсорбционного механизма торможения анодного процесса растворения металла. Суждение М. Фарадея о механизме пассивности было сформулировано более 100 лет назад так [6] ...поверхность пассивного железа окислена или находится в таком отношении к кислороду электролита, которое эквивалентно окислению . Это определение не противоречит ни пленочному, ни адсорбционному механизму пассивности. Пленочный механизм пассивности металлов у нас последовательно развивался в работах В. А. Кистяковского [7], Н. А. Изгары-шева [8], Г. В. Акимова [9] и его школы [1, 5, 10—12], П. Д. Данкова [13], А. М. Сухотина [14] и др. за рубежом — в работах Ю. Эванса [15]. В последние годы пленочный механизм пассивности особенно был развит школой К. Бонхоффера (У. Франк, К. Феттер) [16—24] и другими исследователями [25—31]. Состояние повышенной коррозионной устойчивости объясняется ими возникновением на металле защитной пленки продуктов взаимодействия внешней среды с металлом. Обычно такая пленка очень топка и невидима. Чаще всего она представляет собой какое-то кислородное соединение металла. Таким образом, при установлении пассивного состояния физико-химические свойства металла по отношению к коррозионной среде заменяются в значительной степени свойствами этой защитной пленки. [c.15]

Борьба с коррозией является народнохозяйственной задачей, поэтому исследования теории коррозии и проведение мероприятий по защите металлов от разрушения имеют первостепенное значение. Защита металлов от коррозии производится путем нанесения металлических покрытий из более стойких в данной среде металлов, нанесения лаков, красок, пластмасс и т. д. Среди различных методов защиты все большее значение приобретает пассивирование металлов. Некоторые металлы (Ре, N1, Сг, А1, и др.) в определенных условиях (состава и концентрации среды, /°, р) переходят в состояние высокой химической устойчивости, тогда как в исходных условиях ведут себя, как химически неустойчивые. Так, если железо погрузить в раствор разбавленной НМОз, то наблюдается интенсивное растворение металла. Однако при достижении некоторого предельного значения концентрации кислоты растворение металла прекращается и наблюдается переход его в пассивное состояние. При этом потенциал железа становится более положительным. Железо после пребы- [c.270]

Таким образом, зта теория рассматривает железо как сплав активного (Ре " ) и пассивного (Ре ) железа. Растворение железа в пассивном состоянии в виде ионов Ре рассматривается как подтверждение правильности этой теории. [c.309]

Борьба с коррозией является народнохозяйственной задачей, поэтому исследования теории коррозии и проведение мероприятий по защите металлов от разрушения имеют первостепенное значение. Защита металлов от коррозии производится путем нанесения металлических покрытий из более стойких в данной среде металлов, нанесения лаков, красок, пластмасс и т. д. Среди различных методов защиты все большее значение приобретает пассивирование металлов. Некоторые металлы (Ре, N1, Сг, А1 и др.) в определенных условиях (состава и концентрации среды, Г, р) переходят в состояние высокой химической устойчивости, тогда как в исходных условиях ведут себя, как химически неустойчивые. Так, если железо погрузить в раствор разбавленной НМОз, то наблюдается интенсивное растворение металла. Однако при достижении некоторого предельного значения концентрации кислоты растворение металла прекращается и наблюдается переход его в пассивное состояние. При этом потенциал железа становится более положительным. Железо после пребывания в концентрированной азотной кислоте очень медленно растворяется при погружении его в разбавленную кислоту. Необходимые условия пассивирования зависят от состава и структуры металла. Небольшие добавки к железу никеля, хрома, ванадия способствуют его переходу в пассивное состояние на воздухе. Это свойство лежит в основе получения нержавеющих сталей. Пассив- ное состояние вызывают окислители и окислительные процессы. [c.270]

Наконец, согласно электрохимической теории коррозии металлов, пассивное состояние стали в бетоне объясняется сильным анодным ограничением, когда в результате образования на поверхности арматуры устойчивых в щелочной среде фазовых или адсорбционных пленок резко тормозится анодный процесс перехода железа в ионное состояние. [c.11]

Основы теории пас-сивности. Пассивность — -это состояние повышенной коррозионной устойчивости металла (в Рис. 2. Упрощенная диаграмма условиях, когда с термо- ф —pH для железа [c.17]

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]

