Косвенные (не гравиметрические) методы исследования коррозии металлов - О корректности коррозионных исследований. Неводные электролиты
Не вдаваясь, пока, в возможные сложности интерпретации результатов прямых гравиметрических исследований (о них речь пойдет ниже) можно сказать, что проведение самих этих экспериментов in situ на практике, как правило, чрезвычайно затруднительно.
В связи с этим большинство исследователей вынуждено использовать косвенные методы исследования коррозии анодов, такие как:
- 1) измерение временных зависимостей поляризационного (или какого либо другого электрического - ионного или электронного) сопротивления пленок продуктов коррозии на нем; 2) электродного потенциала 3) толщины (измеряемой оптическими методами); 4) электрической емкости пленки продуктов коррозии и рядом других.
При этом принято считать, что величина мгновенной скорости коррозии в любой данный момент времени однозначно характеризуется тангенсом угла наклона временной зависимости измеряемый параметр - время. Не ставя под сомнение наличие такого рода зависимости, следует, однако, внести некоторые существенные уточнения, порой, значительно изменяющие полученные некоторыми исследователями "результаты".
Говоря более конкретно некоторые исследователи, почему то, считают истинную мгновенную скорость коррозии равной (именно равной) значению тангенса угла наклона на получаемых ими временных зависимостях измеряемый параметр - время. Строго же говоря, следует говорить не о равенстве, а лишь о пропорциональности данных величин.
Поясним сказанное на конкретном примере измерения электрического сопротивления (не важно, какого именно - ионного или электронного или поляризационного).
Предположим, что с целью определения коррозионного поведения металла провели следующие исследования:
1) отсняли временную зависимость сопротивления образующейся на металле пленки продуктов коррозии;
Время |
M/Sn |
R*Sn |
0 |
0 |
0 |
1 |
M1 |
R1 |
Где M - текущее истинное значение массы металла
Sn - площадь образцов корродирующего металла
R - текущее значение сопротивления пленки продуктов коррозии на металле.
Очевидно, что:
Tg(a1) = M1/1 = M1 (1)
Tg(a2) = R1/1 = R1 (2)
Ясно, что M1 №R1, но тогда следует, что tg(a1) № tg(a2)
Легко понять, что
Косвенный гравиметрический коррозия анод
Tg(a1) =--K1* tg(a2) (3)
Где K1 - коэффициент пропорциональности
Таким образом говорить о равенстве величин tga1 и tga2 не приходится, а надо говорить о вышеупомянутом равенстве (3).
Теперь понятно, что сравнивать коррозионное поведение одного и того же металла в разных, порой различающихся крайне незначительно (за счет присутствия в них разного количества примесей, влияющих на сопротивление пленки), растворах на основании эксперимента по измерению временной зависимости сопротивления, строго говоря, не корректно. Это обусловлено тем, что при образовании в этих 2-х случаях пленок с различным удельным сопротивлением (а это наиболее вероятно) коэффициенты пропорциональности, связывающие истинные скорости коррозии с соответствующими скоростями изменения сопротивления пленки в этих случаях, вообще говоря, различны. И может сложится такая ситуация, когда
Tga1 > tga2 (4)
K1* tg(a1) < K2* tg(a2) (5)
Где K1 и K2 - коэффициенты пропорциональности, связывающие истинные скорости коррозии в этих 2-х случаях с соответствующими скоростями изменения сопротивления пленок.
Таким образом, без знания соответствующих коэффициентов пропорциональности K, связывающих массу прореагировавшего металла с единицы площади поверхности металла с соответствующим ему изменением сопротивления образующейся пленки единичной площади невозможно ни определять скорости коррозии разных металлов в разных средах, ни сравнивать между собой коррозионное поведение одного металла в разных средах.
Это же замечание касается и того случая, когда пытаются сравнивать между собой коррозионное поведение металла и его сплавов в разных средах.
Не вызывает сомнения тот факт, что для случая измерения электрических сопротивлений данные коэффициенты зависят от удельных сопротивлений образующихся пленок и массовой доли металла в них.
Выведем теоретически функциональную зависимость коэффициентов пропорциональности, связывающих истинную скорость коррозии с измеряемой на практике соответствующей скоростью роста электрического сопротивления (ионного, электронного или поляризационного) пленки продуктов коррозии. Обозначим коэффициент пропорциональности, для этого случая, как K'.
