Влияние природы растворителя на коррозию и анодное поведение циркония в условиях химической и термической активации

• Автор: Шеина, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 186 с.

СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Коррозионное и электрохимическое поведение циркония в вод ных растворах.

1.1.1 Коррозионное поведение циркония и его сплавов.

а Нейтральные среды.

б Кислые среды.

в Щелочные среды.

1.1.2. Электрохимическое поведение циркония и его сплавов в вод

ных растворах.

1 Анодное поведение циркония.

а Нейтральные среды.
б Кислые среды.
в Щелочные среды.
2 Катодное поведение циркония.
1.2. Коррозионное и электрохимическое поведение циркония в не
водных средах.
1.2.1 Взаимодействие спиртов с хлороводородом.
1.2.2. Коррозионное поведение циркония.
1.2.3. Электрохимическое поведение циркония.
1.2.4. Анодное растворение циркония в этанольноводных растворах
хлоридов.
1.3. Механизм протекания анодных процессов.
Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.
2.1. Очистка растворителей и приготовление растворов.
2.2. Методика коррозионных испытаний.
2.3. Методика электрохимических измерений.
2.4. Методика изучения состояния поверхности.
2.5. Рентгеноструктурный анализ.
2.6. Статистическая обработка экспериментальных результатов.
Глава 3. ЭТИЛЕНГЛИКОЛЕВЫЕ СРЕДЫ.
3.1. Коррозия циркония в этиленгликолевых растворах НС1.
3.2. Исследование компромиссных потенциалов.
3.3. Анодная ионизация циркония.
3.3.1. Этиленгликолевые растворы НС1.
3.3.2. Этиленгликолевые растворы НС1 с добавками фторида.
3.4. Исследование состояния поверхности циркония методом фото электрической поляризации.
3.5. Обсуждение результатов.
Глава 4. ЭТАНОЛЬНЫЕ СРЕДЫ.
4.1. Коррозия циркония в этанольных растворах .
4.2. Исследование коррозионных потенциалов.
4.3 Анодное поведение.
4.3.1. Этанольные растворы .
4.3.2. Этанольные растворы НС1 с добавками фторида.
4.4. Исследование состояния поверхности циркония методом фото 1 электрической поляризации.
4.5. Обсуждение результатов.
Глава 5. ВОДНЫЕ СРЕДЫ.
5.1. Коррозионные испытания.
5.1.1. Нейтральные растворы .
5.1.2. Хлористоводородные среды
5.2. Исследование компромиссных потенциалов.
5.3. Анодная поляризация.
5.4. Обсуждение результатов.
I лава 6. ВЛИЯНИЕ ПРИРОДЫ РАСТВОРИТЕЛЯ НА КОРРОЗИОННОЕ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ ЦИРКОНИЯ В ХЛОРИДНЫХ И ФТОРИДНОХЛОРИДНЫХ КИСЛЫХ РАСТВОРАХ.
выводы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В %-ной соляной кислоте при температурах 0 и 0°С скорость коррозии циркония - 5 и 0 мг/(дм2- сутки). В горячей соляной кислоте наблюдается межкристаллитная коррозия циркония, которая была обнаружена в пришовной зоне сварных образцов при испытаниях в —%-ном растворе соляной кислоты и температуре 5 С. Металлографическим анализом зафиксировано присутствие по границам зерен интерметаллических соединений и субмикрозерен [3-циркония []. Таблица 1. Предельные концентрации окислителей (г/л), допустимые в растворах соляной кислоты для циркония и титана. Na. В кислых хлоридных растворах цирконий восприимчив к локальной коррозии в таких окислительных средах, как НС1+НЫОз, ИеСЬ и СиС [4-6]. Для сравнения отметим, что титан в этих условиях не подвержен локальной коррозии, поскольку присутствие ионов-окислителей способствует образованию на нем защитной пленки ТЮ2 [2]. Превышение Сокисл. Наиболее приемлемыми при использовании циркония считаются кислоты Н3РО4 и Н. Он стоек в присутствии большого числа сильных окислителей при концентрации серной кислоты ниже %. В более концентрированной кислоте цирконий становится восприимчивым к действию окислителей. К тому же в концентрированной серной кислоте цирконий активно растворяется с образованием сульфата циркония [2]. В [] приводятся данные по коррозионной стойкости в растворах серной кислоты в зависимости от температуры (-0°С) и концентрации кислоты (до %) циркония чистоты ,2% и сплавов 2г-2%5п-0,2%Ре и 2г-2%ЫЬ-0,2%Рс, показывающие высокую стойкость циркониевых материалов. Отмечается, что в %-ной серной кислоте при температурах —0°С присутствие четырехвалентных ионов циркония в концентрации 0,—0, М снижает скорость коррозии Ъх [, ]. В ортофосфорнои кислоте цирконий стоек до концензрации % и температуры Г'С. При температуре 0°С и концентрации кислоты < % не превышает 0, г/ (м2 • ч) [, ]. Согласно [2], цирконий устойчив в ортофос-форной кислоте при концентрации до % и температурах, близких к (кип По коррозионной стойкости он значительно превосходит нержавеющие стали в %-ной Н3РО4 при 0°С []. К2г в расплавах метафосфорной кислоты и метафосфата натрия со временем падает, и при длительных выдержках (0 часов) средние скорости коррозии составляют соответственно 0,2 г/м2*ч и 0,6 г/м2*ч. В НРОз процесс протекает в основном за счет перехода металла в расплав, а в метафосфате натрия - как за счет перехода циркония в продукты коррозии, так и в расплав. Цирконий проявляет очень низкие скорости коррозии в чистой азотной кислоте концентрации до % и при температуре 0°С, % НЫОз и 0°С, % НЫОз и температуре кипения []. Сильные окислители, такие как РеС1з и СГ2О’ не влияют на устойчивость циркония к НЬЮз. Однако когда концентрация кислоты превышает %, возникает некоторая предрасположенность металла к коррозионному растрескиванию []. В смеси азотной и плавиковой кислот, при увеличении концентрации последней с 2,5 до 4%, К^ и его сплавов при температуре °С возрастает с 0,7 до 0,1 мм/мин. В этих же средах при температуре ,7°С увеличение числа оборотов мешалки с 0 до об/мин повышает интенсивность коррозии циркония с 0,5 до 0,2 мм/мин []. Добавка в воду борной кислоты в количестве 0, и 1, г/л практически не изменяет скорости коррозии сплавов циркония с I и 2,5% N0 (-часовые испытания в воде с температурой 5°С) по сравнению со скоростью коррозии этих сплавов в воде высокой чистоты (0,—0, г/ (м • ч)) []. В паровой фазе при температуре 0°С и давлении ат борная кислота в концентрации 3% является эффективным ингибитором. После - ти суточных испытаний в паровой фазе привес образцов составил 5 мг/дм~, а в присутствии в ней Н3ВО3 - мг/дм2. Наличие борной кислоты подавляет язвенную коррозию []. Щелочные среды. Цирконий устойчив к действию растворов и расплавов почти всех щелочей, если в среду не вводятся сильные окислители, например, гипохлориты. Присутствие хлорид-ионов существенно не изменяет его коррозионную стойкость в растворах гидроксида натрия []. В воде с температурой 0°С, содержащей гидроксид лития и гидроксид аммония (до pH ,5), увеличение концентрации ионов хлора и иода до 0, н.