ОСНОВИ ЗОННОЇ ТЕОРІЇ ТВЕРДИХ ТІЛ

Дата добавления: 2014-12-06; просмотров: 592

Защитные покрытия предохраняют изделия от коррозии и одновременно придают их поверхности ряд ценных свойств: износостойкость, отражательную способность, паяемость и др. Их подразделяют на металлические и неметаллические. Общими требованиями для всех видов покрытий являются: высокая адгезионная способность («прилипаемость» к поверхности материала), износостойкость, твердость, герметичность (сплошность, беспористость и непроницаемость для агрессивной среды).

По механизму своего защитного действия металлические защитные покрытия подразделяют на катодные — коррозионно-стойкие и анодные — протекторные.

Металлы катодных покрытий имеют в данной среде б?льшие (более положительные) значения электродных потенциалов, чем значения потенциала металла, на который они нанесены. Это, например, серебряное (?⁰ = 0,8 В) или никелевое (?⁰ = – 0,25 В) покрытие на железе (?⁰ = – 0,44 В). Изолируя поверхность от коррозионной среды, они защищают изделия лишь механически, поэтому основным требованием, предъявляемым к ним, является герметичность. В противном случае происходит разрушение металла основы (изделия) вследствие возникновения и функционирования коррозионного ГЭ, в котором покрытие выступает в качестве катода.

Металлы анодных покрытий имеют меньшие (более отрицательные) значения потенциалов в данной среде, чем потенциал металла, на который они нанесены. Поэтому цинковое (?⁰ = –0,74 В) или в некоторых средах алюминиевое (?⁰ = – 1,66 В) покрытие на железе (?⁰ = – 0,44 В) является анодным. Анодные покрытия защищают изделия не только механически, но и электрохимически.

Известны различные методы нанесения металлических покрытий ((выбор того или иного метода определяется назначением покрытия):

1. Электролиз — покрываемое изделие, являющееся катодом, погружают в гальваническую ванну с электролитом, содержащим ионы наносимого металла, через который пропускают постоянный электрический ток.

2. Металлизация — расплавленный металл с помощью газовой струи из шприц-пистолета наносят на поверхность мостов, деталей судов, больших баков и др.

3. Горячий метод — защищаемое изделие погружают в расплавленный металл. Покрытие (например, из Zn, Sn, Pb и др.) образуется после извлечения его из ванны.

4. Химический — покрытия (например, из Cu, Ni и др.) формируются при восстановлении металлов из растворов их солей.

5. Термодиффузионный — покрытия (например, из Al, Si, Cr, Ti и др.) образуются в результате диффузии ионов металла из твердой или газообразной фазы.

6. Газофазный — покрытие оседает на подложку в результате протекания газофазного процесса: окислительно-восстановительного, разложения и др.

7. Плакирование — покрытие наносится совместной прокаткой основного и защищающего металлов. Метод применим для листов, лент и других профилей.

Среди неметаллических покрытий можно выделить неорганические (портландцементные, силикатные эмали) и органические (лакокрасочные, полимерными материалами и др.)

Закон Бойля-Мариота (Р. Бойль, 1662; Э. Мариотт, 1676). При постоянной температуре объем данного количества газа обратно пропорционален давлению, под которым он находится. P1V1=P2V2. Закон Гей-Люссака (Ж.Гей- Люссак, 1802). При постоянном давлении изменение объема газа прямо пропорционально температуре. V1/T1=V2/T2 Объединенный газовый закон: Р1V1/T1=Р2V2/T2 РV/T= R –универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/моль К) РV =n RТ уравнение Менделеева-Клапейрона