Особенности питтингообразования Cu - Zn сплавов в водных средах

• Автор: Калашникова, Марина Владимировна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

ОСОБЕННОСТИ ДЕПАССИВАЦИИ СПЛАВОВ В ВОДНЫХ СРЕДАХ

1.1. Теоретические представления о механизмах начальных стадий ДЕПАССИВАЦИИ СПЛАВОВ.

1.2. Коррозионная стойкость сплавов против пиггингообразования в

НЕЙТРАЛЬНЫХ СРЕДАХ.

1.3 ПИТТИНГОВАЯ КОРРОЗИЯ ЛАТУНЕЙ В ВОДНЫХ СРЕДАХ.

1.3.1. Влияние химического и фазового состава

на стойкость латуней против питтинговой коррозии.

1.3.2. Влияние состава раствора, и температуры

на локальную активацию Си 2п сплавов.
1.3.3. Ингибирование питтинговой коррозии латуней в водных среда.х.
ГЛАВА И. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Химический и фазовый состав латуней.
2.2. Электрохимические методы исследования.
2.3. Эллипсометрические исследования поверхности сплава
ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
ПИТТИНГООБРАЗОВАНИЕ Си Ъп СПЛАВОВ В ВОДНЫХ СРЕДАХ
3.1. Пассивация Си сплавов в боратных буферных растворах
3.2. Инициирование пиггингообразования на латунях
3.2.1. Влияние неорганических анионов на депассивацию латуней
в нейтральных средах.
3.2.2. Влияние на локальную активацию Си 2п сплавов
в хлоридных растворах
3.2.3.Модельные представления о механизме начальных стадий питтингообразования латуней в водных средах.
ГЛАВА IV. ИНГИБИРОВАНИЕ НАЧАЛЬНЫХ СТАДИЙ ДЕПАССИВАЦИИ Си Ъъ СПЛАВОВ В НЕЙТРАЛЬНЫХ ХЛОРИДНЫХ СРЕДАХ.
4.1. Влияние ингибиторов адсорбционного типа на электрохимическое поведение латуней.
4.2. Влияние бензотриазола на стойкость латуней
против пиггингообразования
ЛИТЕРАТУРА


Данная теория позволяет в некоторой степени объяснить влияние ЛЭ и их природы на стойкость сплавов против локальной активации. Так, сегрегация ЛЭ в барьерном слое приводит к снижению числа катионных вакансий и скорости их диффузии, с чем и связывают уменьшение склонности сплавов к локальной активации. Примерами могут служить легирование меди никелем, алюминием, нержавеющих сталей - молибденом и ряд других случаев [,]. Сегрегация ЛЭ облегчается с увеличением их заряда металлла. В частности, устойчивость никелевых сплавов возрастает в ряду: № - А1 < ЬН -ТЧ < ЬП - Мо []. Однако теория Макдональда Д. Д. не отражает химизма процесса ПО и не учитывает влияния природы аниона - активатора, кислотности среды, участие растворителя в процессе локальной депассивации. Наибольшее признание и развитие получила адсорбционная теория [1,2], согласно которой необходимым условием возникновения питтинга является адсорбционное взаимодействие агрессивных анионов с поверхностью пассивного слоя. Авторы работы [3] рассматривают ПО как процесс протонирования поврежденных частей пассивирующего слоя, в котором принимают участие анионы раствора. Активность анионов определяется их влиянием на перенос протонов Н+ в поверхностный слой, а тем самым, и а активность пассивирующих частиц ОН-, О-2. Процесс ПО, происходящий в условиях конкурирующей адсорбции активирующих и пассивирующих частиц, начинается лишь при определенной концентрации анионов, при которой последние достигнут адсорбционного слоя на поверхности металла. Данный процесс сопровождается резким увеличением тока при Епт. Эта теория дает возможность объяснить ряд экспериментальных фактов. Так, питтинги на сталях преимущественно зарождаются на сульфидных включениях, т. Присутствие молибдена в аустенитных нержавеющих сталях, напротив, способствует депротонированию ОН' в покровном слое, что уменьшает склонность сталей к ПК. В настоящее время уже общепризнано, что химизм процесса депассивации связан не просто с адсорбцией агрессивных анионов на металлической поверхности, а именно с реакцией комплексообразования с катионами ме-таллла, как это впервые было высказано Колотыркиным Я. М. [1]. Склонность металлов и сплавов к ПО определяется растворимостью и устойчивостью образующихся комплексов. Если поверхностные ассоциаты труднорастворимы, обладают высокой стабильностью, инертны, то пассивное состояние стабилизируется, напротив, их хорошая растворимость вызывает депассивацию. Важность процесса комплексообразования металла с анионами раствора в процессе локальной активации подчеркивается в работах Фреймана Л. И. [], Маршакова И. К. [,], Попова Ю. А. и Алексеева Ю. В. [7,9,], Калужиной С. А. и Кобаненко И. В. [,]. Концепция комплексообразования получила обоснование и дальнешее развитие в работах Кузнецова Ю. И. [,,-]. Начальные стадии депассивации рассматриваются как гетерогенная реакция нуклеофильного замещения лигандов в поверхностных адсорбционных комплексах, которое реализуется по диссоциативному или ассоциативному механизму. Me(OH)k]ajtcz,'k + LArf -> [МеСОЩцАп,. LOH- + (z2-z,)e (I I). Me(OI Оы. Ап,. Me*"3 + LAn~ + (k-L)OI Г + (z3-z2)e (1. Лимитирующая реакция (1. Процесс ПО является гетерогенным, поэтому, с одной стороны, на зарождение и развитие питтинга будет оказывать влияние состав коррозионной среды, а с другой стороны - природа металла или сплава. В рамках данной модели описаны закономерности депассивации целого ряда металлов в различных средах - меди [-], висмута [], никеля [], железа [,,], алюминия [,], олова []. Показано влияние природы анионов на стойкость металлов против ПО, установлена количественная связь между потенциалом ПО Еггг и критериями реакционной способности анионов - гидрофобностью, поляризуемостью. Выявлены различия в механизме депассивации разных металлов, не только качественно, но и количественно, с использованием таких характеристик, как работа выхода электрона, эффективная электроотрицательность, константы устойчивости образующихся по реакции (1. ПО. Концепция нуклеофильного замещения лигандов в поверхностных комплексах применима и к более сложным системам - бинарным сплавам.