Коррозия металлических материалов. Пособие по курсу «Коррозия специальных материалов»
.pdfОсобенности коррозии некоторых металлов |
71 |
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПОДГОТОВКА К САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ
При подготовке к самостоятельной работе необходимо принимать во внимание следующее:
1. При коррозии в водных средах на анодах будет происходить растворение металла с образованием гидратированных ионов и нескомпенсированных электронов:
Me + mH2O = Mez+ mH2O + ze.
2. На катодах в зависимости от конкретных условий наиболее вероятны два процесса:
а) при контакте нейтрального или основного электролита с атмосферой преобладает кислородная деполяризация:
O2 + 2H2O + 4e = 4OH–;
б) если электролит кислый, то преобладать будет водородная деполяризация:
2H3O + 2e = H2 + 2H2O.
Аноды и катоды определяются по таблице стационарных потенциалов.
72 |
ПриГложениеава6 |
ПРИМЕРЫ ПРОВЕРОЧНЫХ РАБОТ
ВАРИАНТ 1
1.Наиболее активно корродирует:
1)химически чистое железо;
2)железо в отсутствие влаги;
3)техническое железо во влажном воздухе;
4)техническое железо в растворе электролита.
2.В случае электрохимической коррозии находящихся в контакте металлов:
1)на аноде идет восстановление;
2)на катоде идет окисление;
3)менее активный металл является анодом;
4)менее активный металл является катодом;
5)более активный металл является анодом.
3.В случае электрохимической коррозии находящихся в контакте металлов кадмия и меди в кислой среде:
1)на аноде идет растворение кадмия;
2)на аноде идет растворение меди;
3)на аноде идет восстановление кислорода до гидроксидионов;
4)на аноде идет восстановление катионов водорода до молекулярного водорода.
4.Для получения металлических покрытий железа используются металлы, которые по сравнению с железом:
1)более активны;
2)и более активны, и менее активны;
3)менее активны;
4)металлы не используются.
5.Что будет происходить на аноде при коррозии пары Zn–Ni
вморской воде?
6.В какую сторону будет смещаться равновесие реакции
3H2 + N2 2NH3 + Q при добавлении в систему азота? Объяснить. 7. На Са образуется оксидная пленка. Будет ли она защитной?
Доказать.
Особенности коррозииПриложенекоторыхие |
металлов |
73 |
ВАРИАНТ 2
1.Наиболее активно корродирует:
1)техническое железо в морской воде;
2)техническое железо в вакууме;
3)техническое железо во влажном воздухе;
4)химически чистое железо.
2.В случае электрохимической коррозии находящихся в контакте металлов:
1)на катоде идет восстановление;
2)на катоде идет окисление;
3)менее активный металл является анодом;
4)менее активный металл является катодом;
5)более активный металл является анодом.
3.В случае электрохимической коррозии находящихся в контакте металлов железа и титана в кислой среде:
1)на аноде идет восстановление кислорода до гидроксидионов;
2)на катоде идет растворение железа;
3)на катоде идет растворение титана;
4)на катоде идет восстановление катионов водорода до молекулярного водорода.
4.Для получения металлических покрытий железа используются металлы, которые по сравнению с железом:
1)более активны;
2)и более активны, и менее активны;
3)менее активны;
4)металлы не используются.
5.Что будет происходить на катоде при коррозии пары Zn–Ni
вморской воде?
6.В какую сторону будет смещаться равновесие реакции
3H2 + N2 2NH3 + Q при добавлении в систему аргона? Объяснить. 7. На Zn образуется оксидная пленка. Будет ли она защитной?
Доказать.
74 |
ПриГложениеава6 |
ВАРИАНТ 3
1.Наиболее активно корродирует:
1)техническое железо;
2)химически чистое железо;
3)железо, покрытое слоем цинка;
4)сплав железа с хромом и никелем.
2.В случае электрохимической коррозии находящихся в контакте металлов:
1)на катоде идет окисление;
2)более активный металл является анодом;
3)на аноде идет восстановление;
4)более активный металл является катодом;
5)на аноде идет окисление.
3.В случае электрохимической коррозии находящихся в контакте металлов железа и меди в растворе пищевой соды:
1)на катоде идет растворение железа;
2)на катоде идет восстановление катионов водорода до молекулярного водорода;
3)на катоде идет восстановление кислорода до гидрок- сид-ионов;
4)на катоде идет растворение меди.
4.Какой металл будет сильнее корродировать в растворе кислоты – свинец или молибден?
5.Химическую коррозию вызывают:
1)кислород;
2)хлор;
3)оксиды серы;
4)все перечисленные вещества.