Вопрос о том, какое количество кислорода должно быть на поверхности металла для того, чтобы он перещел в пассивное состояние, до сих пор остается дискуссионным. Проблема пассивного состояния рассматривалась нами до сих пор, исходя из пленочной теории пассивности, связывающей переход металлов из активного состояния в пассивное с возникновением на поверхности металла окисных пленок, образующих отдельную фазу (толщина пленки на пассивных металлах достигает часто 50—100 А). Между тем имеется ряд наблюдений, указывающих на то, что можно сильно снизить скорость растворения металлов при адсорбции на поверхности металла такого количества кислорода или другого агента, которого явно недостаточно даже для образования одного атомного слоя. Впервые это было продемонстрировано Эршлером [22] при исследовании анодного растворения платины он показал, что скорость процесса убывает с увеличением количества кислорода на поверхности платины по экспоненциальному закону при заполнении 6% поверхности кислородом скорость растворения уменьшилась в 4 раза. В дальнейшем Кабанов и Лейкис [23] показали, что железо при анодной поляризации может быть переведено в пассивное состояние в 0,5 М МаОН, если через него пропустить 1-+1,5 мКл/см электричества. Этого количества электричества явно недостаточно для того, чтобы возник одноатомный слой кислорода или одно молекулярный слой -РегОз, который, как было выше указано, ответствен за пассивное состояние. [c.23]

При катодной поляризации хрома, нержавеющих сталей и пассивного железа пассивность нарушается вследствие восстановления пленки пассивирующего оксида или пленки адсорбционного кислорода (в зависимости от принятой точки зрения на природу пассивности). К тому же, согласно адсорбционной теории, атомы водорода, образующиеся при разряде ионов Н+ на переходных металлах, стремятся раствориться в металле. Растворившийся в металле водород частично диссоциирован на протоны и электроны, а электроны способны заполнять вакансии -уровня атомов металла. Следовательно, переходный металл, содержащий достаточное количество водорода, более не в состоянии хемосорбиро-вать кислород или пассивироваться, так как у него заполнены -уровни. [c.98]

Указанная теория объясняет пассивное состояние металлов возникновением тончайшей (порядка нескольких десятков или сотен ангстрем), часто невидимой защитной пленки продуктов взаимодействия металлов с окислителями. Чаще всего эта пленка представляет собой окислы (например, Рез04 или РевОц на железе в НЫОз, смешанный окисел СггОз и СгОг на хроме в кислых средах). По теории Н. Д. Томашова, такая пленка образуется в качестве первичного нерастворимого продукта анодного процесса на анодных участках поверхности корродирующего металла, например, по реакции [c.184]

Таким образом, как бы допускается, что1 обычное железо сть сплав железа активного (Ре++) и железа пассивного (Р ). В дальнейшем развитии данной теории эти представления уже связываются с электронными уровнями в металле, что приводит теорию электронных конфигураций в некоторое соответствие с современными взглядами на теорию металлического состояния. По теории электронных конфигураций, большая легкость возникновения пассивного состояния связывается с неукомплектованностью внутренних оболочек (как, например, это имеет место для легко пассивирующихся металлов переходных групп периодической системы элементов Менделеева — Сг М1 Со Ре Мо ХУ), имеющих незаполненные с/-уровни в металлическом состоянии. [c.187]

Появление усто йчивой пассивности силаво в при легировании их хромом (нержавеющие стали) объясняется согласно этой теории так. Каждый атом хрома имеет на уровне 3 й количество свободных мест, позволяющее ему поглотить 5 электронов и перевести в пассивное состояние 5 атомов железа. Следо ватель-но, наступление состояния самопроизвольного пассивирования сплава произойдет, еспи /е часть атомов в сплаве будет принадлежать хрому, т. е. при 16,7 /о атомн. или при 15,7<>/о весов, хрома в сплаве. [c.187]

То, что железо в пассивном состоянии или неожавеющие стали растворяются в виде трехвалентных ионов, считается одним из важных доказательств правильности этой теории, — так же как и старой теории значности. [c.187]

Как видно, зависимость скорости анодного растворения от потенциала описывается обычной тафелевской прямой. Действительно, если отложить экспериментальные результаты, полученные при анодном растворении металлов, например железа, в полулогарифмических координатах, то получим требуемую теорией прямую с тем или иным наклоном. Однако вблизи потенциала пассивации фп анодное растворение перестает подчиняться тафелевской зависимости скорость реакции начинает резко падать, достигая ничтожно малых значений при потенциале полной пассивации (фп.п). При этом потенциале металл становится полностью пассивным, т. е. переходит в состояние, которое, по Томащову [2, с. 13], определяется как состояние повыщен-ной коррозионной устойчивости металла, вызванное торможением анодного процесса. [c.10]