Введение к работе
Актуальность темы.
Электрическое сопротивление (ЭС) пленок, образующихся на металлах на воздухе и в электролитах, является их важной характеристикой и используется лля изучения пассивирующей способности электролитов, а также влияния легирования на процессы пассивации .
Для определения in situ ЭС пленок, образующихся в электролитах на металлах и сплавах в широком диапазоне потенциалов, недавно был разработан новый метод контактного электросопротивления (КЭС).
Принцип этого метода заключается в непрерывном измерении ЭС плоского металлического образца с боковой усталостной трещиной при его циклическом нагружении. При максимальной нагрузке цикла стенки трещины размыкаются, что приводит к уменьшению сечения и увеличению ЭС образца. Уменьшение ЭС образца при смыкании стенок трещин зависит от наличия на них поверхностной оксидной, гидроксидной или адсорбционной пленки: чем больше ЭС такой пленки, тем меньше изменится ЭС образца при смыкании стенок трещины. Зная изменение ЭС образца при циклическом изменении нагрузки, можно рассчитать ЭС пленки, образующейся на стенках трещины.
В работах [1,2] обнаружено, что ЭС пленки, измеряемое методом контактного электросопротивления, обладает высокой чувствительностью не только к образованию на поверхности образца фазовой оксидной или підроксидиой пленки, но также и к адсорбции на поверхности молекул воды, ионов гидроксила и других анионов. Чувствительность метода контактного электросопротивления к поверхностным процессам на металлах сравнима с чувствительностью современных спектроскопических методов анализа поверхности, а в ряде случаев превосходит их. Это делает метод
контактного электросопротивления, не требующий для проведения измерений дорогостоящей аппаратуры, полезным и перспективным методом анализа поверхности металлов. Вместе с тем, для возможности применения этого метода в коррозионных исследованиях необходимо установить, какие характеристики пленки на металлах влияют на измеряемое значение контактного электросопротивления.
Информация о связи ЭС пленки с ее защитными свойствами позволит использовать значение ЭС для прогнозирования коррозионной стойкости металлов и сплавов, а также выяснения механизма коррозионных процессов.
Цель работы.
Работа посвящена исследованию электросопротивления пленок на железе, никеле и нержавеющей стали в растворах различного анионного состава в широком диапазоне потенциалов, установлению связи между ЭС пленки на металле и его коррозионной стойкостью в конкретных условиях, а также определению эффективности применения метода контактного электросопротивления для изучения влияния состава раствора на пассивирующие пленки.
Научная новизна
Впервые получены экспериментальные данные in situ о ЭС пленок на металлах в системах металл/электролит, наиболее часто используемых в коррозионных исследованиях.
Обнаружена связь между ЭС пленки и анионным составом раствора. Установлены факторы, влияющие на ЭС пленки.
Впервые определено ЭС пленки на железе при потенциалах, отрицательнее обратимого потенциала образования фазового гидроксида. Обнаружен рост ЭС пленки на железе и увеличение абсорбции водорода
- 5-поверхностью железа на начальной, дофазовой, стадии образования пленки.
Практическая ценность работы
В работе обнаружена связь между ЭС пленки на металлах и ее защитными свойствами , что доказывает практическую значимость метода контактного электросопротивления и полученных в работе данных. Показано, что экспериментальные данные о ЭС пленок на железе и никеле могут быть использованы для определения механизма коррозии их сплавов в случаях, встречающихся на практике.
Положения, выносимые на защиту
Измерено ЭС пленок на железе, никеле и нержавеющей стали в
растворах различного анионного состава в широком диапазоне потенциалов.
Установлено, что на величину ЭС пленки влияют два основных фактора:
образование фазового гидроксида, протекающее вблизи обратимого
потенциала образования гидроксида Ме(ОНк и формирование
пассивирующей пленки при более положительных потенциалах.
Установлено, что ЭС пленки на железе и никеле зависит от анионного состава раствора во всей области пассивности.
Показано, что железо и никель имеют различные механизмы начальных стадий образования поверхностного гидроксида.
Данные об ЭС пленок на железе и никеле использованы для исследования питтинговой коррозии нержавеющей стали.
Показано, что изменения пассивирующей пленки под влиянием тиосульфата, которые могут привести к образованию питтингов, вызывают снижение ЭС пленки на 1-2 порядка.
Сделан вывод об эффективности применения метода контактного
электросопротивления для исследования коррозионных процессов. Апробация работы
Результаты работы были представлены на XII Международном Конгрессе по коррозии (Хьюстон, США, 19-24.09.1993) и Семинаре по электрохимии (Падова, Италия, 12-15.10.1994 г.)
Публикации
Основное содержание работы изложено в 6 публикациях.
Объем и структура диссетрации
Диссертация изложена на 109 стр., состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы (127 наименований) и содержит 32 рисунка и 1 таблицу.
