Механизм химической коррозии - Химическая коррозия
В механизме процесса значительную роль играют природа реагентов, их физическое состояние, в том числе степень дисперсности и степень дефектности твердых фаз, давление газообразной среды и температура. При окислении чистой поверхности металла в атмосфере воздуха первопричиной всех явлений в граничном слое следует считать адсорбцию кислорода. Так как кислород сильный окислитель, то эта адсорбция даже при низких температурах носит химический характер, т. е. сопровождается разрывом связи в молекуле кислорода и ионизацией образовавшихся атомов: О2(г) = О2(адс);
О2(адс) = 2О(адс);
О(адс) + з(Ме) = О - (адс) .
В результате этого на поверхности металла появляется слой отрицательно заряженных ионов, прилегающий к катионному слою. В пределах граничного слоя возникает градиент электронного потенциала, достигающий 107 В/Ом.
Действием сильного электрического поля Мотт и Кабрера впервые объяснили появление на металлах оксидных пленок при низких температурах, когда диффузия практически отсутствует. Утолщение пленки до нескольких десятков нанометров приводит к резкому снижению градиента электрического потенциала, и энергия поля оказывается недостаточной для роста оксидного слоя. Процесс окисления прекращается. Дальнейшее окисление возможно только при более высоких температурах, когда определяющей становится термодиффузия.
Первоначально возникающая на поверхности металла оксидная пленка имеет ту особенность, что ее структура испытывает определенное ориентирующие действие поверхностных атомов подложки, Явление ориентационного и размерного соответствия вновь образующейся кристаллической фазы на поверхности старой получило название эпитаксии. Так, П. Д. Данков с сотрудниками установили, что при окислении железа ориентационное соответствие выполняется при образовании FeO, Fe3О4 и г - Fe2О3 на б - Fe; Fe3О4 на FеО, г - Fe2О3 нa Fe3О4. Эпитаксиальное соответствие определяет легкость образования новых кристаллических структур не только с чисто геометрической стороны, но и с энергетической, т. е. отвечает принципу наименьшей затраты энергии при образовании новой решетки. По мере утолщения оксидного слоя действие ориентационных сил ослабевает и оксид стремится принять стабильную для данных условий структуру. Как правило, в атомных слоях окалины наблюдается неоднородность по химическому составу: содержание металла в направлении к наружной поверхности падает, а кислорода -- растет. Так, на железе и стали при длительном окислении выше 850°К обнаруживаются макроскопические слои различного фазового состава в последовательности: Fe>FeO> Fe3О4>г - Fe2О3> б - Fe2О3. С ростом температуры определяющим процессом формирования оксидных слоев является диффузия. Диффузия в твердых телах, в которых существует дальний порядок в расположении частиц, имеет некоторые отличительные особенности. Она может протекать по следующим механизмам (рис. 4):
Рис. 4 - Три механизма диффузии в кристаллической решетке: 1 - обменный; 2- междоузельный; 3 - вакансионный
- 1) обмен ионов или атомов местами; 2) перемещение по междоузлиям; 3) движение по вакансиям.
Первый механизм связан с большими энергетическими затруднениями и поэтому маловероятен. Второй и третий механизмы более вероятны, так как обусловлены наличием реальных дефектов в кристаллах (дефекты по Френкелю и Шоттки).
Похожие статьи
-
Газовая коррозия - Химическая коррозия
Наиболее распространенным случаем химической коррозии является окисление металлов различными газами. Она происходит при повышенных температурах, когда...
-
Химическая коррозия - Защита от коррозии
Механизм химической коррозии сводится к реактивной диффузии атомов или ионов металла сквозь постепенно утолщающуюся пленку продуктов коррозии (например,...
-
Термодинамика химической коррозии металлов - Химическая коррозия
Как было сказано выше, первопричиной химической коррозии металлов является их термодинамическая неустойчивость в различных средах при данных внешних...
-
Это самый распространенный вариант. В реакции твердое+твердое, твердое+жидкость или твердое+газ продукт образуется на поверхности раздела фаз, и если он...
-
Виды коррозионных разрушений - Химическая коррозия
Коррозия металл кинетика Разрушение металлов и сплавов может происходить в результате химического (химическая коррозия, неэлектрохимическая),...
-
Энергия и длина связи. Обменный механизм образования ковалентной связи. Свойства ковалентной связи. Валентность. Донорно-акцепторный механизм образования...
-
Химическая коррозия - Химическая коррозия
Химическая коррозия - это вид коррозионного разрушения металла, связанный с взаимодействием металла и коррозионной среды, при котором одновременно...
-
Химические свойства. Образование ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму - Аммиак
1. Аммиак - основание Льюиса. Его раствор в воде (аммиачная вода, нашатырный спирт) имеет щелочную реакцию (лакмус - синий; фенолфталеин - малиновый)...
-
Коррозия - это самопроизвольный процесс разрушения металлов и сплавов в результате окислительно-восстановительного (химического, электрохимического и...
-
Химическая связь - это взаимное сцепление атомов в молекуле и кристаллической решетке в результате действия между атомами электрических сил притяжения....
-
Химическая стабильность - Разработка рецептур и компаундирование моторных топлив
Химическая стабильность бензина характеризует его способность противостоять окислению и химическим изменениям при длительном хранении, транспортировании...
-
Как и все органические материалы, полимеры подвержены окислению. Это приводит к изменению вязкости, цвета, охрупчиванию изделий и ухудшению...
