Кинетика химической коррозии

В процессе окисления на поверхности металла образуется твердая пленка оксидов. Для продолжения коррозии необходимо, чтобы ионы металла или кислород диффундировали через эту пленку Через пленку диффундируют ионы металла, т.к. их радиус меньше радикса атома. В том же направлении двигается электроны. С границы газ — пленка двигаются атомы кислорода, т.к. их радикс меньше, чем у ионов. Атомы кислорода в пленке ионизируются и образуют оксиды. Скорость окисления зависит от сплошности и защитных свойств пленки. Свойства оксидных пленок зависят от следующих условий:

кинетика химической коррозии - student2.ru (1)

кинетика химической коррозии - student2.ru — объем оксида; кинетика химической коррозии - student2.ru — молярная масса оксида; кинетика химической коррозии - student2.ru — плотность металла; кинетика химической коррозии - student2.ru — число атомов металла в молекуле оксида; кинетика химической коррозии - student2.ru — молярная масса металла; кинетика химической коррозии - student2.ru — плотность оксида.

кинетика химической коррозии - student2.ru

1) Если кинетика химической коррозии - student2.ru < 1, то пленка не может быть сплошной и защищать металл. Скорость роста пленки в этом случае постоянна: кинетика химической коррозии - student2.ru ; где кинетика химической коррозии - student2.ru — толщина пленки; кинетика химической коррозии - student2.ru — const; кинетика химической коррозии - student2.ru — время окисления. Такая зависимость характерна для щелочно - земельных металлов.

2) Если кинетика химической коррозии - student2.ru > 1, то чем толще пленка, тем меньше коррозия. Эта зависимость характерна для металлов Fe, Co, Ni, Mn, Ti. Кинетика окисления этих металлов имеем параболическую зависимость: кинетика химической коррозии - student2.ru где

кинетика химической коррозии - student2.ru — const, D — коэффициент диффузионного тока; CO2 — концентрация кислорода в газе.

Для ряда металлов (Zn, Al, Cr) установлена логарифмическая зависимость роста пленки во времени:

кинетика химической коррозии - student2.ru .

Пленки таких металлов обладают высокими защитными свойствами.

Чтобы пленка обладала защитными свойствами, она должна быть сплошной, достаточно тонкой, прочной, эластичной, иметь хорошее сцепление с металлом и одинаковый с ним коэффициент линейного расширения.

Скорость коррозии возрастает с увеличением температуры из-за повышения коэффициента диффузии. Быстрое разрушение пленки вызывают резкие колебания температуры, что связано с различными коэффициентами расширения металла и пленки.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ. МЕХАНИЗМ

Коррозия металла в средах с ионной проводимостью протекает через анодное окисление металла:

кинетика химической коррозии - student2.ru и катодное восстановление окислителя кинетика химической коррозии - student2.ru .

кинетика химической коррозии - student2.ru : кинетика химической коррозии - student2.ru и др.

Коррозия с кислородной деполяризацией:

Чаще всего при кинетика химической коррозии - student2.ru наблюдается восстановление кислорода: кинетика химической коррозии - student2.ru

при кинетика химической коррозии - student2.ru < 7 : кинетика химической коррозии - student2.ru

и выделения водорода: кинетика химической коррозии - student2.ru — коррозия с водородной деполяризацией.

кинетика химической коррозии - student2.ru

Основное отличие процессов электрохимической коррозии от процессов гальванического элемента — отсутствие внешней цепи. Электроны не входят из металла, а двигаются внутри него. Химическая энергия реакции не в виде работы, а в виде теплоты, которая рассеивается в окружающей среде.

кинетика химической коррозии - student2.ru

Наши рекомендации