Деполяризация
Процесс отвода электронов с катодных участков называется деполяризацией. Вещества, при участии которых осуществляется деполяризация, называются деполяризаторами. На практике чаще всего приходится встречаться с двумя типами деполяризации: водороднойикислородной. Тип деполяризации (катодный процесс) зависит отреакции средыраствораэлектролита.
В кислой средеэлектрохимическая коррозия протекаетс водородной деполяризацией. Рассмотрим пример коррозии Zn/Fe
В данном случае цинк будет анодом (Zn=-0,76), а железо – катодом (Fe= –0,44). На анодном участке будет происходить:
–
окисление
–
восстановление
Схема возникающего гальванического элементавыглядит следующим образом:
нейтральной средекоррозия протекаетс кислородной деполяризацией, т.е. роль деполяризатора выполняет кислород, растворенный в воде. Этот вид коррозии наиболее широко распространен в природе: он наблюдается при коррозии металлов в воде, почвеи в незагрязненной промышленными газами атмосфере. Если коррозии во влажном воздухе подвергается железо с примесями меди, то электродные процессы можно записать в виде:
–
окисление
– восстановление
Схема короткозамкнутого гальванического элемента:
У поверхности металла в электролите протекают следующие реакции:
Основная масса черных металловразрушается вследствие процесса ржавления, в основе которого лежат вышеуказанные реакции.
Защита металлов от коррозии
Краски, эмали, лаки - защищают поверхность от внешней среды, однако повреждение покрытия приводит к коррозии.
ОКСИДИРОВАНИЕ - создание оксидной пленки на поверхности изделия или заготовки в результате окислит.-восстановит. реакции. оксидирование преим. используют для получения защитных и декоративных покрытий, а также для формирования ди-электрич. слоев. Различают термич. , хим., электрохим. (или анодные) и плазменные методы оксидирование
Термическое оксидирование обычно осуществляют при нагр. изделий в атмосфере. содержащей О2 или водяной пар. Напр., термическоеоксидирование железаи низколегир. сталей, называемое воронением, проводят впечах. нагретых до 300-350 °С, или при непосредств. нагревании изделий навоздухе. добиваясь необходимого цвета обрабатываемой пов-сти. Легир. стали термически оксидируют при более высокой температуре (400-700 °C в течение 50-60 мин. Магнитные железоникелевыесплавы(пермаллои) оксидируют при 400-800 °С в течение 30-90 мин. Термическоеоксидирование-одна из важнейших операций планарной технологии; создаваемые диэлектрич. пленки защищают готовые полупроводниковые структуры от внеш. воздействий, изолируют активные области дискретных полупроводниковых приборов и интегральных схем. Наиб. часто термическое оксидирование применяют при изготовлении кремниевых структур. При этом Si окисляется на глубину ок. 1 мкм при 700-1200 °С. С нач. 80-х гг. в произ-ве кремниевых больших интегральных схем оксидирование проводят при повышенном (до 107 Па) давленииО2 или водяного пар. (термокомпрессионноеоксидирование).
Комплексная защита металла от коррозийных процессов основывается на:
понижении коррозионных процессов путем наложения внешнего тока;
ослаблении агрессивных свойств среды;
увеличении химического сопротивления металлических конструкций;
изоляции поверхностей от агрессивной среды.
В первых двух случаях в технологическую среду вводятся особые химические соединения – ингибиторы, или может быть использована электрохимическая защита. Эти методы позволяют при необходимости формировать новые защитные системы, которые минимизируют коррозию изделия при перемене условий эксплуатации.
Два последних метода, по большей части, относятся к химической защите и осуществляются на этапе проектирования, еще до начала эксплуатации готовых изделий или конструкций. Это может быть как подбор необходимых материалов, так и обработка изделий гальваническими или другими сберегающими составами (герметики, клеи). Чаще всего эти способы применяются при изготовлении строительных конструкций, металлических каркасов и арматуры.