Ингибирование локальной активации меди в щелочных средах при повышенных температурах

• Автор: Скрыпникова, Екатерина Андреевна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 168 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ПРИНЯТЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Пассивность металлов

1.1.1 .Явление пассивности современное состояние и тенденции

развития.

1.1.2. Пассивное состояния меди в нейтральных и щелочных средах.

1.2.Нарушение пассивности в условиях локальной активации металлов

1.2.1. Явление локальной активации теории, количественная характеристика.

1.2.2. Специфика локальной коррозии меди в нейтральных и щелочных средах

1.3. Влияние температуры на кинетику электрохимических реакций
1.4. Современные аспекты ингибирования металлов
1.5. Ингибирование коррозии меди.
1.5.1. Бензотриазол как ингибитор коррозии меди
1.5.2. Тиомочевина как ингибитор коррозии меди.
1.5.3. Антагонизм действия двух активаторов
ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования.
2.2.1. Электрохимические методы исследования ИВА и ЦВА.
2.3. Методы определения стойкости металла к Л А
2.3.1. Вольтамперометрия.
2.3.2. Хроноамперометрический метод
2.3.3. Определение индукционного периода ЛА
2.4. Исследование методом ИВА комплексообразования в системах Сив1у
и Си аА1а
2.5. Физикохимические методы исследования.
2.5.1. Микроскопическое исследование состояния поверхности электрода
2.5.2. Рентгенофазовый анализ.
2.5.3. Метод ИК спектроскопии.
2.5.4. Емкостные измерения
2.6. Количественная оценка эффективности ингибитора
2.7. Обработка экспериментальных данных
ГЛАВА 3. АНОДНОЕ ПОВЕДЕНИЕ МЕДИ В ЩЕЛОЧНОМ ЭЛЕКТРОЛИТЕ В ПРИСУТСТВИИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ АКТИВАТОРОВ
3.1. Анодное поведение меди в 1хЮ2М КаОН1х2 М ШС1 и 1хЮ2 М 111 1 О2 М ЫазЗО. растворах при С.
3.2. Влияние температуры на анодное поведение меди в щелочно
хлоридном и щелочносульфатном растворах.
ГЛАВА 4. ДЕЙСТВИЕ БЕНЗОТРИАЗОЛА И ТИОМОЧЕВИНЫ НА ПРОЦЕСС ЛОКАЛЬНОЙ АКТИВАЦИИ МЕДИ В ЩЕЛОЧНЫХ СРЕДАХ С ДОБАВКАМИ СГ, БОДИОНОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ.
4.1. Влияние БТАН на процесс локальной активации меди в щелочном электролите с добавками СГ, БОД ионов при С.
4.2. Влияние БТАН на процесс локальной активации меди при повышенных температурах
4.3. Влияние ТМ на процесс локальной активации меди в щелочном электролите с добавками СГ ионов при С.
4.3.1 .Качественный анализ вещества
4.4 Влияние ТМ на процесс локальной активации меди в щелочиохлоридном растворе при повышенных температурах
ГЛАВА 5 АНОДНОЕ ПОВЕДЕНИЕ МЕДИ В ЩЕЛОЧНОМ
ЭЛЕКТРОЛИТЕ В ПРИСУТСТВИИ ОРГАНИЧЕСКОГО АКТИВАТОРА
5.1 Анодное поведение меди в щелочном растворе в присутствии глицина
и ааланина.
5.2. Влияние СГ ионов на процесс локальной депассивации меди в
щелочном электролите в присутствии глицина и ааланина
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Согласно современным представлениям пассивация обусловлена взаимодействием поверхностных атомов металла с кислородом воды или образованием малорастворимых солевых пленок. При этом кислород выполняет двойственную функцию в коррозионном процессе: он может действовать как деполяризатор (при низких концентрациях) и как пассиватор (при высоких) Г3,4]. Среди множества предлагаемых теоретических концепций пассивности можно выделить две наиболее распространенных. Это группы теорий, объясняющие торможение анодного растворения металла на основе пленочного и адсорбционного механизмов [1, 5-]. В рамках первого направления особого внимания заслуживают труды Изгарышева H. A., Акимова Г. В., Сухотина А. М., Эванса Ю. Феттера К. Me + тН= МеОт + 2т1-Г + 2 те' (1. Me + (т+п)Н= МеОт*пН + 2тЬГ + 2те- (1. Таким образом, в пассивном состоянии физико-химические свойства металла по отношению к коррозионной среде в значительной степени определяются свойствами этой защитной пленки. Си, СиО, Си(ОН)2) [-]. В общем случае на поверхности металлов могут существовать различные пленки: толстые видимые (толщина более 0нм), пленки средней толщины, обнаруживаемые на металле в виде “ цветов побежалости” (толщина от до 0 нм), топкие невидимые пленки, фиксируемые лишь косвенными методами (толщина ниже нм). Цвет пленки зависит от ее толщины . Интерференционная теория тонких пленок показывает, что одному цвету может соответствовать несколько толщин разных порядков [9,]. В то же время результаты многих экспериментальных исследований плохо согласуются с приведенной выше теорией. Так, она не объясняет случаи, когда для перехода металла в пассивное состояние необходимо столь незначительное количество кислорода, что последнее не может монослойно покрыть всю поверхность. В подобной ситуации более правомерной оказывается адсорбционная концепция, сформулированная в трудах Фрумкина А'. Н., Эршлера Б. В., Кабанова Б. Н., Иофа З. Л., Колотыркина Я. М., Улига Г. Г. [,-,,], в которой предлагается более тонкий электрохимический механизм пассивации. При этом энергия активации процесса растворения возрастает, а его скорость экспоненциально уменьшается. Ме(Н)т'Ч 2е- (1. Ме + тН. В дальнейшем в зависимости от прочности связи молекул воды с поверхностными атомами металла и связи последних с кристаллической решеткой, может произойти либо отрыв комплекса с переходом его в раствор (стадия (б)), либо сохранение адсорбированного кислорода воды на поверхности металла (стадия (в)), вызывающее торможение анодного растворения. При этом ионы Н+ могут оказаться в растворе [8]. Если б-уровень заполнен, то адсорбция либо вообще не происходит, либо энергия связи металл - кислород оказывается незначительной. У подобных металлов (например, меди) легче образуется фазовый оксид, и любые промежуточные хемосорбционные пленки являются короткоживущими []. Одной из характерных и наиболее важных особенностей коррозионноэлектрохимического поведения металлов в пассивном состоянии в водных растворах электролитов представляется наблюдаемая на практике независимость стационарной скорости их растворении от величины электродного потенциала в широком интервале значений последнего. В [] дано обоснование этого эффекта, и показано, что он обусловлен установлением равенства скоростей анодного растворения пленки (в результате перехода катионов из пассивирующего оксида в электролит) и роста последней (за счет миграционного подвода анионов кислорода к границе пленка/металл). В работах Попова Ю. А. [,] развита концепция неравновесной межфазной границы металла с раствором электролита, согласно которой пассивирующий слой термодинамически неравновесен и функционирует в динамическом режиме образования и растворения. Формирование такого слоя связано с гетерогенным зарождением двумерных зародышей оксида, начинающимся в тафелевой области поляризационной кривой. Зачастую пассивное состояние металла обусловлено присутствием на его поверхности не только соответствующих оксидов и гидроксидов, но и плохорастворимых солей (так называемая, солевая пассивность).