Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Пассивация и локальная анодная активация алюминия в средах различного состава при повышенных температурах : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.05

Год: 2013

Номер работы: 3963

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

Актуальность работы. Благодаря склонности к пассивации алюминий и его сплавы находят широкое применение в различных областях техники, поскольку соединяют в себе легкость, прочность, коррозионную стойкость, теплои электропроводность, невысокую стоимость и доступность. Тем не менее в процессе эксплуатации алюминиевого оборудования зачастую возникают проблемы из-за межкристаллитного и питтинго-язвенного разрушений конструкций, что связано с чистотой металла, состоянием его поверхности, темпер

1.1.Пассивность металлов

1.1.1 Явление пассивности: современное состояние и тенденции развития Явление электрохимической пассивности представляет собой состояние повышенной коррозионной устойчивости металла или сплава (в условиях, когда с термодинамической точки зрения они являются вполне реакционноспособными), вызванное преимущественным процесса их анодного растворения при достижении торможением критического потенциала пассивации [1,2]. Согласно современным представлениям пассивация обусловлена взаимодействием пов

С термодинамической точки зрения алюминий представляет собой достаточно активный в электрохимическом отношении металл, величина стандартного электродного потенциала которого составляет -1,66 В (н.в.э.) в кислом растворе и -2,35 В (н.в.э.) — в щелочном [38]. Вместе с тем, алюминий обладает высоким сродством к кислороду, легко окисляется и гидроксилируется, большинстве проявляя высокую коррозионную сред, которую стойкость в атмосфер и химических обеспечивает защитная пленка, присутствующая

1.2. Нарушение пассивности в условиях локальной активации металлов

1.2.1 Явление локальной активации: теории, количественная характеристика Отличительной чертой коррозии пассивных металлов в присутствии агрессивных ионов является локальный характер поражений, при котором в результате местного активирования поверхности разрушения локализуются в отдельных ее центрах в виде, так называемых, питтингов (ПТ). Под ПТ понимают углубление, образовавшееся на поверхности металла в результате растворения некоторого, сравнительно небольшого ее участка со скоростью, не м

1.2.2 Специфика локальной активации алюминия в средах, близких к нейтральным Исследованию электрохимических процессов, происходящих при взаимодействии алюминия и его сплавов с водными растворами различного анионного состава, посвящено большое количество работ [2,29,40,41,43,85-91]. Это связано с широким использованием подобных систем в медицине, фармацевтической и пищевой промышленности, самолетои автомобилестроении и строительстве, при проектировании теплообменного источников оборудования,

Как и для гетерогенных химических реакций, температура влияет на скорость электрохимического процесса, прежде всего, через изменение константы скорости, в соответствии с уравнением Аррениуса [19]. Однако такая зависимость не всегда выполняется в электрохимических системах в результате действия при повышенных температурах вторичных осложняющих эффектов (изменение структуры и свойств поверхностного слоя металла, возникновение или отрицательный разностный (или разрушение пассивного состояния, з

1.4 Аминокислоты как новые объекты исследования в электрохимии алюминия В современных условиях в промышленности все чаще используют изделия из алюминия и его сплавов, контактирующие с водными растворами органических веществ, среди которых особый интерес вызывают аминокислоты (АК). Благодаря высокой комплексообразующей способности и адсорбционным свойствам, они могут выступать как ингибиторами, так и стимуляторами коррозии в зависимости от природы физико-химической системы и концентрации АК.

Для решения поставленных в работе задач был использован комплекс независимых физико-химических методов (вольтамперометрия с линейной скоростью развертки метод потенциала, вращающегося сканирующая хронопотенциометрия, дискового электрода, микроскопия, хроноамперометрия, оптическая микроскопия, электронная совмещенная с рентеноспектральным микроанализом, рентгенофазовый анализ, кондуктометрия, рН-метрия).

Изучение электрохимического поведения алюминия проводили на потенциостате IPC-Compact с помощью программного обеспечения Equivalent Circuits Solver (Ver

1.2) (точность ±2мВ), поскольку у данного прибора нет встроенного катодного вольтметра контроль потенциала при работе на потенциостате осуществлялся внешним цифровым вольтметром В7-35 (точность ±0,1мВ). Питание IPC-Compact осуществлялось от сети переменного тока при напряжении 220±10% В и частоте 50+1% Гц.

Подбор материала рабочего электрода для исследования анодного поведения (алюминий марки А99 (табл.

2.1)) был обусловлен его высокой теплопроводностью фармацевтической автомобилестроении теплообменного источников и и и возможностью пищевой использования в медицине, и промышленности, при самолето- строительстве, проектировании химических материалов оборудования, и создании конденсаторов, полупроводниковых тока новейших [2,39,41,51,91], а также - способностью сохранять устойчивое

В качестве рабочих были выбраны электролиты (табл.

