Влияние термообработки и насыщения водородом на коррозионную устойчивость аморфной металлической ленты Fe76 Nb3 Cu1 Si13.8 B6.2

• Автор: Пименова, Наталья Викторовна
• Шифр специальности: 05.17.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 147 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Литературный обзор. Коррозионная устойчивость аморфных сплавов в зависимости от их химического состава
и способа обработки
1.1. Структура металлических стекол
1.1.1. Особенности формирования аморфной структуры
1.1.2. Структурные модели аморфных сплавов
1.1.3. Основные свойства металлических стекол
1.2. Коррозионная устойчивость аморфных сплавов
1.2.1. Катодное насыщение водородом металлических стекол
на основе железа
1.2.2. Зависимость коррозионной стойкости
от состава аморфных сплавов
2. Объекты и методы исследования
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования структуры аморфных сплавов
2.3. Методика измерения микротвердости
и построение топологического ПОЛЯ
2.4. Методика расчета фрактальной размерности
2.5. Поляризационные измерения
2.6. Методика определения ионов железа в электролите
2.6.1. Фотоколориметрический метод
2.6.2. Гравиметрический метод
2.6.3. Атомно- абсорбционный метод
2.7. Метод электрохимической экстракции
2.8.Термоэкстракция водорода из аморфного сплава с последующим газохроматографическим анализом
2.9. Дериватографический анализ
3. Структура, морфология и химический состав поверхности
аморфного сплава
4. Химическое сопротивление аморфного сплава Ее76МЬ3Сиі5і138В62
4.1. Влияние природы основных компонентов на скорость коррозии металлической ленты
4.2. Влияние низкотемпературного нагрева на химическое
сопротивление исследуемого сплава
4.3. Влияние изменения структуры металлического стекла
в результате его наводороживания на коррозионную устойчивость 9в
5. Наводороживание как побочный процесс при коррозии
в сернокислом электролите
5.1. Воздействие термообработки на скорость реакции катодного
выделения водорода на поверхности исследуемого сплава
5.2. Влияние отжига на диффузию и растворимость водорода
в аморфном сплаве Ре76РЬ3Си18іі38В6і
Выводы '
Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ
К настоящему времени накопилось достаточно много экспериментальных результатов [1,2] по проблеме взаимодействия водорода с аморфными металлическими сплавами (АМС). Процесс введения водорода в АМС осуществляется, как правило, из электролита, внедрение водорода в образец вызывает изменение его структуры, в силу этого, систематизация полученных данных требует обобщенного подхода, включающего в себя химические и физические аспекты такого взаимодействия.
Известно [3], что микроструктура АМС пребывает в неравновесном состоянии, любое внешнее воздействие может привести к топологической и концентрационной перестройкам атомов. Данное обстоятельство проявляется чаще всего тогда, когда речь идет о локальных измерениях того или иного параметра, связанного с физикомеханическими свойствами структуры. В этом плане достаточно наглядны электрохимические процессы, протекающие на границе раздела металл-электролит, которые весьма чувствительны к изменению структуры поверхности образца (коррозионные характеристики и электрокаталитические свойства в реакции выделения водорода). Тем более, что аморфная лента представляет собой объект, образованный, по сути, двумя поверхностями, в силу этого любое изменение структуры неизбежно должно приводить к изменению свойств АМС.
Современные методы исследований позволяют изучать объект на различных структурных уровнях: оптическая и электронная микроскопии дают представление о структуре поверхности исследуемого объекта, рентгеновские методы исследования (в нашем случае глубина проникновения рентгеновского излучения соизмерима с толщиной ленты) дают представление об изменении структуры по всему объему ленты.
Особое внимание уделяют влиянию микроструктуры сплава на его физико- химические свойства, а именно, на химическое сопротивление в агрессивных средах. Важным требованием при эксплуатации является механическая устойчивость АМС, независимо от условий окружающей среды. Проводятся всесторонние исследования химического сопротивления аморфных сплавов различного химического состава. Научные исследования, проведенные школой Масумото Т., Хашимото К., школами Васильева В.Ю., Колотыркина Я.М., Томашова Н.Д., позволили установить особенности

Для аморфных сплавов характерна однородность на макроуровне. Для того, чтобы проверить влияние кристалличности на коррозионную стойкость, необходимо приготовить образцы совершенного монокристалла и аморфного сплава одинаковых составов. Такая попытка [64] была предпринята путем кристаллизации аморфных сплавов. Однако из-за того, что почти невозможно приготовить совершенные монокристаллы сплавов, сравнение кристаллических и аморфных сплавов приводит к исследованию влияния однородности сплава на коррозионные свойства. Для проведения эксперимента был выбран один из аморфных сплавов (Ре-10Сг-13Р-7С), обладающих чрезвычайно высокой коррозионной стойкостью. После непрерывного отжига при 623К в откаченной кварцевой ампуле в течение двух месяцев сплав кристаллизовался в ОЦК структуру с мелкими зернами диаметром 10 нм. Сравнения кристаллизовавшегося сплава с аморфным сплавом того же состава было проведено с помощью измерений потенциал- динамической поляризации. Чрезвычайно высокая коррозионная стойкость некоторых аморфных сплавов частично обусловлена образованием однородной пассивирующей пленки. Кроме того, вследствие полной однородности однофазные сплавы не содержат локализованных кристаллических дефектов, которые могут служит центрами коррозии.
Замечено, что добавление хрома в АМС Ре-13Р-7С значительно повышает коррозионную устойчивость, тогда как добавка хрома в АМС Ре-В-С и .Те-6? была малоэффективной относительно повышения коррозионной устойчивости в кислых средах. Закономерно возникает вопрос, обусловлена ли высокая реакционная способность АМС термодинамической метастабильностыо самих сплавов и определенных элементов, входящих в их состав? В работе [73] указано, что чем выше реакционная способность АМС, тем выше скорость образования защитной пленки, и тем ниже значение тока пассивации в квазистационарном состоянии.
Отметим, что в АМС на основе железа добавки в больших количествах металлоидов, так как фосфора, бора, кремния, углерода, необходимы для образования аморфной структуры при быстром охлаждении из расплава. Эти элементы оказывают