3.6) Пассивность металлов.

Явление пассивности металлов открыто более двух веков назад, но продолжает активно изучаться, т.к. имеет огромное практическое значение.

Пассивность-это состояние относительно высокой коррозионной стойкости металла, вызванное торможением анодного процесса.

     К переходу в пассивное состояние склонны Fe,Cr,Ni,Ti,Al и многие другие металлы.

     Как правило, пассивное состояние наступает при контакте металлов с сильными окислителями: кислородом, пероксидом водорода, ионами хромата CrO₄^2-, бихромата Cr₂O₇^2-, и другими. Для титана это вода.

     Пассивное состояние металла можно вызвать путем смещения его электродного потенциала в положительную область с помощью внешнего источника тока. При этом регистрируют кривые анодной поляризации или потенциостатические кривые. Эти кривые имеют четыре характерных области (рис.7.2):

I-область активного растворения металла;

II- область формирования пассивного состояния, которое наступает после достижения потенциала пассивации j_п и плотности тока пассивации i_п;

III- область пассивности, наступающая при достижении потенциала полной пассивации j_п.пВ этой области скорость растворения метала минимальна и определяется плотностью тока полной пассивации i_п.п ;

Если в коррозионной среде присутствуют активные ионы,например Cl^-, то состояние пассивности преждевременно нарушается. Это происходит при потенциале “пробоя” j_пр  - происходит прорыв пассивной пленки ,сформировавшейся во второй области. При этом характер разрушения металла – питтинговая коррозия.

IV- область перепассивации, начинающаяся по достижении потенциала перепассивации j_пер. Скорость коррозии вновь возрастает при увеличении потенциала анода.

     В тех случаях ,когда для метала не характерно явление перепассивации ,связанное с его переменной валентностью ,смещение потенциала в положительную сторону может вызвать выделение кислорода по реакции:

         4OH^- Û O₂ + 2H₂O + 4e^-,                         (7.13)

либо протекание процесса анодирования – образования толстого слоя оксида на поверхности металла. Первый из этих процессов начинается при достижении равновесного значения потенциала jо₂ , а второй- значения потенциала j_АН.

     Для практических целей желательно, чтобы область пассивного состояния  была,  по  возможности  шире, т.е.  чтобы интервал

j_п.п - j_пер. был достаточно велик, а величины i_п и i_п.п - весьма малы.

Легирующие элементы, вводимые в сталь, по-разному влияют на характерные точки анодной поляризационной кривой (таблица 1).

 

Таблица 1. Влияние легирующих элементов на характерные точки кривой анодной поляризации.

Элемент	jп	jп.п	jпр	jпер	iп.п
Хром	Ü	Ü	Þ	Ü	ß
Никель	Û	Þ	Þ	Þ	ß
Молибден	Û	Ü	Þ	Ü	Ý
Кремний	¾	Ü	Þ	Þ	ß
Ванадий	¾	¾	Þ	Ü	Ý

 

Пояснения к таблице:

знак Þ означает смещение потенциала в положительную сторону;

знак Ü означает смещение потенциала в отрицательную сторону;

знак Ý или ß означает увеличение или уменьшение плотности тока соответственно;

Знак Û - противоречивые данные.