Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии. Килимник А.Б - 11 стр.

UptoLike

Рубрика: 

верхности металла. Их удаление возможно при смене заряда поверхности металла.
Потенциалы нулевого заряда поверхности металла определяются различными методами (электрокапилярный, емкост-
ной, микротвердостный и т.д.) в растворах и расплавах электролитов.
Сопоставление результатов коррозионных исследований со значениями потенциалов нулевого заряда поверхности ме-
таллов возможно только для растворов или только для расплавов электролитов.
3.1. Потенциалы нулевого заряда поверхности металлов
Металл Аg Zn Сr Sn Fe Ni Сu
E
н.
з
, В 0,70 0,60 0,45 0,43 0,35 0,25 0,09
Значения потенциалов нулевого заряда поверхности различных металлов в растворах электролитов приведены в табл.
3.1.
Адсорбция веществ на металлах приводит к снижению скорости коррозии. Это явление было использовано при разра-
ботке ингибиторной защиты металлов от электрохимической коррозии. Надежное осуществление ингибиторной защиты
возможно при правильном учете реального значения стационарного потенциала корродирующего металла и области потен-
циалов адсорбции ингибитора коррозии.
Более подробно вопросы применения ингибиторной защиты будут рассмотрены в разделе "Электрохимическая защита".
3.2. ПОЛЯРИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ
При обратимом электродном потенциале скорости прямой и обратной электродной реакций равны между собой и ника-
ких видимых изменений массы металла не происходит. Другая картина наблюдается в случае электрического контакта двух
электродов, изготовленных из разных металлов (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Гальванический элемент:
1раствор сульфата меди; 2солевой мостик; 3раствор сульфата цинка
Цинковый электрод имеет более отрицательный электродный потенциал, чем медный, и на нем будет осуществляться
анодный процесс:
Zn – 2e = Zn
2+
.
Электроны, освободившиеся в анодной реакции, переместятся по внешней цепи через сопротивление R к медному элек-
троду, на котором начнется катодный процесс:
Сu
2+
+ 2е = Сu.
Поскольку электроны перемещаются быстрее, чем осуществляются электродные реакции, электродный потенциал цин-
кового электрода смещается в положительную, а медногов отрицательную стороны. Отклонение потенциала электродного
процесса при протекании электрического тока от обратимого значения называют поляризацией и рассчитывают по уравне-
ниям: Е
к
= Е
к
Е
0к
< 0 (катодный процесс) и Е
а
= Е
а
Е
0а
> 0 (анодный процесс). Абсолютное значение поляризации элек-
тродного процесса называют перенапряжением электрохимической реакции η.
Численное значение поляризации зависит от механизма электродного процесса, природы продуктов реакции и величи-
ны электрического тока, протекавшего через электрод. Наибольшие значения поляризации наблюдаются в случаях, когда в
катодном процессе имеются медленные стадии доставки окислителя иди медленная стадия разряда и медленная стадия ио-
низации металла в анодном процессе, сопровождающаяся образованием адсорбированного слоя кислорода или фазовой
пленки оксида на поверхности металла.
3.3. ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ
Исследование влияния скорости электродной реакции на величину поляризации показало, что с увеличением скорости
катодной или анодной реакции поляризация изменяется различным образом: при малых токах линейны зависимости Е
к
=
f (i
к
) и Е
а
= f (i
а
), а при больших токах Е
к
= f (lni
к
) и Е
а
= f (lni
а
). При изучении электродных процессов в широком интервале
плотностей тока зависимость Е = f (i) криволинейна, поэтому график этой зависимости называют поляризационной кривой.
Поляризационные кривые для катодных и анодных процессов имеют различный наклон. Тангенс угла наклона поляризацион-
ной кривой характеризует затрудненность электродного процесса и называется поляризуемостью. Поляризуемость анодного и
катодного процессов рассчитывается по формулам: