Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время сформулировано научное направление "электрохимия и коррозия сплавов", обладающее богатым экспериментальным материалом, выработанными физико-химическими представлениями и широкой областью практического применения. Электрохимия сплавов - это теоретическая база разработок многих технологических процессов: получения скелетных катализаторов, анодов химических источников тока, электрохимической размерной обработки, электрорафинирования металлов. Закономерности анодного растворения (АР) сплавов имеют первостепенное значение для понимания кинетики и механизма коррозии сплавов в растворах и характера коррозионных поражений. Это тем более важно, что подавляющее число конструкционных материалов представляют собой сплавы. Повышение их стойкости представляет большой практический интерес. Сложность электрохимического процесса, включающего ряд последовательных и параплельных, обратимых и необратимых стадий, усложняет проблему.
Введение поверхностно-активных веществ (ПАВ) в раствор является одним из способов регулирования общей и парциальных скоростей растворения компонентов сплава.
В связи с этим актуальным является изучение анодного поведения сплавов в присутствии ПАВ.
Цель работы - установление характера ингибирования растворения легкоплавких сплавов Snln в широком диапазоне составов, в том числе осложненного фазовыми перегруппировками в поверхностном слое, в зависимости от потенциала, времени и температуры.
Поставленная цель определила следующие задачи исследования:
получить зависимости основных кинетических характеристик селективного растворения (СР) сплавов Snln с низким и средним содержанием индия от потенциала, времени и температуры;
провести подбор ингибиторов АР сплавов Snln и оценить их влияние на кинетику и механизм в зависимости от потенциала, температуры, времени и концентрации индия;
оценить возможность применения принципа линейности свободных энергий (ЛСЭ) к влиянию потенциала и содержания индия в сплаве на кинетические характеристики и ингибиторный эффект;
установить механизм растворения легкоплавких сплавов Snln с высоким содержанием индия и сопоставить его с особенностями растворения тугоплавких систем;
- определить влияние температуры, времени и потенциала на механизм рас
творения сплавов с высоким содержанием индия и эффективность ПАВ.
Научная новизна. Установлена зависимость эффекта гидрохлорида ак
ридина (ГХА) от времени, температуры, содержания индия в сплаве и потен
циала на количественной и качественной основе с учетом механизма раство-
рения его основных кинетических характеристик.
Проведен анализ анодных хроноамперограмм (ХАГ) сплавов с изменяющимся во времени коэффициентом твердофазной диффузии. В этих условиях определены основные параметры СР, при варьировании состава сплавов и потенциала. Получено выражение для расчета периода СР, учитывающее степенную зависимость коэффициента твердофазной диффузии от времени.
Показана возможность применения принципа ЛСЭ для оценки влияния потенциала и содержания индия в сплаве на характеристики СР сплавов.
В чистых хлоридных средах и в присутствии ГХА установлен механизм растворения легкоплавких сплавов Snln с высоким содержанием индия и влияние на него ингибитора. Проведено сопоставление закономерностей ионизации легко- и тугоплавких систем.
Определен качественный и количественный состав фаз в поверхностных слоях сплавов при анодном растворении, его временная зависимость от потенциала, температуры и наличия ГХА.
Выявлено соотношение между действием ГХА на энтропийную и акти-вационную составляющие коэффициента твердофазной диффузии и его изменение в зависимости от содержания индия в сплаве, потенциала и наличия ГХА.
Установлена роль характера растворения индия из сплава в эффективности ингибирования и в зависимости кинетических параметров от потенциала.
Решены научно-методические вопросы для условий смешанной кинетики: сформулированы критерии реализации такого механизма, получено расчетное уравнение коэффициента твердофазной диффузии и предложен метод оценки раздельного действия добавок на жидкофазную и твердофазную диффузию, позволяющий прогнозировать зависимость эффективности добавок от времени.
Практическое значение работы обусловлено возможности) обеспечения устойчивого состояния сплава при варьировании ряда факторов: потенциала, [1п]о и времени. Найден эффективный ингибитор анодного растворения сплавов Snln в хлоридных средах, в том числе при повышенной температуре. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ (6 статей и 3 тезисов).
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на международной конференции-выставке "Проблемы коррозии и противокоррозионной защиты конструкционных материалов" Коррозия-94 (г.Львов, 1994), на 8-м Европейском симпозиуме по ингибиторам коррозии (Италия, Феррара, сентябрь 1995г.), на научных семинарах в рамках недели науки Ростовского государственного университета (1995,1997), на семинарах совместных заседаний кафедры электрохимии РГУ и отдела электрохимии Научно-исследовательского Института Физической и Органической Химии РГУ.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, библиографии включающей 130 источников. Работа изложена на 150 страницах, включающих 43 рисунка, 24 таблицы.
Похожие диссертации на Ингибирование анодного растворения сплавов индий-олово в хлоридной среде
