Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

Химия->Реферат
Таким образом, эпоксидирование с последующим гидролизом в присутствии кислоты является методом анти гидроксилирования алкенов Напомним, что син гидрок...полностью>>
Химия->Реферат
Одним из лучших лабораторных способов превращения спиртов в алкилхлориды является их взаимодействие с тионилхлоридом Тионилхлорид превращает первичные...полностью>>
Химия->Реферат
В мировой практике газоснабжения накоплен достаточный опыт использования возобновляемых источников энергии, в том числе энергии биомассы Наиболее перс...полностью>>
Химия->Реферат
Едкий натр или гидроксид натрия — сильная щелочь, называемая в быту каустической содой, применяется в мыловарении, в производстве глинозема — полупрод...полностью>>

Главная > Реферат >Химия

Сохрани ссылку в одной из сетей:

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 2

ХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ 4

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ. 6

катодная защита 9

3АЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ 9

ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ ВНЕШНИМ ПОТЕНЦИАЛОМ 16

список литературы 17

ВВЕДЕНИЕ

Получение металлов из их природных соединений всегда сопровождается значительной затратой энергии. Исключение составляют только металлы, встречающиеся в природе в свободном виде: золото, серебро, платина, ртуть. Энергия, затраченная на получение металлов, накапливается в них как свободная энергия Гиббса и делает их химически активными веществами, переходящими в результате взаимодействия с окружающей средой в состояние положительно заряженных ионов:

Ме0 – ne  Ме n+ (G <0).

коррозия

Самопроизвольное окисление металлов, вредное для промышленной практики (уменьшающее долговечность изделий), называется коррозией. Среда, в которой металл подвергается коррозии, называется коррозионной, или агрессивной. При этом образуются продукты коррозии: химические соединения, содержащие металл в окисленной форме. Коррозионные процессы протекают необратимо.

Медленное выделение тепловой энергии почти без повышения температуры или электрической энергии с ничтожно малыми разностями потенциалов не дает возможности использовать выделяющуюся энергию — происходит рассеивание энергии (рост тепловой части энтропии). Продукты коррозии, как правило, рассеиваются в процессе эксплуатации металлических конструкций, что ведет к росту энтропии (концентрационная часть энтропии). Необратимые коррозионные процессы наносят большой вред народному хозяйству.

Коррозия является естественным процессом, обусловленным термодинамической нестойкостью металлов в условиях службы. Поэтому, изучение коррозии и разработка методов защиты металлов от нее представляют несомненный теоретический интерес и имеют большое народнохозяйственное значение. Большой вред приносит коррозия в машиностроении, так как из-за коррозионного разрушения какой-нибудь одной детали может выйти из строя машина, стоящая нередко десятки и сотни тысяч рублей. Коррозия снижает точность показаний приборов и стабильность их работы во времени. Незначительная коррозия электрического контакта приводит к отказу при его включении. Меры борьбы с коррозионными процессами являются актуальной задачей современной техники.

Виды коррозионных разрушений. Изменение поверхности металла в результате коррозионных процессов может быть различным в зависимости от свойств металла и коррозионной среды. На их развитие очень сильно влияет механическая напряженность металла.

Наиболее опасной является местная коррозия, которая при малой общей коррозии в отдельных местах может создать резкую концентрацию механических напряжений, в свою очередь содействующих дальнейшему разрушрнию металла.

Выявляемые микроскопическим исследованием коррозионные разрушения все опасны и особенно интеркристаллитная коррозия, ослабляющая связь между металлическими зернми, и транскристаллитняя коррозия, возникающая под действием, механических напряжений и приводящая к развитию трещин. Наименее опасна селективная коррозия — результат травления стали при сохранении карбидных зерен (цементит, мартенсит) или потеря цинка из латуней.

Типы коррозионных процессов. Часто одни и те же типы коррозионных разрушений металла могут быть вызваны разными процессами коррозии. Коррозионные процессы бывает трудно отнести только к какому-либо определенному типу, так как они нередко происходят одновременно (атмосферная коррозия). По природе гетерогенных процессов взаимодействия окружающей среды с металлами эти процессы можно разделить на два основных типа.

Химическая коррозия, развивающаяся в отсутствие электролитов. Она протекает главным образом при температурах, исключающих возможность образования насыщенного пара воды, — высокотемпературная или газовая коррозия. Этот же вид коррозии может возникать и в неводных органических средах (галогенозамещенные, тиосоединения ).

Электрохимическая коррозия, идущая в электролитной среде под действием внутренних микро- или макрогальванических пар или внешней разности потенциалов.

Оба типа коррозионных процессов определяются термодинамически изменением свободной энергии Гиббса:

G0 = – RT ln K = – 0nF

Для исследования процессов электрохимической коррозии необходимо рассматривать выражение G0, содержащее разность потенциалов и величину заряда, перенесенного растворяющимся веществом, т. е. электрическую работу.

Кроме термодинамической вероятности процесса необходимо рассматривать кинетику процесса, так как она определяет долговечность и надежность машин и конструкций, работающих в коррозионных средах.

Существенно влияет на коррозионные процессы уровень внешних или внутренних (остаточных) напряжений и их распределение в металле изделия. На коррозию сталей и других металлов, особенно в контакте с грунтом (землей), могут влиять продукты жизнедеятельности микроорганизмов, значительно ускоряющие процессы коррозии.

ХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ

Химической коррозии подвержены детали и узлы машин, работающих при высоких температурах, — двигатели поршневого и турбинного типа, ракетные двигатели . Химическое сродство большинства металлов к кислороду при высоких температурах почти неограниченно, так как оксиды всех технически важных металлов способны растворяться в металлах и уходить из равновесной системы.