-
При взаимодействии атомао м/у ними может возникнуть хим. связь, приводящая к образованию устойчивой многоатомной с-мы - молекулы, кристалла. Чем прочнее...
-
Введение - Химическая коррозия
Металлы и металлические сплавы - основные конструкционные материалы для большинства отраслей хозяйства. Их широкое внедрение в промышленное строительство...
-
К числу физических факторов, вызывающих коррозию цементного камня и бетона, относят их попеременное увлажнение и высыхание, которое сопровождается...
-
Легирование стали повышает ее антикоррозионные свойства. Например, совершенную стойкость к атмосферной коррозии показывают нержавеющие легированные...
-
На холоду даже дымящаяся серная кислота (олеум) почти не действует на предельные углеводороды, но при высокой температуре она может их окислять. При...
-
Заключение - Характеристика электролиза как химического процесса
Анализ научной и научно-популярной литературы свидетельствует о том, что процессы электролиза растворов и расплавов интересуют ученых и технологов в...
-
Метод валентных связей - Типы химических связей. Ковалентная связь
Основные положения: 1. Ковалентная связь - образуется за счет 2-х электронов с антипараллельными спинами. Эта общая электронная пара принадлежит обоим...
-
Легирование В настоящее время создано большое число нержавеющих сталей путем присадок к железу никеля, хрома, кобальта и др. Оказалось, что при...
-
Химические свойства меди - Изменение физико-химических свойств материалов путем диффузии
Природная медь состоит из двух стабильных нуклидов 63Cu (69,09% по массе) и 65Cu (30,91%). Конфигурация двух внешних электронных слоев нейтрального атома...
-
Физические и химические свойства водорода - Электролиз воды
Молекулярный водород при обычных условиях - газ без цвета и запаха, легко воспламеняется и горит синеватым неярким пламенем. В свободном состоянии...
-
Физические свойства., Химические свойства. - Третья группа периодической системы
Алюминий в свободном виде -- серебристо-белый металл, обладающий высокой тепло - и электропроводностью. Алюминий имеет невысокую плотность -- примерно...
-
Физические и химические свойства - Магний и его сплавы. Резиновые материалы. Быстрорежущая сталь
Магний - серебристо-белый блестящий металл, сравнительно мягкий и пластичный, хороший проводник тепла и электричества. На воздухе он покрывается тонкой...
-
Нахождение в природе, Химические свойства - Свойства и применение алюминия
Природный алюминий состоит практически полностью из единственного стабильного изотопа 27Al, со следами 26Al, радиоактивного изотопа с периодом...
-
А) Углерод (С), кремний (Si), германий (Ge), олово (Sn), свинец (РЬ) - элементы 4 группы главной подгруппы ПСЭ. На внешнем электронном слое атомы этих...
-
Химическая технология как наука
Внешняя диффузная область протекания гетерогенного процесса в системе газ/твердое вещество. Для расчета скорости процесса в системе газ/твердое вещество...
-
Введение, Химические свойства фенолов, Кислотные свойства фенолов - Особенность синтеза фенолов
Фенолы ( От греческого слова "фено" - "несущий свет") - органические соединения, содержащие атом гидроксила, связанный непосредственно с атомом углерода...
-
Бромистый этил представляет бесцветную прозрачную жидкость, обладающую эфирным запахом и сначала сладким, потом жгучим вкусом. Кипит при 38,4°С. В воде...
-
Химия экстремальных состояний - Концепции современного естествознания: химическая составляющая
В отличие от каталитической химии, особенностью которой является химическая активизация молекул реагента, т. е. расслабление исходных химических связей...
-
Представление о механизме окислительного декарбоксилирования арилкарбоновых кислот - Синтез фенола
Окислительное декарбоксилирование арилкарбоновых кислот проводится при 200--300°С в присутствии солей двухвалентной меди при подаче в реактор воздуха и...
-
Способы получения и химические свойства оксидов - Основы химии
Оксиды - это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых кислород, со степенью окисления -2. Окисление кислородом простых...
-
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...
-
Полимерами называют вещества, макромолекулы которых состоят из многочисленных элементарных звеньев одинаковой структуры. Полимеры встречаются в природе -...
-
Физико-химические свойства хрома - Хром. Элемент периодической системы химических элементов
Хром является серебристо-белым, твердым, блестящим, но в то же время довольно хрупким металлом. Ранее считалось, что хром практически не обладает...
-
Химические свойства Магния. - Химический элемент Магний
Химические свойства магния довольно своеобразны. Он легко отнимает кислород и хлор у большинства элементов, не боится едких щелочей, соды, керосина,...
-
Оценка содержания висмута в организме проводится по результатам исследований биосубстратов - мочи, крови и биоптатов. При хронической интоксикации...
-
Физические свойства Магния. - Химический элемент Магний
Физические свойства магния. Магний - серебристо-белый блестящий металл, сравнительно мягкий и пластичный, хороший проводник тепла и электричества. Почти...
-
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛЮМИНИЯ. ПРИМЕНЕНИЕ - Химические элементы главной подгруппы III группы
Легкий, мягкий, быстро окисляющийся металл серебристо-белого цвета Алюминий -- очень активный металл. В ряду напряжений он стоит после щелочных и...
-
Ионная связь - Типы химических связей. Ковалентная связь
Предельный случай ковалентной полярной связи возможен при взаимодействии атомов с мах и мин. ЭО. Природу ионной связи объяснили с позиций...
Механизм химической коррозии - Химическая коррозия