Электрохимическое поведение и защита от коррозии тугоплавких металлов в расплавах галогенидов щелочноземельных металлов и магния

• Автор: Тхай, Валерий
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 239 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
РАЗДЕЛ I. КИНЕТИКА И МЕХАНИЗМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ IV И V ПОДГРУПП ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕМЕНТОВ ТИТАНА, ЦИРКОНИЯ, ГАФНИЯ И НИОБИЯ С ХЛОРИДНЫМИ И ХЛОРИДНОФТОРИДНЫМИ РАСПЛАВАМИ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ И МАГНИЯ ГЛАВА 1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

СКОРОСТИ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ

1.1. Литературные данные

1.2. Выбор хматериала контейнера и ячейки

1.3. Экспериментальная часть

1.3.1. Подготовка исходных солей

1.3.2. Материалы

1.3.3. Устройство ячейки

1.4. Экспериментальное определение скорости коррозии титана в

расплавленных хлоридах ЩЗМ щелочноземельных металлов
1.5. Экспериментальное определение скорости коррозии циркония в.
расплавленных хлоридах ЩЗМ и магния
1.6. Экспериментальное определение скорости коррозии гафния в
расплавленном хлориде кальция
1.7. Экспериментальное определение скорости коррозии ниобия в
расплавленном хлориде бария
Выводы
ГЛАВА 2. ПОТЕНЦИАЛЫ КОРРОЗИИ ТУГОПЛАВКИХ
МЕТАЛЛОВ В РАСПЛАВЛЕННЫХ ХЛОРИДАХ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ И МАГНИЯ
2.1. . Литературные данные
2.2. Экспериментальная часть
2.3. Потенциалы коррозии титана в расплавленных хлоридах ЩЗМ
2.4. Потенциалы коррозии циркония в расплавленных хлоридах ЩЗМ
и магния
Выводы
ГЛАВА 3. МЕХАНИЗМ КОРРОЗИИ ТУГОПЛАВКИХ
МЕТАЛЛОВ В РАСПЛАВЛЕННЫХ ХЛОРИДАХ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ И МАГНИЯ
3.1. Токи коррозии титана в расплавленных хлоридах ЩЗМ
3.2. Токи коррозии циркония в расплавленных хлоридах ЩЗМ и магния
3.3. Определение токов коррозии циркония по кривым анодной поляризации
3.4. Сопоставление скоростей коррозии металлов, определенных независимыми методами
Выводы
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ КАТИОННОГО И АНИОННОГО
СОСТАВА СОЛЕВОЙ СРЕДЫ И ПРИРОДЫ МЕТАЛЛОВ НА ИХ КОРРОЗИЮ
4.1. Влияние катиона солирастворителя
4.2. Влияние анионного состава расплава на скорость коррозии металла
4.2.1. Литературные данные
4.2.2. Экспериментальная часть
4.2.3. Взаимодействие титана с расплавленной смесью хлорида кальция с его фторидом
4.2.4. Взаимодействие титана с расплавленными смесями хлоридов стронция и бария с их фторидами
4.3. Влияние природы металла на коррозионный процесс
Выводы
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ ПРОДУКТОВ ГИДРОЛИЗА СОЛЕЙ НА
КОРРОЗИОННЫЙ ПРОЦЕСС
5.1. Литературные данные
5.2. Экспериментальная часть
5.3. Растворимость хлористого водорода в хлоридах магния и стронция
5.4. Коррозия циркония в расплавленных хлоридах магния и стронция, насыщенных хлористым водородом
5.4.1. Литературные данные
5.4.2. Экспериментальная часть
5.4.3. Скорость коррозии циркония в расплавленных хлоридах магния и стронция, насыщенных хлористым водородом
5.4.4. Потенциалы коррозии циркония в расплавленных хлоридах магния, и стронция, насыщенных хлористым водородом
5.4.5. Диффузия хлористого водорода в расплавленных щелочных и щелочноземельных хлоридах
Выводы
РАЗДЕЛ П. ЗАЩИТА ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ ГЛАВА 1. ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ СИЛИЦИРОВАНИЕМ В РАСПЛАВАХ ХЛОРИДОВ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ
1.1. Литературные данные
1.2. Взаимодействие диоксида кремния с расплавленными хлоридами
1.2.1. Взаимодействие i с расплавом СаС
1.2.2. Взаимодействие i с расплавом i2
1.2.3. Взаимодействие i с расплавом ВаС
1.3. Термодинамические расчеты реакций образования силикатов
1.4. Кинетика силицирования металлов
1.5. Защитные свойства силицидных покрытий
Выводы
ГЛАВА 2. ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ МОДИФИЦИРОВАНИЕМ ПОВЕРХНОСТИ ВЫСОКОЭНТАЛЬПИЙНЫМИ ГЕТЕРОПЛАЗМЕННЫМИ ПУЧКАМИ
2.1. Литературные данные
2.2. Экспериментальная часть
2.3. Модифицирование поверхности металлов гетеронлазменными