2.2), в которых при проведении электрохимических экспериментов металл мог находиться в активном, пассивном состояниях или подвергаться ЛА, что позволило получить систематизированные данные о влиянии природы добавки (хлорид натрия, бромид натрия, глицин, а-аланин) на кинетику окисления алюминия в широкой зоне потенциалов. Растворы готовили дистиллированной воде. из реактивов марки "ч.д.а." и "х.ч." на До и после каждо

Электролитической ячейкой служила стеклянная трехэлектродная ячейка с неразделённым катодным и анодным пространством (термостойкий стакан объёмом 2,5-10"4

м3) и свободным доступом воздуха. В опытах при повышенных температурах (от 35 до 70 °С) ячейку помещали в термостат, роль которого выполняла водяная баня LW-4 (температура в последней поддерживалась с точностью ±1 °С), а при температурах 5 ч- 10 °С охлаждение достигали

введением в систему смеси воды со льдом (контроль темп

В качестве основного электрохимического метода исследования была выбрана вольтамперометрия с линейной скоростью развертки потенциала. Возможности данного метода велики. Он позволяет изучать сложные электрохимические процессы, определять их кинетические параметры и лимитирующие стадии [146-148]. Для реализации данного метода в настоящей работе в начале каждого опыта электрод выдерживали в рабочем растворе 10 минут, затем снимали анодную поляризационную кривую (АПК) от потенциала коррозии со

Подготовку образца проводили аналогично, описанной в п.

2.1.1. Для получения хронопотенциограмм (ХПГ) записывали изменение электродного потенциала во времени в режиме саморастворения (i=0 мкА/см ) и совмещали полученные хронопотенциометрические данные с микроскопическим контролем поверхности образца. Форма Е-т кривых (рис.

2.4) и вид поверхности после эксперимента позволяют судить о типе растворения металла в бестоковых условиях [149]. Е* а ) Е- б ) Т Т Рис.

2.4. Схемы

Из-за сложности оценки метод, потенциала в рамках ПО которого по по данным форме вольтамперометрических хроноамперометрический исследований параллельно использовали кинетических 1-х кривых при фиксированных значениях потенциалов можно судить о том, в каком состоянии находится исследуемый металл: активно растворяется, пассивируется или подвергается ЛА. Типичные схемы вышеупомянутых кривых представлены на рис

2.5. u I * ''ИНД T X Рис.

2.5. Схемы типичных хроноамперограмм

1 Для оценки влияния гидродинамических условий были проведены дополнительные исследования на вращающемся дисковом электроде (ВДЭ). Рабочей частью ВДЭ служил алюминиевый диск (алюминий марки А99 (А1 99,99%), ориентация -Ц S=0,20-10"4 м 2 ), вмонтированный в изолирующую оболочку (рис.

2.6). Оболочка вместе с диском приводилась во вращение при помощи электромотора (ДПМ-30), причем вращение происходило вокруг вертикальной оси, проходящей строго через центр диска. Экспериментальные иссл

Описанные визуальным электрохимические исследования были дополнены контролем состояния поверхности рабочего электрода до и после каждого эксперимента (вольтамперометрии, хронопотенциометрии или хроноамперметрии) на микроскопах МБС - 2 (при увеличении

х7) и МИМ - 7 (при увеличении х500). По форме, диаметру и глубине ПТ, их концентрации на поверхности определяли интенсивность ЛА алюминия в рабочих растворах. Глубину ПТ устанавливали методом двойной фокусировки, а диаметр при помощи оку

Дополнительный качественный контроль поверхности рабочего электрода проводился методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) при увеличении до xllOO. Данный метод позволяет получать изображения топографии поверхности с высоким пространственным разрешением в режиме детектирования вторичных электронов. Образец для анализа (рабочий электрод после электрохимического эксперимента) помещался микроскопа в кювете JEOL в рабочую камеру растрового электронного и далее LV, калибровался по кобальту

Качественный и полуколичественный химический анализ продуктов, образующихся в ходе электрохимических исследований, осуществлялся на энергодисперсионной приставке INCA Energy-250 к сканирующему электронному микроскопу. Количественный анализ основан на сравнении измеренных интенсивностей (I) конкретной линии данного элемента в спектрах исследуемого образца и образца сравнения. Для определения концентрации (С) используют интенсивности конкретных линий спектра чистых элементов или их стехиометри

Качественный алюминиевом фазовый в анализ веществ, формирующихся на образце ходе электрохимического эксперимента, осуществлен методом рентгенофазового анализа (РФА) на универсальном дифрактометре ДРОН-3. В дифрактометре излучение, использовалось которого монохроматическое рентгеновское источником являлась рентгеновская трубка БСВ-27 с медным анодом (А,=1,15402 нм). Исследуемый образец помещался в кювету, а затем в ДРОН-3. Образцы для РФА были получены на алюминиевом электроде после

Измерения электропроводностей растворов осуществляли на переменном токе с частотой < 10 Гц. Эксперименты проводили на классической установке (рис.

2.9а), основной частью которой является мост Уитстона, образованный контуром из сопротивлений Rj - Рм (рис.

2.96). На одну из диагоналей моста подавалось питание от генератора переменного (синусоидального) напряжения, а на другой диагонали регистрировался сигнал индикатором нуля И (осциллограф). При Ri/R2 = R3/R4 на диагонали аб о

Статистическую оценку достоверности экспериментальных результатов проводили в предположении, что в исследуемых системах выполняется закон нормального гауссовского распределения ошибок [160]. Данные обрабатывались на ЭВМ на базе Pentium 4 с помощью программы Microsoft Excel 2003 для Windows ХР. Построение графиков осуществляли с помощью комбинации программ Microsoft Excel 2003 и CorelDraw версия 13. Функциональными считали зависимости с коэффициентом корреляции R>0,9 при уровне значимости