6.В какую сторону будет смещаться равновесие реакции
3H2 + N2 2NH3 + Q при повышении давления? Объяснить.
7. На W образуется оксидная пленка. Будет ли она защитной? Доказать.
Особенности коррозииПриложениеекоторых металлов |
75 |
Таблица 4.1 Стандартные потенциалы металлов (ряд напряжений)
Реакция Потенциал, В
K+ +e K |
–2,925 |
||
Ba2+ |
+2e Ba |
–2,900 |
|
Mg2+ |
+2e Mg |
–2,370 |
|
Al3+ |
+3e Al |
–1,660 |
|
Ti2+ |
+2e Ti |
–1,630 |
|
Ti3+ |
+3e Ti |
–1,210 |
|
Mn2+ |
+2e Mn |
–1,180 |
|
Cr2+ |
+2e Cr |
–0,913 |
|
Zn2+ |
+2e Zn |
–0,762 |
|
Cr3+ |
+3e Cr |
–0,740 |
|
Fe2+ |
+2e Fe |
–0,440 |
|
Cd2+ |
+2e Cd |
–0,402 |
|
Mn3+ |
+3e Mn |
–0,283 |
|
Co2+ |
+2e |
Co |
–0,277 |
Ni2+ |
+2e |
Ni |
–0,250 |
Mo3+ |
+3e |
Mo |
–0,200 |
Sn2+ |
+2e |
Sn |
–0,136 |
Реакция |
Потенциал, В |
||
Pb2+ |
+2e Pb |
–0,126 |
|
Fe3+ |
+3e Fe |
–0,037 |
|
H+ +e 1/2H2 |
0,000 |
||
Sn4+ |
+4e Sn |
+0,007 |
|
Bi3+ |
+3e Bi |
+0,215 |
|
Sb3+ |
+3e Sb |
+0,240 |
|
Cu2+ |
+2e Cu |
+0,337 |
|
Co3+ |
+3e Co |
+0,418 |
|
Cu+ +e Cu |
+0,521 |
||
Ag+ +e Ag |
+0,799 |
||
Hg2+ |
+2e Hg |
+0,854 |
|
Pd2+ |
+2e |
Pd |
+0,987 |
Ir3+ |
+3e |
Ir |
+1,150 |
Pt2+ |
+2e |
Pt |
+1,190 |
Au3+ |
+3e |
Au |
+1,500 |
Au+ +e Au |
+1,690 |
||
|
|
|
|
76 |
ПриГложениеава 6 |
Сплошность пленок
|
Плотность |
|
Плотность |
Атомная |
Молекуляр- |
Валент- |
|
Металл |
Оксид |
масса |
ная масса |
ность |
|||
металла |
оксида |
||||||
|
|
А |
М |
n |
|||
|
0,862 |
|
|
||||
K |
K2O |
2,32 |
39 |
94 |
2 |
||
Na |
0,968 |
Na2O |
2,27 |
23 |
62 |
2 |
|
Ca |
1,54 |
CaO |
3,4 |
40 |
56 |
1 |
|
Ba |
3,76 |
BaO |
5,72 |
137 |
153 |
1 |
|
Mg |
1,74 |
MgO |
3,58 |
24 |
40 |
1 |
|
Cd |
8,65 |
CdO |
8,15 |
112 |
128 |
1 |
|
Ge |
5,323 |
GeO2 |
4,703 |
73 |
105 |
1 |
|
Al |
2,69 |
Al2O3 |
3,96 |
27 |
102 |
2 |
|
Ti |
4,505 |
Ti2O3 |
4,6 |
48 |
144 |
2 |
|
Zn |
7,133 |
ZnO |
5,7 |
65 |
81 |
1 |
|
Be |
1,85 |
BeO |
3,01 |
9 |
25 |
1 |
|
Cu |
8,96 |
Cu2O |
5,8 |
64 |
144 |
2 |
|
U |
19,04 |
UO2 |
10,95 |
238 |
270 |
1 |
|
W |
19,32 |
WO3 |
7,16 |
74 |
122 |
1 |
Особенности коррозии некоторых металлов |
77 |
|
|
ИСТОЧНИКИ
1.Жук Н. П. Курс теории коррозии и защиты металлов. – М.: Металлургия, 1987.
2.Розенфельд И. Л., Жигалова К. А. Ускоренные методы коррозионных испытаний. – М.: Металлургия, 1966.
3.Морская коррозия : справочник. – М.: Металлургия, 1983.
