Содержание к диссертации
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 6
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
Влияние рН и анионов на анодное поведение 8
железа, цинка и сплавов в нейтральных средах
Органические ПАВ как регуляторы растворения, 20
пассивации и локальной депассивации железа, :.
цинка и сплавов в нейтральных средах
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 34
Объекты исследования 34
-
Металлы и сплавы 34
-
Растворы 34
-
Поверхностно-активные вещества (ПАВ) 34 Получение и подготовка электродов 36 Методики исследований 37
-
Методики потенциостатических и 37 гальваностатических измерений
-
Методика поляризационных измерений 38
-
Циклическая вольтамперометрия 38
-
Вращающийся дисковый электрод 38
-
Методика измерения рН 39
-
Методика фотоколориметрических измерений 39
-
Рентгенофазовый анализ 39
-
Оценка эффективности добавок 39
2.3.9 Математическая обработка результатов измерений 39
w 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ, ИХ ОБРАБОТКА И 40
ОБСУЖДЕНИЕ
Ингибирование и активирование анодного 40
растворения железа, цинка и их сплавов в нейтральных средах
3.1 Анодное растворение железа в растворах с 40
переменным анионным составом
-
Влияние условий эксперимента на анодное 40 поведение
-
Активирование процесса анионами в боратных и 50 сульфатных растворах
*;. 3.1.3 Олеат калия как ингибитор растворения 66
^ 3.1.3.1 Раствор боратного буфера 66
-
Раствор сульфата натрия 68
-
Боратно-сульфатный раствор 77
-
Сульфатно-бензимидазольный раствор 85
3.2 Действие азолов на анодное поведение железа 96
-
Влияние производных бензимидазола на процессы 96 в растворах бората, сульфате и их смеси
-
Роль некоторых условий эксперимента в действии 99 БИ
-
Сопоставление эффектов БИ и ББ в сульфатных 103 средах
3.2.4 Сопоставление эффектов БИ и БТА в сульфатных 121
( и боратных средах
3.2.5 Влияние природы заместителей в молекулах БИ 127
на их эффективность
Ингибирование анодного растворения и локальной 135
депассивации цинка в боратных и сульфато-боратных растворах
-
Влияние БИ, БТА и ОК на анодное растворение 135 цинка в ББ локальная депассивация цинка под действием анионов и ее ингибирование БИ в боратном буфере
-
Влияние химической структуры производных БИ 151 на их эффект при растворении Zn в сульфатно-боратном растворе
-
Влияние химической структуры производных БИ 158 на их эффект при растворении Zn в сульфатно-боратном растворе
Влияние органических добавок на растворение 171
сплавов FeZn с высоким содержанием Zn в ББ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 183
ЛИТЕРАТУРА 187
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ББ - боратный буфер
БИ - бензимидазол
БТА - бензотриазол
ОК —олеат калия
ПАВ - поверхностно-активное вещество
ПКА - предварительная катодная активация
PC — реакционная серия
4 СН-сульфат натрия
\, ЦВА - циклическая вольтамперограмма
С - концентрация
d — диаметр питтингов
Е - электродный потенциал
ЕКОр - потенциал свободной коррозии
Екп и /кп - потенциал и плотность тока катодного пика на ЦВА
Е„п - потенциал начала пассивации
Еп и L - критический потенциал и плотность тока пассивации (цифра
показывает номер пика в направлении роста Е)
ЕПп и /пп - потенциал и плотность тока полной пассивации
Епо - потенциал питтингообразования
Ерп - потенциал репассивации питтингов
Emi„ — потенциал минимума между пиками
іщ /д — скорость диффузии
іи - скорость стадии ионизации
/ІІД - скорость нестационарной диффузии
/zn - скорость растворения цинка
id— предельный диффузионный ток растворения
'min - плотность тока минимума на анодной кривой
MR - молекулярная рефракция
N — количество питтингов
pHs-pH приэлектродного слоя
q - количество электричества
R — заместитель в молекуле БИ
г - коэффициент корреляции
V - скорость развертки потенциала
у- коэффициент торможения процесса
уд - коэффициент торможения стадии диффузии
уи - коэффициент торможения стадии ионизации
6 - толщина пленки
ге — константа в уравнении для нестационарной диффузии
7Г — константа гидрофобности
Сі - основность
т — время
X - электроотрицательность в шкале Полинга
со-частота вращения диска
Введение к работе
Несмотря на стремительное расширение ассортимента новых неметаллических материалов, которые широко начали применяться в различных областях техники, металлы и сплавы были и остаются основными конструкционными материалами в нашей стране.
Наиболее распространенным и технически важным является железо. Цинк используют как защитное покрытие, наносимое для предохранения элементов стальных конструкций, употребляется при электрохимической защите в виде протекторов, применяется в анодах химических источников тока.
В качестве защитных покрытий промышленное распространение получили электролитические сплавы цинка с металлами группы железа, в особенности Zn - Ni, Zn — Со, Zn - Fe. Они используются для защиты металлических стальных конструкций от коррозии, декоративной отделки изделий, улучшения адгезионных и механических свойств деталей. Большинство исследователей считают, что коррозионная стойкость Zn -(12-16%)Ni покрытий в 2-3 раза, а в некоторых случаях в 5 раз выше, чем чистого цинка сопоставимой толщины. Также имеются данные, свидетельствующие о двукратном увеличении коррозионной стойкости цинковых покрытий при введении в них даже небольших количеств (0,3 — 0,6 %) железа. Важными преимуществами таких сплавов является возможность их пассивирования в стандартных растворах.
В зависимости от области применения содержание железа в цинк-железных сплавах варьируют от 0,3 до 70 мае. % , сплав Zn -(0,3-0,6%) Fe используют для покрытия мелких деталей, сплав Zn-(15-30%) Fe- для нанесения на движущие объекты в качестве покрытия, а сплав Zn -(>60%) Fe как подслой под лакокрасочные покрытия [1].Зарубежные автомобилестроители с 1982 г используют Zn — Fe сплавы для коррозионной защиты кузовов автомобилей [2].
7 Известно, что при получении трехслойных покрытий черного цвета с очень высокой химической и противокоррозионной стойкостью сначала на стальную основу наносилось Zn - Fe - покрытие с высокой водопроницаемостью, затем проводили хромирование покрытий, а после этого обрабатывали в растворе, содержащем соли титана и кремния, с целью получения прозрачной пленки [3].
Железо и цинк являются традиционными и перспективными объектами электрохимических исследований. Поэтому актуально изучение кинетики и механизма анодного растворения сплавов с высоким содержанием цинка в сопоставлении с чистыми Fe и Zn.
Регулирование скорости процессов анодного растворения данных металлов и их сплавов возможно введением в раствор органических и неорганических ПАВ, действие которых специфично к природе раствора и характеру процесса. Важной особенностью ингибиторной защиты в нейтральных средах является обеспечение пассивности металла. Традиционными ингибиторами анодного растворения в этих средах являются неорганические соединения, обладающие окислительными свойствами или способные образовывать трудно растворимые солевые пленки на поверхности металлов. В настоящее время исследования направлены на поиск эффективных ингибиторов среди органических соединений, а также выяснение механизма торможения анодного растворения, пассивации и локальной депассивации металлов и сплавов. Данная работа посвящена изучению влияния некоторых неорганических анионов и органических ПАВ на стадии анодного растворения железа, цинка и сплавов в нейтральных средах.
