Справочный (теоретический) материал, необходимый для понимания задания и выполнения работ.

 

Коррозия - это разрушение металла в результате его физико-химического воздействия с окружающей средой. При этом металлы окисляются и образуют продукты, состав которых зависит от условий коррозии.

По механизму протекания различают химическую и электрохимическую коррозию.

Химическая коррозия наблюдается в среде сухих газов и не проводящих электрический ток жидкостях. Примером такой коррозии может служить образование железной окалины, имеющее место при отжиге стальных изделий, при закалке и в других процессах, протекающих при высоких температурах в воздушной среде:6 Fe + 4 O₂ = 2 Fe₃O₃

В случае химической коррозии часто бывает так, что образующееся соединение покрывает металл тонким, но плотно прилегающим слоем, который защищает металл от дальнейшего воздействия на него других веществ. Такие пленки на поверхности металлических изделий часто создают специально с целью предохранения их от коррозии; это такие процессы, как например, оксидирование, анодирование и др.

Электрохимическая коррозия характерна для сред, имеющих ионную проводимость. На поверхности металла, вследствие различных включений в металл, может быть много микроучастков, имеющих разные электродные потенциалы. Таким образом, если металл соприкасается с раствором электролита, создаются условия для возникновения микрогальванических коррозионных элементов. Электроны от мест с отрицательным электродным потенциалом (анодных участков) перемещаются к местам, имеющим менее отрицательное или положительное значение потенциала (катодным участкам). Металл, на анодных участках будет окисляться, и переходить в соединения с компонентами среды. На катодных участках будут восстанавливаться окислители, содержащиеся в растворе электролита.

Однако, если поверхность металла во всех точках имеет одинаковый потенциал, микрогальванический элемент возникать не будет. Например, если химически чистый цинк поместить в разбавленную кислоту, выделение кислорода почти отсутствует. Это объясняется тем, что на поверхности металла возникает однородный двойной электрический слой и ионы цинка, образующие один слой и находящиеся у поверхности металла, препятствуют ионам водорода подходить к поверхности металла и получать с неё электроны. Однако, если прикоснуться к поверхности цинка каким-либо менее активным металлом, например, медной проволокой, начинается усиленное растворение цинка и энергичное выделение водорода на поверхности медной проволоки. Причиной этого служит образование гальванического элемента, в котором цинк является растворимым (активным) анодом, который окисляясь, передает свои электроны катоду – меди. С поверхности меди ионы водорода легко принимают электроны, превращаясь в нейтральные атомы, а затем в молекулы водорода:

А(-) Zn⁰ - 2ē = Zn²⁺

/Cu/ K (+) 2H⁺ +2ē = H₂

Во всех случаях контакта более активного металла с менее активным металлом в присутствии электролита возникает гальваническая пара и усиливается коррозии активного металла.

Для защиты от коррозии, а также с декоративными целями поверхность одного металла часто покрывают другим металлом. Различают анодные и катодные металлические покрытия.

Анодные покрытия – металл покрывается более активным металлом, например, цинк по железу; олово по меди. Это надежная защита, поскольку даже в случае механического повреждения покрытия и образование гальванической пары, покрывающий металл является анодом, т.е. он принимает на себя коррозию и хорошо защищает основной металл. Таким образом, он играет роль протектора.

Катодное покрытие - металл покрывается менее активным металлом, например, олово по железу; никель по железу. Это не надежное покрытие. В случае механического повреждения покрытия и образования гальванической пары роль анода выполняет защищаемый металл (железо). В этом случае покрытие не защищает железо, а наоборот, ускоряет его коррозию.

В настоящее время имеется большое количество средств для борьбы с коррозией.

Вопросы к защите работы

1. Что такое коррозия металлов? Каковы причины возникновения электрохимической коррозии?

2. Что такое ингибиторы? В чем заключается сущность их действия?

Ø Учебная литература: /1/, с 685-693 / /2/, с593-628/, /3/, с.311-336.