4.Фомин Г. С. Коррозия и защита от коррозии. Энциклопедия международных стандартов. – М.: Протектор, 2013.
5.Коррозия конструкционных материалов : справочник. В 2 кн. – М.: Металлургия, 1990.
6.ГОСТ 9.005-72. Металлы, сплавы, металлические и неметаллические неорганические покрытия. Допустимые и недопустимые контакты с металлами и неметаллами [Электронный ресурс]. – https://docs.cntd.ru/document/1200007216.
7.Macki J. M., Kochen R. L. The corrosion behavior of uraniumbase U-Nb, U-Nb-Zr, and U-Mo alloys in hydrochloric acid and ocean water. – Colorado: Dow Chemical Company, Rocky Flats Division, 1971.
8.Handley-Sidhu S., Keith-Roach M. J., Lloyd J. R., Vaughan D. J. A review of the environmental corrosion, fate and bioavailability of munitions grade depleted uranium // Sci. Total Environ. 2010. Vol. 408. P. 5690–5700.
9.Hilton B. A. Review of oxidation rates of DOE spent nuclear fuel. Part 1. Metallic fuel : ANL Report ANL-00/24. Nov. 2000.
10.Baker M., Less L. N., Orman S. Uranium + water reaction. Part 2. Effect of oxygen and other gases // Trans. Faraday Soc. 1966. Vol. 62, No. 525. P. 2525–2530.
11.Banos A., Hallam K. R., Scott T. B. Corrosion of uranium in liquid water under vacuum contained conditions. Part 1. The initial bina-
ry U + H2O(l) system // Corr. Sci. 2019. Vol. 152. P. 249–260.
12. Grenthe J. Chemical thermodynamics of uranium. – Elsevier,
1992.
78 |
ГлаваИсточники6 |
13.Croff A. G., Wymer R. G., Tavlarides l. L. et al. Background, status and issues related to the regulation of advanced spent nuclear fuel Recycle facilities: ACNW&M Paper (NUREG-1909). June 2008.
14.Wronkiewicz D. J., Bates J. K., Wolf S. F., Buck E. C. Ten-
years results from unsaturated drip tests with UO2 at 90 C: implication for the corrosion of spent nuclear fuel // J. Nucl. Materials. 1996. Vol. 238, Issue 1. P. 78–95.
15.Grenthe I. J., Fuger R. J., Komgs M. et al. Chemical thermodynamics of uranium. Vol. 1. Chemical thermodynamics of uranium. – Amsterdam: Elsevier, 1992.
16.Громов В. В. Влияние ионизирующего излучения на кинетику растворения твердых тел. – M.: Атомиздат, 1976.
17.Chiistensen H., Sundук S. Solubility of U(IV) hydrous oxides in concentrated solutions // J. Nucl. Materials. 1996. Vol. 238. P. 70.
18.Sunder S. Radiolysis effects in UO2 dissolution // Nucl. Tech. 1998. Vol. 21, Issue I. P. 122.
19.Banos A., Burrows R., Scott T. B. A review of mechanisms, reaction products and parameters affecting uranium corrosion in water. Coordination chemistry reviews, 439/2021, 213899.
20.Кларк Д. Л., Хеккер З. С., Джарвинен Г. Д. и др. Плутоний. Химия актиноидов и трансактиноидных элементов. – Саров: РФЯЦ – ВНИИЭФ, 2010.
21.Милюкова М. С., Гусев Н. И., Сентюрин И. Г. и др. Аналитическая химия плутония. – М.: Наука, 1965.
22.Плутоний. Фундаментальные проблемы. Т. 1. – Саров: РФЯЦ – ВНИИЭФ, 2003.
23.Плутоний. Фундаментальные проблемы. Т. 2. – Саров: РФЯЦ – ВНИИЭФ, 2003.
24.Эверест Д. Химия бериллия. – М.: Химия, 1984.
Особенности коррозии некоторых металлов |
79 |
|
|
Научное издание
Казаковская
Татьяна Викторовна
Коррозия металлических материалов
Пособие по курсу «Коррозия специальных материалов»
Редактор, корректор Н. Ю. Зимакова
Компьютерная подготовка оригинала-макета М. С. Мещерякова Дизайн обложки Я. А. Руднева
Подписано в печать 30.07.2024 |
Формат 60×90/16 |
Усл. печ. л. ~4,9 Уч. изд. л. ~4,3 |
Тираж 100 экз. |
Зак. тип. 1345-2024
Отпечатано в ИПЦ ФГУП «РФЯЦ – ВНИИЭФ» 607189, г. Саров Нижегородской обл., ул. Силкина, 23
