Контрольная работа по Металлургия на тему Коррозия и защита металлов

1. По каким признакам классифицируют коррозионные процессы? Коррозионные процессы классифицируют по механизму, характеру коррозионного разрушения и условиям протекания.
По механизму процесса различают химическую и электрохимическую коррозию металлов.
По характеру коррозионного разрушения различают общую (сплошную) или местную коррозию. Сплошная коррозия подразделяется на равномерную, неравномерную и избирательную.
2. При каких условиях электрохимическая коррозия термодинамически возможна? На границе раздела металл-электролит происходит одновременно межфазный переход заряда и адсорбция ионов и полярных молекул. В результате в стационарном состоянии на рассматриваемой границе раздела устанавливается динамическое равновесие, такая система называется двойным электрическим слоем. Скачок потенциала в ДЭС представляет собой межфазную разность потенциалов (между электродом и раствором). Следовательно, процессы отщепления и присоединения электронов при электрохимических реакциях протекают в электрическом поле, которое может значительно замедлять или ускорять реакции с участием заряженных частиц. Кроме того, сильное электрическое поле влияет на их концентрацию у поверхности электрода, втягивая заряженные частицы в зону реакции или выталкивая их из ДЭС в зависимости от соотношения знака скачка потенциала и знака заряда частиц. Обычно на металлических электродах, погруженных в раствор электролита, протекает одновременно несколько электрохимических реакций. В таких случаях потенциал электрода можно рассматривать как алгебраическую сумму потенциалов отдельных реакций, т.е. потенциалов, которые возникали бы на электроде при независимом протекании каждой из этих реакций. И только при условии, что потенциалопределяющей для данного электрода в данном растворе является какая-либо одна электродная реакция, понятия потенциал электрода и потенциал электродной реакции совпадают. Приведенное определение электродных потенциалов позволяет в удобной форме выразить критерий термодинамической возможности коррозионных процессов. Поскольку электрохимическая коррозия металлов – самопроизвольный процесс, то термодинамическим условием его протекания является уменьшение энергии Гиббса (∆rG < 0), которое можно оценить по знаку ЭДС коррозионного гальванического элемента.
Так как ∆rG=−nFE, то ∆rG < 0, если E > 0. Поскольку E = ϕк – ϕа, то условие самопроизвольного протекания реакции ϕа < ϕк. При электрохимической коррозии на аноде происходит окисление металла, а на катоде протекают реакции восстановления водородного или кислородного электрода, следовательно, термодинамическое условие электрохимической коррозии: ϕMen+/Me <ϕOH−/O2, ϕ2H+/H2.
3. Какие Вы знаете способы нанесения металлических защитных покрытий? В чем их преимущества и недостатки? В промышленности широко применяются металлические покрытия для защиты от коррозии конструкционных материалов, для придания поверхности изделий декоративного вида и специальных свойств. По характеру защиты металлические покрытия подразделяют на анодные и катодные. Анодные покрытия защищают металлическую поверхность электрохимически по механизму протекторной защиты, т.к. электродный потенциал металла покрытия более электроотрицателен, чем электродный потенциал металла основы. Например, цинковые покрытия являются анодными по отношению к стали. Катодные покрытия обеспечивают защиту механически, полностью изолируя защищаемую поверхность от коррозионной среды. Например, покрытия из более благородных или пассивирующихся металлов (медь, никель, хром, олово и т.п.) защищают сталь от коррозии при отсутствии пор. В противном случае в порах покрытия происходит локальное разрушение металла основы (язвенная или питтинговая коррозия). Следует избегать контактной коррозии при соединении конструкций, защищенных покрытиями из активных металлов, с незащищенными или с защищенными катодными покрытиями.