Итак пусть MF - молекулярный вес продукта коррозии (у. е.);
CM - массовая доля металла в продукте коррозии
DF - плотность продукта коррозии (г/см3)
PF - удельной электрическое сопротивление продукта коррозии (Ом-1*см-1)
Допустим, что за 1 сек сопротивление пленки выросло на RF.
По определению:
RF = PF*LF/SF(6)
Где LF - толщина пленки продуктов коррозии, образовавшаяся за 1 сек.
SF - площадь пленки
Очевидно, что масса продукта коррозии образовавшегося за эту 1 секунду равна dF*LF*SF
Это означает, что на образование данной массы продуктов коррозии ушло dF*LF*SF*CM Граммов металла
Тогда коэффициент пропорциональности, связывающий изменение массы металла с изменением сопротивления пленки продуктов коррозии (на поверхности металла) равен:
KR = [dF*LF*SF*CM ]/[PF*LF/SF](7)
Или
KR = [dF*SF2*CM ]/[PF](8)
Итак для расчета данного коэффициента пропорциональности требуется знать:
- 1) плотность пленки dF 2) площадь пленки SF 3) массовую долю металла в пленке CM 4) удельное (ионное или электронное или поляризационное) сопротивление пленки PF
Аналогичным образом легко получить выражения для коэффициента пропорциональности, который используется в другом, часто используемом, косвенном методе исследования коррозии - измерении временной зависимости электрической емкости пленки. Обозначим его как KC
Выражение для KC имеет вид:
KC = [dF*LF2*CM ]/[e_*e] (9)
Где e_--- диэлектрическая проницаемость вакуума;
e - диэлектрическая проницаемость вещества пленки
Понятно, что аналогичные выражения для коэффициентов пропорциональности можно получить, аналитически, для практически любого применяемого косвенного метода исследования коррозии. Сопоставление этих коэффициентов применяемых в различных случаях позволит выбрать ту методику исследования, которая наиболее легко осуществима на практике и одновременно позволяет получить истинные значения скорости коррозии металла.
Похожие статьи
-
Легирование стали повышает ее антикоррозионные свойства. Например, совершенную стойкость к атмосферной коррозии показывают нержавеющие легированные...
-
Легирование В настоящее время создано большое число нержавеющих сталей путем присадок к железу никеля, хрома, кобальта и др. Оказалось, что при...
-
Использование в экономических исследованиях методов регрессии и корреляции - Эконометрика как наука
Начальным пунктом эконометрического анализа зависимостей обычно является оценка линейной зависимости переменных. Это объясняется простотой исследования...
-
Электрическое сопротивление - Электрохимические методы исследования
Основной константой, характеризующей электрические свойства вещества, является удельное электрическое сопротивление, зависящее от природы вещества и от...
-
Коррозия - это самопроизвольный процесс разрушения металлов и сплавов в результате окислительно-восстановительного (химического, электрохимического и...
-
Адсорбционные методы исследования свойств поверхности позволяют количественно охарактеризовать происходящие при адсорбции межмолекулярные взаимодействия,...
-
Основные понятия теории экономико-математического моделирования Кибернетический подход к исследованию экономико-математических систем Обычно...
-
Цементные покрытия, Покрытие металлами, Ингибиторы - Защита от коррозии
Для защиты чугунных и стальных водяных труб от коррозии используют цементные покрытия. Недостаток-- высокая чувствительность к механическим ударам....
-
Постоянство механизмов. Одно из условий, на которое опирается эконометрическое моделирование, состоит в том, что функциональное соотношение не меняется в...
-
Вязкость металлов и сплавов - Структура и свойства металлических расплавов
Вязкость, или внутреннее трение, представляет собой внутреннее сопротивление, оказываемое взаимному перемещению смежных слоев жидкости, поэтому и...
-
Собственно-корреляционные параметрические методы изучения связи - Основы эконометрики
Измерение тесноты и направления связи является важной задачей изучения и количественного измерения взаимосвязи социально-экономических явлений. Оценка...
-
Статистический характер экспериментальных исследований Любое экспериментальное исследование, в конечном итоге, сводится к изучению причинно-следственных...
-
Методы кондуктометрии - Электрохимические методы исследования
Контактные методы. Измерения проводят с помощью контактных ячеек (рис. 3, а). При этом используют электроды из Pt, Ti, нержавеющей стали и др. Для...
-
Большинство современных исследований, посвященных предсказанию банкротства, используют больше одного метода моделирования и делают выводы о сравнительной...