В этих условиях окисление всегда возможно, но наряду с растворением оксида появляется и оксидный слой на поверхности металла, который может тормозить процесс окисления.

Скорость окисления металла зависит от скорости собственно химической реакции и скорости диффузии окислителя через пленку, а поэтому защитное действие пленки тем выше, чем лучше ее сплошность и ниже диффузионная способность. Сплошность пленки, образующейся на поверхности металла, можно оценить по отношению объема образовавшегося оксида или другого какого-либо соединения к объему израсходованного на образование этого оксида металла (фактор Пиллинга—Бэдвордса).

Коэффициент  (фактор Пиллинга — Бэдвордса) у разных металлов имеет разные значения

. Значение коэффициента  для некоторых металлов

Металл

Оксид

Металл

Оксид

Mg

MgO

0.79

Zn

ZnO

1.58

Pb

PbO

1.15

Zr

ZrO2

1.60

Cd

CdO

1.27

Be

BeO

1.67

Al

Al2­O2

1.31

Cu

Cu2O

1.67

Sn

SnO2

1.33

Cu

CuO

1.74

Ni

NiO

1.52

Ti

Ti2O3

1.76

Nb

NbO

1.57

Cr

Cr2O3

2.02

Nb

Nb2O3

2.81

Металлы, у которых <1, не могут создавать сплошные оксидные слои, и через несплошности в слое (трещины) кислород свободно проникает к поверхности металла.

Сплошные и устойчивые оксидные слои образуются при  = 1,2—1,6, но при больших значениях  пленки получаются несплошные, легко отделяющиеся от поверхности металла (железная окалина) в результате возникающих внутренних напряжений.

Фактор Пиллинга — Бэдвордса дает очень приближенную оценку, так как состав оксидных слоев имеет большую широту области гомогенности, что отражается и на плотности оксида. Так, например, для хрома  = 2,02 (по чистым фазам), но пленка оксида, образующегося на нем, весьма устойчива к действию окружающей среды. Толщина оксидной пленки на поверхности металла меняется в зависимости от времени. При низких температурах толщина пленки изменяется по логарифмическому закону и асимптотически приближается к некоторой постоянной величине.

При больших температурах четко выявляется параболический закон роста, т. е. затухание диффузии с ростом толщины слоя. В этом случае лимитирующим процессом является уже диффузия, но не скорость химической реакции, а условия диффузии можно определить соотношением

 grad C = const (4)

где  — толщина оксидного слоя; grad C градиент концентрации кислорода по толщине пленки. После соответствующих преобразований уравнения диффузии и его интегрирования получаем закон роста пленки:

(5)

где DT коэффициент диффузии; P =  grad C; M молекулярная масса оксида;  — плотность оксида.

Строение оксидных пленок очень сложно и зависит от характера образующихся между металлом и кислородом соединений и процессов диффузии. Процессы диффузии в оксидных слоях могут происходить за счет перемещения ионов кислорода O2- от газовой фазы по направлению к металлу или ионов Ме+ в противоположном направлении. Ионы перемещаются по вакансиям в кристаллических решетках оксидов.

Если в толще образовавшейся пленки преимущественно движутся ионы O2-, то это приводит к утолщению пленки за счет уменьшения толщины металла, т. е. общая толщина коррелирующего образца практически не изменяется.

Наоборот, если преимущественно перемещаются ионы Ме+, то пленка растет в направлении газовой фазы (O2) и размер корродирующего образца растет.

Может быть и промежуточный случай — одновременного движения ионов O2- и Ме+, что вызывает рост пленки в обоих направлениях. Диффузия ионов создает неравномерное электрическое поле вблизи поверхности металла

Оксидные, нитридные и другие пленки на металлах обычно приобретают свойства полупроводимости.



Загрузить файл

Похожие страницы:

  1. Строение металлов (1)

    Реферат >> Промышленность, производство
    ... развития, являясь основой современной техники. В общемировом производстве металлов желе­зо и его сплавы составляют свыше 90 ... , гадолиниевые экраны нейтронной защиты и т.д.). И даже в этих областях техники ведется поиск новых альтернативных ...
  2. Курс лекций по Материаловедению

    Лекция >> Промышленность, производство
    ... орудия); и в повсеместном использовании металлов и сплавов в современной технике. Причина этого - в особых свойствах металлов, выгодно отличающих их ... , ниобий. С целью защиты от окисления проводят силицирование, на поверхности сплавов образуется слой ...
  3. Металлы (3)

    Реферат >> Химия
    ... изделия для защиты их от коррозии. Понятие о сплавах. Характерной особенностью металлов является их ... энергий взаимодействия атомов в чистых металлах и сплавах. Современная техника использует огромное число сплавов, причем в подавляющем большинстве ...
  4. Современное состояние исследований в области функциональных конденсационных покрытий высокой проводимости

    Дипломная работа >> Физика
    ... Защита металлов. – 1979. – №3. – С. 343-345. Костржицкий А.И. Проблемы использования сплавов меди взамен благородных металлов ... в современных условиях”. ... Защита металлов. – 1993. – т.29, №6. – С. 900-905. Черепнин Н.В. Сорбционные явления в вакуумной технике ...
  5. Металлы в периодической системе Д.И. Менделеева

    Реферат >> Химия
    ... используется в авиационной технике. Сплавы железа с углеродом (и добавками других металлов) — это ... смазки (литолы) для защиты металлов от кор­розии в интервале температур ... «нитрон»; отсюда и происходит современное название металла - «натрий». Однако в ...

Хочу больше похожих работ...

Generated in 0.0029599666595459