РЕФЕРАТ 5
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
1.1 Особенности свойств аморфных сплавов 8
1.2 Электрохимия и коррозия аморфных сплавов 11
1.2.1 Электрохимия никеля и железа в сульфатсодержащих
средах 12
1.2.2 Сплав 2НСР 15
1.3 Способы описания электрохимического равновесия в растворах.
Диаграмма Пурбэ для системы сплав 2НСР - Н2О 16
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 19
2.1 Методика снятия вольтамперограмм 19
2.2 Оборудование, реактивы, приготовление растворов 19
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 22
3.1 Поведение свободной и контактной сторон сплава 2НСР
при рН = -1 22
3.2 Поведение свободной и контактной сторон сплава 2НСР при рН = 3... 31
3.3 Поведение свободной и контактной сторон сплава 2НСР при рН = 6... 41
3.4 Поведение свободной и контактной сторон сплава 2НСР при рН = 7... 55
3.5 Поведение свободной и контактной сторон сплава 2НСР при рН = 9... 68
3.6 Поведение свободной и контактной сторон сплава 2НСР
при рН = 12 80
3.7 Поведение свободной и контактной сторон сплава 2НСР
при рН = 14 90
3.8 Экспериментальное определение среднего содержания кислорода
на обработанных образцах сплава 2НСР при различных потенциалах
и рН 108
3.9 Экспериментальное исследование взаимосвязи катодных пиков
с пределом анодной поляризации 110
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 114
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 115
ABSTRACT 118
ПРИЛОЖЕНИЯ А 119
ПРИЛОЖЕНИЯ Б 121
ПРИЛОЖЕНИЯ В 124
ПРИЛОЖЕНИЯ Г 128
ПРИЛОЖЕНИЯ Д 132
ПРИЛОЖЕНИЯ Е 135
ПРИЛОЖЕНИЯ Ж 138
Несмотря на то, что человечество с древнейших времен сталкивалось с аморфными материалами, понятие аморфный металл было введено только в середине прошлого века. Аморфные металлы или металлические стекла - это металлические сплавы, которые не имеют дальнего порядка в структуре, а потому в подобных материалах отсутствуют линейные дефекты, границы зерен, то есть высоколокализо- ванные области с избыточной энергией, где чаще всего и возникают очаги коррозии. Подобные особенности обеспечивают уникальность коррозионного и электрохимического поведения аморфных сплавов. В связи с недостаточностью данных по коррозии аморфных сплавов данная работа призвана частично заполнить этот пробел.
Известно, что для перехода в пассивное состояние сплав должен покрываться сплошной пассивирующей пленкой. Определение возможности возникновения пассивного состояния - это одна из целей составляемых теоретически диаграмм потенциал Е-рН. Для практической проверки данных диаграммы необходимы исследования электрохимии сплава в электролитах с несколькими значениями рН.
Актуальность работы прежде всего в том, что ранее не проводилось изучения электрохимического поведения аморфного сплава 2НСР при различных значениях рН, а в связи с появлением расчетной диаграммы Пурбэ для сплава 2НСР сравнение теоретических расчетов с экспериментальными данными по фазам, получаемым при окислении сплава в различных условиях представлялось особо интересным.
Таким образом, целью данной работы является экспериментальная проверка диаграммы Пурбэ для системы аморфного сплава 2НСР (Fe + 3% B + 1,5% Ni + 5% Si) - H2O
Для достижения цели были поставлены следующие задачи.
1 Получение анодно-катодных циклических вольтамперограмм при скоростях развертки потенциала 10, 30, 50, 70, 100, 120 и 150 мВ/с на электродах, изготовленных на основе аморфного сплава 2НСР с учетом особенностей морфологии сторон ленты при рН = -1, 3, 6, 7, 9, 12, 14.
2 Определение по зависимостям характеристик получаемых пиков от скоростей поляризации контроля лимитирующей стадии и механизма образования анодного осадка или восстановления поверхностных фаз.
3 Получение микрофотографий обработанных после потенциостатической поляризации при потенциалах пиков, наблюдаемых на ЦВА, образцов сплава.
4 Рентгеноспектральный анализ обработанных после потенциостатической поляризации образцов сплава.
5 Проверка согласования экспериментальных результатов с теорией - подтверждение фаз, указанных в расчетной диаграмме Пурбэ для сплава 2НСР.
6 Установление связи катодных и анодных участков вольтамперограмм при варьировании предела анодной поляризации.
В результате проведенных исследований в работе были сделаны следующие выводы:
1 Полученные анодно-катодные циклические вольтамперограммы при скоростях развертки потенциала 10, 30, 50, 70, 100, 120 и 150 мВ/с на электродах, изготовленных на основе аморфного сплава 2НСР с учетом особенностей морфологии сторон ленты при рН = -1, 3, 6, 7, 9, 12, 14 показали, что морфология поверхности аморфной ленты заметно сказывается на электрохимической активности сплава - свободная сторона более подвержена коррозии.
2 Анодным процессам соответствует диффузионно-кинетический контроль, а катодным процессам - кинетический. Механизм образования анодного осадка меняется при рН = 7 с фазового на адсорбционный. Восстановление поверхностных фаз при процессе, соответствующему пику 1к меняется на протяжении всей исследованной области рН. Восстановление катодного продукта при потенциале пика 3к идет по фазовому механизму, а при рН = 12 происходит смена механизма.
3 Элементный анализ полученных образцов подтверждает, что пассивационная пленка на сплаве 2НСР, основу которой составляет диоксид кремния, не сплошная, а при рН = 6 и более происходит образование сплошной пассивирующей пленки.
4 Рентгеноспектральный анализ обработанных после потенциостатической поляризации образцов сплава показал образование поверхностных фаз, соответствующих диаграмме Пурбэ для сплава 2НСР: в кислой среде происходит образование преимущественно SiO2, а в нейтральных и щелочных двойных оксидов состава (Fe, Ni)2SiO4 и [(Fe,Ni)Fe2O4]in
