Курсовая работа: Методы защиты металлов от коррозии

1.Введение:

а) химическая коррозия

б) электрохимическая коррозия

2. Обзор литературы.

а) электрохимический механизм коррозии

Возможно вы искали - Реферат: Синтез 1,3,5-трийодбензола

б) поляризационные кривые

в) замедлители (ингибиторы) коррозии

г) плёночная теория пассивности

3. Методика эксперимента.

4. Результаты и их обсуждение.

Похожий материал - Контрольная работа: Механизм формирования фазовой структуры эпоксидно-каучуковых систем

5. Выводы.

6. Литература.


Введение.

Химическая коррозия.

Под коррозией понимают повреждение металла в результате протекающей на его поверхности химической реакции с компонентами среды. В отличие от механического износа коррозия представляет собой химический процесс, в результате которого атомы металла из металлического состояния переходят в химические соединения.

По механизму протекания коррозионного процесса следует различать два типа коррозии: химическую коррозию и электрохимическую коррозию.

Химическая коррозия подчиняется основным законам чисто химической кинетики гетерогенных реакций и относится к случаям коррозии, не сопровождающимися возникновением электрического тока (например, коррозия в неэлекторолитах или сухих газах).

Очень интересно - Реферат: Влияние вида катализатора на параметры синтеза метанола

Наиболее распространенным видом химической коррозии является газовая коррозия (особенно усиливающаяся при высоких температурах), т. е. процесс взаимодействия с кислородом или активными газовыми средами (галоиды, сернистый газ, сероводород, пары серы, диоксид углерода и т. д.). При газовой коррозии разрушаются такие ответственные узлы и детали, как лопатки газовых турбин, сопла реактивных двигателей, арматура печей.

В производственных условиях чаще всего сталкиваются с окислением металлов, в случае сплавов на основе железа — с образованием окалины. Защитные свойства металлов от окисления обусловлены образованием сплошных оксидных пленок на их поверхности. Для обеспечения сплошности пленок необходимо, чтобы объем оксида V ок был больше объема металла V мет , из которого он образовался: V ок / V мет > 1. В противном случае получается прерывистая пленка, не способная эффективно защитить металл от коррозии. Такая пленка характерна для магния (V ок / V мет = 0,79), что затрудняет защиту сплавов на его основе от коррозии.

Помимо сплошности, оксидные пленки должны обладать высокими механическими свойствами, хорошо сцепляться с металлом и иметь достаточную толщину, обеспечивающую высокие защитные характеристики. Этим требованиям удовлетворяет пленка оксида хрома Cr2 O3 , что обусловливает высокую устойчивость против коррозии сталей и жаростойких сплавов с высоким содержанием хрома.

Электрохимическая коррозия.

Под электрохимической коррозией металла подразумевают разрушение металла, происходящего в результате электрохимического взаимодействия внешней среды. Явление коррозии металла представляет собой протекающую на поверхности электрохимическую гетерогенную реакцию, вследствие которой металл переходит в окисленное (ионное) состояние. Наука о коррозии металлов базируется в основном на двух научных дисциплинах: металловедении и физической химии. Явление взаимодействия металла с электропроводными растворами – электролитами – существенно отличается от химической коррозии при взаимодействии металла с сухими газами или неэлектролитами.

Рассмотрим типичный случай электрохимической коррозии – растворение технического цинка в разбавленной серной кислоте. Общая реакция взаимодействия такова:

Вам будет интересно - Реферат: Супрамолекулярная химия

Zn + H2 SO4 = ZnSO4 + H2

т.е. цинк переходит в раствор, образуя сернокислый цинк и выделяя в эквивалентном количестве водород из серной кислоты. Можно показать, что чисто химический подход оказывается недостаточным для объяснения данного процесса. Так кривая коррозия-время , характеризующая растворение цинка в серной кислоте, имеет совершенно другой вид, отличный от подобных кинетических кривых для химической коррозии. В случае химической коррозии при образовании пленок без защитных свойств при полном отсутствии защитных пленок (например, при образовании летучих продуктов газовой коррозии) график имеет прямолинейный характер, а во всех остальных случаях будет иметь параболическая или логарифмическая кривая с выпуклостью, обращенной кверху, что указывает на торможение коррозии во времени. В данном же случае кривая указывает на сильное увеличение скорости по прошествии некоторого отрезка времени (так называемого инкубационного периода коррозии). Явление инкубационного периода нельзя достаточно убедительно объяснить с точки зрения чисто химического механизма коррозии.

Установлено, что примеси, накапливающиеся в виде темной пористой губки на поверхности растворяющегося в кислоте цинка, сильно ускоряют коррозионный процесс. Если снять эту губку – скорость коррозии уменьшится, если снова нанести ее на поверхность цинка – скорость растворения цинка снова увеличится. Кроме того, скорость растворения цинка в кислоте сильно зависит от имеющихся в нем загрязнений, особенно от примесей железа и меди. Простой контакт цинка с другим находящемся в том же растворе металлом, например с железом, медью, платиной, также может сильно увеличить скорость коррозии цинка в кислоте. Все эти факты, необъяснимые с точки зрения чисто химического взаимодействия, получают свое полное истолкование при анализе их на основании электрохимического механизма коррозии.

Обзор литературы.

Электрохимический механизм коррозии.

Первое и основное отличие электрохимического механизма коррозии от чисто химического состоит в том, что общая реакция химического взаимодействия реагента с металлом при электрохимической коррозии разделяют на два в значительной мере самостоятельно протекающих процесса:

1) анодный процесс – переход металла в раствор в виде гидратированных ионов с оставлением эквивалентного количества электронов в металле

Похожий материал - Реферат: Отчет по практике на ОАО Пластик

2) катодный процесса – ассимиляция появившихся в металле избыточных электронов каким-либо деполяризаторами (атомами, молекулами или ионами раствора, которое могут восстанавливаться на катоде).

Возможность такого разделения общей реакции коррозии является следствием существования ионов металла в растворе и свободных электронов в металле. Наличие электронной проводимости у металлов и ионной проводимости у раствора, позволяет, кроме того, анодным и катодным процессам протекать также и территориально раздельно – на различных участках поверхности раздела металла и раствора. Это условие не обязательно для протекания электрохимического процесса, так как в некоторых условиях коррозии катодные и анодные процессы могут протекать на одной т той же поверхности, чередуясь во времени. Однако пространственное разделение анодной и катодной реакции оказывается энергетически более выгодным, так как анодные т катодные реакции могут локализоваться на тех участках, где их протекание будет более облегчено. Поэтому в большинстве практических случаев протекание электрохимической коррозии обычно характеризуется локализацией анодного и катодного процессов на различных участках, - это второй, важный признак, отличающий электрохимический механизм коррозионного процесса от чисто химического.

На схеме одного и того же процесса коррозии – взаимодействия металла с кислородом и образования окисла металла – для случая, когда этой процесс протекает с химическим механизмом и когда протекает электрохимическим путем.

Осуществление реакции электрохимическим путем может трактоваться как суммарный результат работы гальванического элемента. Поэтому механизм и теория процессов электрохимической коррозии в значительной мере основываются на изучении общих законов работы коррозионных гальванических элементов и, в частности, на изучении электродных потенциалов и кинетики электродных реакций.

Возникновение электрических скачков потенциала на металлах.

К-во Просмотров: 79