Размерные и структурные эффекты в процессах окисления металлов
Влияние структуры металлов на параметры электродных процессов в
жүктеу/скачать 3,5 Mb. Pdf көрінісі
|
| Влияние структуры металлов на параметры электродных процессов в
водных растворах. Анодное окисление Al, Ti, Zr (вентильные металлы) в неком- плексообразующих разбавленных растворах протекает с формированием пассиви- рующих оксидных слоев, предотвращающих растворение металла до высоких по- ложительных потенциалов. В стационарных потенциостатических условиях пара- метры анодного процесса (потенциалы и токи пассивации) этих металлов практи- чески не зависят от их структуры (рис. 17, а). В потенциодинамических условиях параметры анодного процесса для металлов с КЗ и УМЗ (СМК) структурой разли- чаются: металлы с мелкозернистой структурой характеризуются более низкими (в 1,5–2 раза) величинами плотности тока анодного окисления i a и более широкими интервалами Е пассивного состояния (рис. 17, б). На основе данных хроноамперометрии установлено, что различия электрохи- мического поведения пластически деформированных металлов в стационарных и нестационарных условиях связаны с различной скоростью роста поверхностных пассивирующих слоев, толщина которых существенно выше для металлов с УМЗ (СМК) структурой (рис. 17, в). Эти данные подтверждены результатами Оже- спектрометрии по распределению кислорода в поверхностных слоях металлов. Из сопоставления результатов исследования кинетики окисления компактных метал- лов в воздухе (гл. 4) и в водных растворах следует, что при переходе от КЗ состоя- ния к мелкокристаллическому с измельчением зерна и увеличением доли границ происходит возрастание диффузионной проницаемости металла по отношению к кислороду, способствующей формированию поверхностных оксидных слоев большей толщины. Переход металлов Fe, Ni, Cu от КЗ к СМК структуре в анало- гичных условиях приводит к смещению потенциалов начала анодного растворения в направлении более положительных значений. Таблица 7 – Параметры катодного процесса на компактных металлах с различной структурой в кислой среде в условиях естественной аэрации (t=23 °С) Константы уравнения Тафеля Металл Структура Раствор Е ст , В (х.с.э.) a к b к i 0 , А/см 2 КЗ –0,63 1,3 0,12 1,7 ⋅10 –6 Al УМЗ 0,05 М H 2 SO 4 –0,68 1,6 0,17 9,3 ⋅10 –7 КЗ –0,51 0,95 0,12 2,3 ⋅10 –4 Fe «Армко» СМК 0,1 М HCl –0,51 0,97 0,12 1,6 ⋅10 –4 КЗ –0,55 0,98 0,14 0,9 ⋅10 –4 Ti СМК 1 М H 2 SO 4 0,05 0,85 0,17 0,3 ⋅10 –4 КЗ –0,46 1,15 0,12 1,3 ⋅10 –6 Zr-1% Nb СМК 1 М H 2 SO 4 –0,57 1,42 0,08 1,0 ⋅10 –6 Особенностью величин стационарных потенциалов Е ст при переходе к мелко- кристаллической структуре является их меньшая стабильность во времени по сравнению с Е ст КЗ металлов. В зависимости от состава и концентрации раствора значения Е ст образцов с различной структурой различаются (табл. 7), что свиде- тельствует о протекании медленных процессов окисления в поверхностных слоях пластически деформированных металлов. Общей закономерностью протекания катодных процессов на поверхности УМЗ (СМК) металлов является возрастание перенапряжения водорода и уменьшение скорости сопряженной катодной реакции 28 (рис. 17, б; табл. 7) вследствие увеличения роли омического фактора для поверх- ностей с большей степенью окисленности. жүктеу/скачать 3,5 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|