Введение к работе
Актуальность проблемы. Никель и медь входят в состав материалов, используемых в различных областях промышленности: от нефтедобывающей-до ядерной. Использование сплавов Си - М для теплообменников в опреснительных установках и на морских судах сопряжено с контактом поверхности сплавов с такими агрессивными соединениями водорода как водяной пар и сернистые соединения водорода. Это может быть причиной внедрения водорода в сплав. Внедрение водорода может происходить в результате электрохимических процессов, в частности, при катодном, выделении водорода в электрохимических системах (источники тока и электролизеры); при коррозии сплавов с водородной деполяризацией. Исследование анодного поведения наводороженных меди, никеля и сплава СиЗОМ в щелочных средах позволит получить принципиально новую информацию, позволяющую понять процесс ионизации водорода из этих сплавов.
В настоящее время хорошо изучены закономерности катодного выделения водорода на никеле в кислых и щелочных средах. На практике зачастую сталкиваются с анодными процессами растворения металлов и сплавов, причём процесс ионизации водорода из сплавов практически не изучен. Также следует заметить, что хотя исследования электрохимического поведения наводороженных никеля, меди и сплавов на их основе представляют теоретический и практический интерес, сведения об этих процессах в щелочной среде крайне отрывочны.
Для изучения наводороживания металлов и сплавов необходимы высокочувствительные и достаточно простые в аппаратурном исполнении методы, которые позволи бы получить максимум сведений об электрохимическом и коррозионном поведении наводороженных металлов и сплавов.
Использование нестационарных электрохимических методов позволяет получать данные о кинетических параметрах стадии ионизации водорода в щелочной среде. Кроме того, из-за высокой чувствительности этих методов можно создать условия, когда происходит ионизация только интересующего нас компонента - водорода.
Цель работы. Исседование электрохимического поведения наводороженных никеля, меди, и сплава СиЗОМ в растворах NaOH. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
установить кинетические закономерности ионизации водорода в растворах щелочи из: а - фазы системы Ni - Н (0,03 ат. % Н в Ni) и р - фазы системы Ni - Н (гидрид никеля Ni2H);
изучить кинетику распада гидрида никеля при анодной и катодной поляризации в растворах щелочи;
определить кинетические закономерности ионизации водорода из наводороженной меди в растворах щелочи;
исследовать анодное поведение наводороженного сплава СиЗОМ в растворах щелочи;
Научная новизна. С помощью нестационарны: 5леУШ^ИЙЙ4ЛкИ^ I
методов удалось определить: С"«Э?»^Л »
Ч ні,.!
общее содержание водорода в образцах;
толщину гидрида никеля и толщину гидрида, из которой ионизируется сверхстехиометрический водород;
коэффициенты диффузии водорода в наводороженных никеле, меди, сплаве СиЗОМ и гидриде никеля.
Новизна работы заключается также в получении данных по кинетике анодной ионизации водорода из никеля, меди и сплава СиЗОМ на основе которых:
определены кинетические закономерности анодной ионизации водорода из: а) а - фазы системы Ni - Н, б) р - фазы системы М - Н;
установлено, что при распаде гидрида никеля в приповерхностном слое образуется твердый раствор с более низкой концентрацией водорода по сравнению с его содержанием в а - фазе системы М - Н;
определены закономерности ионизации водорода из наводороженной меди;
исследовано анодное поведение наводороженного сплава СиЗОМ;
впервые определены условия, при которых в щелочных растворах при анодном растворении наводороженных никеля, меди и сплава СиЗОМ ионизируется только растворенный в металлической фазе водород;
предложен метод оценки склонности металлов и сплавов к наводоро-живанию и образованию гидридов, основанный на использовании нестационарных электрохимических измерений.
Практическая значимость. Установлены кинетические закономерности анодной ионизации водорода в щелочной среде из наводороженных никеля, меди и сплава СиЗОМ, что позволяет учесть влияние внедренного в металлические материалы водорода на их электрохимическое и коррозионное поведение. Сведения о кинетике распада гидридов металлов и сплавов дают возможность предсказать технические характеристики аккумуляторов энергии, созданных на основе гидридов металлических материалов.
На защиту выносятся:
кинетические закономерности анодной ионизации водорода из а - и В - фаз металлов и сплавов в щелочной среде;
кинетика распада гидридов никеля и сплава СиЗОМ в щелочной среде;
коррозионное поведение гидридов никеля и сплава СиЗОМ с кислородной деполяризацией в щелочной среде.
Апробация работы и публикации. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на I Всероссийской конференции «Физико - химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» «ФЛГРАН - 2002» (Воронеж - 2002); международной научно - практической конференции «Антикор - Гальваносервис» (Москва, 22 - 25 апреля 2003 т);Х межригиональной конференции «Проблемы химии и химической технологии» (Тамбов, 15-17 октября 2003 г); Четвертой Всероссийской научной -конференции по коррозии и электрохимии - Мемориал Я.М. Колотыркина
(Москва. 12-14 ноября 2003 г); на научных конференциях ГНЦ РФ «ФГУП НИФХИ им. Л.Я. Карпова» (2002 - 2004 гг).
По материалам диссертации опубликовано 7 работ в форме статей и тезисов докладов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, общих выводов и списка литературы, включающего 122 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Диссертация содержит 148 страниц машинописного текста, 62 рисунка и 5 таблиц.
