6.2 Методика експерименту

Прилади і реактиви: розчин HCl (30%), розчин NaCl (25%), ексикатори, пластмасові гачки, штангенциркуль, аналітичні ваги, інгібітор, наждаковий і фільтрувальний папір; зразки металу.

Приготувати 2 серії по два зразка досліджуваних металів (Fe, Zn, Nі): зачистити всі пластинки наждаковим папером, промити водою, просушити фільтрувальним папером і зважити на аналітичних вагах з точністю до 0,0001 г. За допомогою штангенциркуля визначити розміри зразків з точністю до 0,1 мм і обчислити площу їхньої поверхні ( з огляду на отвір, якщо необхідно).

В один з ексикаторов налити 30-50 мл розчину хлоридної кислоти. Одну пластинку кожного металу залишити для контролю, а інші занурити в склянку з випробуваним інгібітором на 2 хв. Потім вийняти, дати стекти надлишку інгібітора, витримати на повітрі 1 годину. Після цього помістити всі зразки в середовище НСl, розмістивши їх на підставці в ексикаторі, де вони витримуються 72 години (без підігріву) .

Після цього дістають одну пластину, знімають з неї змащення фільтрувальним папером, промивають спиртом ( при необхідності зважують) і оцінюють сліди корозійних руйнувань. Аналогічні досліди проводять у середовищі розчину NaСl в іншому ексикаторі.

Дані заносяться в табл.1.

6.3 Обробка результатів

Для оцінки захисної здатності консерваційних матеріалів по площі корозійного пошкодження визначають відсоток корозійних ділянок від площі випробуваної пластинки. Корозійні ділянки на торцях пластинок і на відстані менше 2 мм від країв не враховуються.

Площу корозійних ділянок випробуваних зразків визначити:

а) візуально, користуючись шкалою корозії (додаток 6);

б) по зміні маси за час дослідів.

Оцінку захисних здібностей ваговим методом роблять по показнику корозії, що обчислюється по формулі:

K_m ⁺= Δ m / (S∙ τ) , г/(м² год) , (4)

де Δ m - зміна маси пластинки, г; S - площа поверхні пластинки, м^2.

Таблиця 1.

Номер зразка	Площа поверхні, S, м2	Інгі-бітор	рН середо- вища	Маса зразка до досліду, m0, г	Маса зразка після досліду, mτ , г	Зміна маси, Δm, г	Площа кор. ділянок, %	Km+
1	2	3	4	5	6	7	8	9

У висновках по експериментальним даним оцінити ефективність дії інгібітору в залежності від середовища .

Література: [2,9].

Лабораторна робота №7

Захисні гальванічні покриття: ніколювання купруму

Ціль роботи: освоїти метод нанесення ніколевого покриття гальванічним методом, розрахувати товщину шару покриття.

7.1 Теоретична частина

Нанесення поверхневих гальванічних покрить має ряд переваг перед іншими методами захисту, тому що воно дозволяє:

• регулювати товщину шару;

• ощадливо витрачати кольорові метали;

• наносити покриття з металів, що мають високу температуру плавлення, (хром, нікол, купрум, аргентум, платина).

Захисні електрохімічні покриття повинні мати:

• гарне зчеплення з основним металом;

• здатність ізолювати виріб від агресивного середовища;

• власну корозійну стійкість;

• задані фізико-механічні властивості.

Одержання покриттів з високими захисними властивостями можливо при введенні в електроліт різних добавок і поверхнево-активних речовин.

Введення поверхнево-активних речовин (ПАР) впливає на число активних центрів і процеси зародження кристалів. Електроосадження металів відбувається, як правило, при високих перенапругах. Електроосаджені шари в присутності ПАР мають розмір кристалів на кілька порядків менше, ніж при звичайній кристалізації, тому що адсорбція домішок гальмує лінійний ріст кристалів, а висока перенапруга сприяє виникненню великого числа кристалів.

Адсорбція домішок викликає порушення в побудові кристалічних ґрат і призводить до крапкових (вакансії і домішки), лінійних (крайові і гвинтові дислокації) і площинних дефектів.

Металеві покриття повинні бути непроникними для корозійних агентів. Однак, якщо в металевому покритті є дефекти у виді пір, подряпин, вм'ятин, то характер корозійного руйнування основного металу визначається електрохімічними характеристиками обох металів.

Захисні антикорозійні покриття можуть бути анодними і катодними.

Потенціал анодного покриття нижче потенціалу металу, що захищається - в цьому випадку виріб захищається не тільки механічно, але і електрохімічно, тому що покриття, будучи анодом, буде корозувати, запобігаючи руйнуванню виробу.

Потенціал катодного покриття вище потенціалу металу, що захищається, тому основний виріб не буде піддаватися електрохімічній корозії лише доти , доки захисний шар залишається суцільним ( механічний захист).

Покриття ніколем використовують для захисту від корозії і для декоративної обробки деталей. Нікол має стійкість на повітрі, у розчинах лугів і в деяких кислотах.

Нікель у парі з ферумом є катодом, тому що має більш електропозитивний потенціал, чим ферум. Нікол може захищати сталь тільки механічним шляхом, отже, покриття не повинне мати пір і повинне мати велику товщину - 20-25 мкм.

Існує кілька різновидів ніколевих покриттів.

Ніколювання матове - нанесення на поверхню металевих деталей матового шару ніколю. Основним компонентом електролітів для одержання матових покриттів ніколю є сульфат ніколю. У розчин додають також сульфат натрію чи магнію для одержання пластичних і поліруємих покриттів, а також борну кислоту для підтримки стійкого значення рН.

Блискуче ніколювання використовують для захисно-декоративної обробки поверхні. При цьому відпадає необхідність полірування покриття. Блискучий нікол можна наносити на деталі зі складним профілем, він має здатність згладжувати нерівності. Для одержання блискучих покриттів до складу розчину електроліту вводять спеціальні добавки - блискоутворювачі. Блискучі ніколеві покриття володіють зниженою корозійною стійкістю в порівнянні з матовими покриттями.

Ніколювання чорне - електролітичне нанесення на поверхню металевих виробів шару ніколю чорного кольору. Таке покриття використовують як із захисно-декоративною ціллю, так і для зменшення коефіцієнта відображення світла. Воно знайшло застосування в оптичній промисловості й у деяких галузях машинобудування. У чорного ніколю низькі показники корозійної стійкості, пластичності і міцності зчеплення з поверхнею.

Багатошарові в 2-3 шара ніколеві покриття володіють більшою корозійною стійкістю , ніж одношарові. Використовують також двошарове покриття, яке називають "сил-нікол". Воно складається з першого блискучого шару ніколю. Другий шар одержують з електроліту, що містить у вигляді суспензії каолін, що осаджується разом з ніколем і включається в осад.

Нанесення ніколевих покриттів забезпечує економію ніколю і підвищує експлуатаційні властивості конструкцій.

Електрохімічний метод нанесення металевого покриття полягає в електролізі розчину, що містить сіль даного металу. Анодом, як правило, служить метал покриття, катодом - виріб. Під дією постійного електричного струму від зовнішнього джерела на катоді відбувається розряд позитивних іонів металу з розчину (Ме²⁺ +2е^- = Ме⁰ ) і утворення металевого покриття. Анод, що розчиняється при електролізі, посилає в розчин іони металу, підтримуючи цим сталість їхньої концентрації.

Кількісно електроліз підкоряється законам Фарадея, на підставі яких можна підрахувати вихід по струму, товщину шару покриття і час, необхідний для одержання шару заданої товщини.