пучками и защитные свойства покрытий
Выводы
ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Поэтому коррозионные исследования должны проводиться с учетом многих факторов, которые существенно влияют на скорость коррозии. В настоящее время имеется очень много работ по исследованию коррозии металлических материалов в расплавленных хлоридах 6. Работы, выполненные до , проанализированы в обзорной статье М. В. Смирнова, И. Н. Озеряной . Позднее появился библиографический обзор Джанза , . Вопросам коррозии в солевых расплавах посвящены соответствующие разделы в монографиях и отдельные работы обзорного характера . Количественные данные можно найти в справочниках , . В настоящее время имеются сведения по коррозии в расплавах серебра , , меди , алюминия , лантана , , церия, празеодима , неодима, самария , титана , циркония , гафния , тория , ниобия , тантала , молибдена , хрома , железа , никеля , сталей и различных сплавов 2. Зависимость скорости коррозии от размера катиона солевой среды изучена для циркония , тория , молибдена , хрома , железа , меди . Влияние продуктов, гидролиза на скорость взаимодействия было предметом исследования В. П. Кочергина . Коррозия металлических материалов в расплавленных солях под атмосферой хлористого водорода изучена в работах , , , хлора , . Влияние природы галогенидиона рассмотрено в , , добавок фториона , , , , , , , , , добавления карбоната лития 3 и щелочей 4 6. ОД до ,0 мол. ОН 2ЮХТВ х О2 х Н2 Т 1. При этом процесс совсем не прерывается, поскольку диоксид циркония нестехиометрического состава является электронным проводником. Химические реакции, лежащие в основе коррозии в агрессивных средах являются самопроизвольными процессами окисления и обусловлены химической нестойкостью металлов в них. Они протекают с уменьшением энергии Гиббса. Известно, что в момент контакта поверхности металлического изделия с электролитом, например, с расплавом солей, атомы металла будут переходить в жидкую среду. Часто окислительновосстановительный потенциал среды более электроположителен, чем потенциал корродирующего металла. Спустя некоторое время потенциал металла достигает потенциала коррозии, и устанавливается динамическое равновесие, при котором скорость диффузии продуктов коррозии в глубь расплава будет равна скорости подвода деполяризаторов к поверхности металлического электрода. Полное термодинамическое равновесие в системе было бы достигнуто, если бы прекратился подвод деполяризатора, а концентрация катионов корродирующего металла у сравнялась бы во всем объеме солевого расплава и не терялась бы в результате какихлибо побочных реакций из системы. Повышение температуры существенно ускоряет все химические реакции, в том числе процессы коррозии. Коррозия металлов в расплавленных солевых средах происходит под воздействием присутствующих в них окислителей. В качестве таковых могут выступать как составные части самой среды катионы и комплексные анионы, так и примеси. В противоположность им, комплексные, например, кислородсодержащие, анионы, очень часто выегупают сильными окислителями, т. С4, Б, Р5, И5, сродство к кислороду корродирующих металлов, как правило, весьма значительное. Это обстоятельство следует учитывать при выборе композиций солевых сред, а также при объяснении механизма процессов коррозии. Всякая расплавленная соль по отношению к любому металлу является шрессивной средой даже в отсутствии примесей, потому что она содержит катионы, способные восстанавливаться до ионов низших степеней восстановления, элементарного состояния или сплавов с корродирующим металлом. В явном виде этот процесс наблюдается в среде расплавленных галоген и дов щелочных металлов, у которых анионы не участвуют в процессе окисления. Катионы щелочных металлов при этом восстанавливаются до нулевого состояния и при высоких температурах растворяются в расплавах . Ме пМепт п0 1. Ме0 и разбавленные растворы щелочных металлов в солевой среде. Корродирующий металл переходит в солевую фазу в том валентном состоянии, которое отвечает равновесию его с расплавом. Для ряда металлов это ионы низших валентностей, как, например, Тг2 7 3, Тх1 4 3, НГ 3 6, 2 7 3 и т.