Коррозионно-электрохимическое поведение стальных электродов в условиях синтеза бисульфата графита

• Автор: Афонина, Анна Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Электродные материалы для анодного синтеза терморасширяющихся соединений графита в кислых электролитах
1.1. Особенности электрохимического синтеза соединений внедрения графита
1.2. Коррозионное поведение металлов в сернокислых растворах
1.3. Анодное поведение металлов и сплавов в растворах серной кислоты
2. Методика проведения экспериментальных исследований
2.1. Экспериментальные методы и методики, использованные в работе
2.2. Объекты исследования, растворы, электролиты и материалы
2.3. Оценка коррозионного воздействия Нг804 на сталях
2.4. Электрохимические методы исследования коррозионного разрушения при анодной поляризации
2.5. Оценка коррозионных разрушений стальных электродов в условиях синтеза бисульфата графита
2.6. Определение свойств анодно синтезированных соединений внедрения графита
2.7. Синтез укрупненных партий бисульфата графита и переокисленных интеркалированных соединений с использованием стальных электродов
3. Анодно-коррозионное поведение сталей в концентрированных растворах серной кислоты
3.1. Коррозионная стойкость стальных электродов в концентрированной серной кислоте
3.2. Хроновольтамперометрические измерения на стальных электродах в сернокислых электролитах
3.3. Коррозия сталей при потенциостатической анодной поляризации в серной кислоте
4. Исследование стальных токоотводов графитового суспензионного электрода в малогабаритных ячейках
4.1. Потенциодинамические исследования стальных электродов на границе с суспензией графит - серная кислота
4.2. Анодный синтез образцов бисульфата графита с использованием стальных тококоллекторов
5. Применение стальных электродов в электрохимической технологии производства терморасширяющихся соединений графита с серной кислотой
5.1. Апробация стальных токоотводов в электролизере с укрупненной загрузкой графита для анодного синтеза бисульфата графита
5.2. Рекомендации по применению стальных электродов в реакторах электрохимического синтеза бисульфата графита непрерывного действия
Основные выводы
Список литературы Приложение 1 Приложение
Введение

Традиционно с 19 века и по настоящее время углеродные материалы (УМ) являются объектом исследования в различных электрохимических и химических процессах. Такой неугасающий интерес объясняется постоянным развитием химии углерода, расширением областей применения УМ, обусловленным обнаружением новых свойств, а в последнее время и модификацией УМ для получения соединений с требуемыми характеристиками. Известны следующие достижения в открытии новых структурных форм углерода таких как: фуллерены с различным числом атомов в молекуле [1,2]; наноалмазы [3]; алмазные пленки [4]; линейные углеродные полимеры [5]; углеродные нанотрубки [6]; графены и многое другое [7].
Современная промышленность выдвигает повышенные требования к созданию новых конструкционных материалов с заранее заданными свойствами. К новому классу материалов с уникальным сочетанием физикохимических свойств для многофункционального применения относятся соединения внедрения графита (СВГ) и терморасширенные графиты (ТРГ). Практическое применение эти материалы в настоящее время находят в основном в виде прессованных или фольгированных уплотнений в узлах повышенной надежности, а также в качестве компонентов композитов и добавок. В РФ реализовано промышленное производство только бисульфат графита (БГ) и нитрат графита (НГ). Разработка и создание новых углеродных материалов с регулируемыми свойствами, определенно, расширяет область их применения в различных областях науки и техники [8].
На кафедре «Технология электрохимических производств» Энгельсского технологического института СГТУ более 10 лет проводятся работы по разработке электрохимических технологий и оборудования для получения терморасширяющихся соединений графита с кислотами. Выявлены закономерности зависимости свойств ТРГ от условий синтеза бисульфата [9-12] и нитрата графита [13,14]. Установлено, что терморасширенный графит на

средах, влияние его на кинетику парциальных электродных реакций и диффузию водорода через стальную мембрану [126]. Исследовано ингибирующее действие кастазола, телаза, бензотриазола, НАЛКО, СНПХ-6438 [127, 128]. Для оценки ингибирующего эффекта меди и малоуглеродистой стали в соляной кислоте (0,5 м) авторы [129] исследовали ряд аминокислот.
Применение ингибиторов коррозии при электрохимическом синтезе бисульфата графита затруднено по двум причинам. Во-первых, эффективное ингибирование неорганическими соединениями применимо для растворов Н2804 сравнительно низких концентраций [123]. Во-вторых, использование органических ингибиторов отрицательно влияет на устойчивую работу катода [124]. Адсорбция пленки органических соединений на электроде будет препятствовать процессу выделения водорода, значительно увеличивать поляризацию катода и общие затраты электроэнергии. Вместе с тем, отсутствует единый подход к оценке целесообразности, а часто и возможности использования тех или иных продуктов. В частности, при ингибировании коррозии во многих случаях постулируется, что ее торможение связано с адсорбцией замедлителя или продуктов его превращения на металлической поверхности, обусловливающей торможение парциальных электродных реакций.
Таким образом, как следует из литературных данных в Н2804 повышенной концентрации и повышенной температуры коррозионное разрушение нержавеющих сталей сопровождается межкристаллитной коррозией, которая в основном определяется составом сплава, где основополагающей легирующей добавкой является хром, а также от температурных параметров получения сплава. При этом необходимо учитывать, что при использовании нержавеющих сталей в качестве токоотвода анода при синтезе бисульфата графита к ним предъявляются требования не только высокой коррозионной устойчивости, но и способности обеспечивать