Ингибирование коррозии черных и цветных металлов в нейтральных средах 1,2,3-бензотриазолом и его композициями с солями карбоновых кислот

• Автор: Агафонкина, Марина Олеговна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Ингибирование коррозии металлов в нейтральных растворах 1,2,3бензотриазолом

1.2. Ингибиторы коррозии металлов в водных растворах класса 7 солей карбоновых кислот
1.3. Взаимное влияние ингибиторов комплексообразующего и адсорбционного типа при их совместном применении ГЛАВА И. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объекты исследования

2.2. Электрохимические методы

2.3. Методы коррозионных испытаний

2.4. Эллипсометрия

2.4.1. Основы метода

2.4.2. Методика эксперимента
2.4.3. Выбор изотермы адсорбции
2.5. Рентгенофотоэлектронная спектроскопия
2.6 Профилометрия
ГЛАВА III. ПАССИВАЦИЯ МЕТАЛЛОВ 1,2,3ЬЕНЗОТРИАЗОЛОМ И СОЛЯМИ КАРБОКСИЛАТОВ В НЕЙТРАЛЬНЫХ ВОДНЫХ РАСТВОРАХ
3.1. Влияние БТА и 5хлорБТА на электрохимическое
поведение меди, цинка и низкоуглеродистой стали
3.2 Адсорбция БТА и 5хлорБТА на железе, низкоуглеродистой
стали и меди
3.3. Ингибирование растворения железа в нейгральном растворе адсорбцией фенилундеканоата натрия и димсгина ГЛАВА IV. ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ
КОМПОЗИЦИЯМИ СОЛЕЙ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ С
1,2,3БЕНЗОТРИАЗОЛОМ
4.1. Адсорбция композиций БТА с карбоксилатами на пассивной поверхности железа зонной плавки и стали
4.1.1. БТАФУН
4.1.2. БТА димегин
4.1.3. БТА ФФН
4.2. Ингибирование локальной депассивации и коррозии металлов композицией БТА с солями карбоксшгатов
4.3. Последовательная адсорбция карбоксилатов и БТА
4.4. Формирование защитных монослоев анионов флюфснаминовой кислоты, 5хлорБТА и их смеси на поверхности низкоуглеродистой стали в водных растворах ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ЛИТЕРАТУРА


В этом комплексе атом меди и имино-группа приобретают активность. С другой стороны, раствор содержит растворенный кислород, который может адсорбироваться на поверхности чистой меди с образованием оксидов меди. В мягких условиях металлическая медь может являться донором электронов, в результате чего происходит депротонирование БТА, приводящее к формированию [Си(1)-БТА]. В этом, комплексе два атома азота энергетически неразличимы и в одинаковой мере способны к образованию связей. Каждый Си' взаимодействует с двумя атомами азота, при этом окисление анионов БТА в присутствии Си1 не происходит, а идет лишь образование координационных полимеров []. Третий атом азота в комплексе участвует в формировании полимерного защитного слоя. В работе [] изучались начальные стадии реакции взаимодействия БТА с поверхностью меди, находящейся* в переменной степени окисления. В результате авторы пришли к выводу, что диссоциация БТА на БТА“ и Н+при адсорбции маловероятна, и при низкой Сбта*^ 5 *3 М начальная стадия формирования пленки сводится к реакции БТА с поверхностью Си и СиО в растворе. Депротонирование молекулы БТА при адсорбции на металле наблюдали Као с соавт. Они нашли, что структура защитного слоя зависит от приложенного к электроду потенциала. Первоначально сформированный комплекс [Си(Т)-БТА]„ может при более отрицательном потенциале (Е « -1. В) иметь состав [Си(1)-БТА]4. В работе [] замечено, что морфологические характеристики поверхности в присутствии БТА сглажены. Это объясняется формированием многослойных пленок сложного состава типа Си/Си/[Си(1)-БТА]. Согласно [7, ] защитные свойства пленки зависят от концентрации БТА и времени выдержки в растворе ингибитора. Толщина пленок, сформированных в растворах, содержащих БТА намного меньше, чем сформированных в растворах хлорида. Защитный слой, сформированный на чистом медном электроде, состоит из [Си(1)-БТА] и Си, при этом формирование комплекса [Си(1)-БТА] происходит одновременно с формированием СшО [, ]. Эго процесс продолжается в пределах большей части слоя. Одновременно происходит растворение меди и рост пленки [Си(1)-БТА]. Предполагается, что частичного покрытия поверхности меди БТА уже достаточно для того, чтобы вызвать существенные изменения при защите меди от коррозии в деионизированной воде, поскольку коррозия происходит па самых высоких энергетических участках поверхности, которые в первую очередь адсорбируют ингибитор. Проведен анализ кинетики взаимодействия БТА с поверхностью меди и в соленой воде (3. С1) [, ]. Начальный период характеризуется линейным ростом полимерного слоя [Си(1)-БТЛ] во времени. Формируются защитные пленки, толщина (с1 = нм) которых не зависит от Сбтл в растворе. При Сбтл > 5 ммоль/л ингибитор адсорбируется на слое комплекса за счет Ваи-дер-Ваальсовых сил. Электрохимические аспекты формирования пленки Си-БТА, сё рост, механизм пассивации меди и пробой пассивной пленки в присутствии БТА и хлорид-ионов рассматривали также в работе []. Увеличение pH и уменьшение Ссг способствуют необратимости реакции формирования пленки. В свою очередь, в кислых растворах с высокой Ссг н низкой Сг,тл возможно растворение защитной пленки. Предлагается следующая модель пассивации меди и пробоя ее защитной пленки. Появляющиеся в коррозионном процессе катионы Си+, взаимодействуют с молекулами БТА, формируя пассивную пленку [Си(1)-БТА]. Одновременно с этим, формируется подслой С1ьО в результате взаимодействия Си+ с диполями воды. При повышении анодного потенциала увеличивается поток Си+, не способных диффундировать в пленку. В результате увеличивается концентрация СиС‘ и происходит осаждение СиС1 между внутренним Си и внешним Си-БТА слоями. Это и является причиной резкого уменьшения сопротивления слоя Си при введении в раствор хлоридов. Прикладываемый к пассивному электроду потенциал, увеличивает диффузию СГ из раствора, что, в свою очередь, ускоряет рост СиС1 под слоем Си-БТА. В результате механической напряженности, связанной с формированием СиС1 происходит разрыв защитной пленки Си-БТА.