-
Методы защиты бетона от коррозии - Основы химии
Для защиты бетона и повышения его долговечности вам следует применять первичную и вторичную защиту. К методам первичной защиты относится введение...
-
Используется адаптивная нейро-нечеткая система вывода ANFIS, функционально эквивалентная системе нечеткого вывода Сугено. Вывод осуществляется за два...
-
В нашем анализе данных показателей рынков под "самородками" понимаются зависимости, отражающие степень эффективности рекламных кампаний. Эксперты часами...
-
2.1 Постановка задачи Исходные данные Вариант 36 4,88 4,69 4,79 4,84 4,69 4,88 4,91 4,65 4,89 5,75 4,88 5,63 4,83 3,93 4,73 Статистическая обработка...
-
Теперь, когда в рамках данного исследования была получена модель с наилучшими характеристиками для непубличных строительных компаний, полученные...
-
Электрохимическая защита, Силикатные покрытия - Коррозия металлов
В производственных условиях используют также электрохимический способ - обработку изделий переменным током в растворе фосфата цинка при плотности тока 4...
-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ - Флотационный метод обогащения
В области теории флотации наблюдается стремление перейти от качественных преставлений к количественным закономерностям. Необходимость эта обусловлена...
-
1.1 Постановка задачи Произвести обработку результатов измерений по обнаружению грубых погрешностей, используя статистические критерии: Романовского,...
-
Статистическая обработка результатов измерений - обработка измерительной информации с целью получения достоверных данных. Разнообразие задач, решаемых с...
-
NаСl + NН4НСО3 NаНСО3 + NН4Сl Равновесие которой почти нацело смещено вправо (вследствии очень малой растворимости NаНСО3 в растворе NН4Сl)....
-
Применение H2O2 связано с его окислительными свойствами и безвредностью продукта его восстановления (H2O). Его использую для отбеливания тканей и мехов,...
-
В качестве основного статистического параметра совокупности данных используется среднее арифметическое ряда вариант: , (1) Где _ среднее значение ряда...
-
Общий характер действия меди на организм. Медь встречается в животном организме, главным образом, в виде комплексных органических соединений и играет...
-
При оценке состояния экосистемы важно учитывать загрязненность водного объекта токсичными веществами. Наибольшую опасность среди них представляют тяжелые...
-
Под действием видимого, ультрафиолетового и более коротковолнового излучения фуллерены полимеризуются и в таком виде не растворяются органическими...
-
Цель и задачи исследования операций Исследование операций - научная дисциплина, занимающаяся разработкой и практическим применением методов наиболее...
-
Высокие концентрации свинца характерны для прикрепленных растений, обитающих в загрязненных водах. Так общее содержание свинца из высших водных растений,...
-
Задание для исследования - Численное нахождение корня уравнения методом Рунге-Кутта
Исследовать решение обыкновенных дифференциальных уравнений методом Рунге-Кутты. Подробное описание Метод этот пригоден для решения как одиночных...
-
Определение температуры плавления Температуру плавления определяем с помощью малогабаритного нагревательного стола типа "Boetinus" с наблюдательным...
-
Моделирование начинается с формирования предмета исследований -- системы понятий, отражающей существенные для моделирования характеристики объекта. Эта...
-
Введение - Основные методы и принципы моделирования в исследовании систем управления
В данной работе я попытаюсь раскрыть основные методы и принципы моделирования в разрезе исследования систем управления. Моделирование (в широком смысле)...
-
Химическая коррозия - Защита от коррозии
Механизм химической коррозии сводится к реактивной диффузии атомов или ионов металла сквозь постепенно утолщающуюся пленку продуктов коррозии (например,...
-
В 2011 - 2015 гг. в серии статей в научных журналах и докладов на международных, зарубежных и всероссийских научных конференциях была представлена...
-
Источники поступления тяжелых металлов (меди) в водоемы Основными загрязнителями окружающей среды являются тяжелые металлы. К ним относятся химические...
-
Вариации коэффициентов целевой функции ЗЛП приводят к изменению направления вектора градиента. Так как при этом не затрагивается допустимое множество, то...
-
Метод и дизайн исследования В научной литературе до сих пор нет единого мнения о том, чем на самом деле является модель бизнеса, поэтому и четкой...
Косвенные (не гравиметрические) методы исследования коррозии металлов - О корректности коррозионных исследований. Неводные электролиты