Đang tải... (xem toàn văn)
- Ăn mòn điện hóa: xảy ra trong môi trường điện ly, sự oxy hóa kim loại và sự khử các chất oxy hóa không chỉ xảy ra trong một phản ứng trực tiếp mà còn nhờ sự dẫn điện, quá trình oxy hóa[r]
(1)Chương Cơ sở điện hóa q trình ăn mịn & bảo KL
Một số hình ảnh phá hủy vật liệu ăn mòn
(2)(3)Ăn mòn gì?
Ăn mịn phá hủy vật liệu tác dụng môi trường làm biến chất vật liệu khơng cịn giữ tính ban đầu
(4)Các trình ăn mịn kim loại 1 Q trình anốt:
Fe Fe2+ + 2e
Zn Zn2+ + 2e
Cu Cu2+ + 2e
2 Q trình catốt:
Ox chất oxy hóa (O2 H+)
* Ox O2
+ Môi trường axit:
(5)Các trình ăn mịn kim loại (tiếp) 3 Q trình dẫn điện:
(6)(7)Mô hình ăn mịn kim loại hợp kim đồng
Nhận xét:
(8)Điện điện cực kim loại
(9)(10)Một số ví dụ xác định vật liệu ăn mòn
Ăn mòn: Pb, Sn, Co, Fe…
Ăn mòn: Ag, Cu, Pb, Sn, Co, Fe…
(11)2 Chiều hướng pin điện hóa điều kiện cân (hoạt độ # 1)
Điện điện cực cân kim loại
(12)Điện điện cực cân môi trường
(13)(14)Sự phân cực nồng độ
Phân cực gây chậm khuyếch tán vật chất đến bề mặt điện cực Đặc điểm: thường xảy phản ứng catot
(15)(16)1 Tốc độ ăn mòn khối lượng (Ptl)
Sau thời gian ăn mòn t
Khối lượng kim loại bị ăn mịn sau thời gian (t) tính đơn vị diện tích bề mặt
m1
m2
S1
(17)2 Tốc độ ăn mòn thâm nhập (Ptn)
Chiều sâu trung bình tính từ bề mặt ban đầu kim loại bị ăn mòn sau năm
Các cách tinh khác:
(18)3 Xác định tốc độ ăn mòn đường cong phân cực
(19)Khi phân cực anot (Zn) phân cực họat hóa, phân cực catot phân cực hỗn hợp (ăn mòn Zn dung dịch axit)
(20)4 Biểu diễn tốc độ ăn mòn
(21)Sự thụ động kim loại
Hiện tượng: nhúng kim loại vào mơi trường ăn mịn KL bị ăn mịn nhanh khơng bị ăn mịn (tốc độ ăn mòn nhỏ) KL bị thụ động
time
1 Vùng họat động: điện thấp KL bị ăn mòn
2 Vùng thụ động:
(22)(23)Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình ăn mịn kim loại
1 Các yếu tố bên (nội tại) Độ bền vững nhiệt động
Mối liên quan tốc độ ăn mòn (iam), điện cân catot (Eccb ) và điện
thế cân anot (Eacb ):
(24)Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình ăn mịn kim loại
1 Các yếu tố bên (nội tại)
Ảnh hưởng cấu trúc tính chất hợp kim
* Hợp kim nhiều pha có xu hướng bị ăn mịn (do hình thành cặp pin ăn mịn galvanic)
* Trong pha hợp kim pha dạng dung dịch rắn bền ăn mòn
* Hợp kim sử dụng nguyên tố có E cao dễ bị thụ động ăn mịn bền ăn mòn
Quy luật tamman:
(25)Nhận xét:
* Vùng hoạt động Fe rộng Etd lớn ith cao
Fe bị ăn mòn nhanh thụ động * Vùng thụ động Cr xảy sớm, với vùng thụ động rõ nét Cr nguyên tố thụ động tốt
(26)Nhận xét:
* Hàm lương Cr tăng Etd nhỏ vùng thụ động rõ nét vật liệu bền ăn mòn
(27)Một số nhận xét:
(28)2 Các yếu tố bên ngoài Ảnh hưởng pH
Nhận xét: Ban đầu
* Vàng khơng bị ăn mịn dung dịch axit kiềm
* Đồng không bị ăn mịn dd axit khơng chứa oxy bị ăn mịn dd axit có chứa oxy
* Fe Zn bị ăn mòn axit kiềm
Sau ăn mòn
pH dd tăng Ecb
c giảm, nồng
(29)2 Các yếu tố bên ngoài (tiếp)
Ảnh hưởng thành phần dung dịch
(30)(31)2 Các yếu tố bên ngoài (tiếp)
Ảnh hưởng công nghệ vật liệu
(32)Các dạng ăn mòn 1.Các cách phân loại ăn mòn
* Theo chế ăn mòn:
- Ăn mịn điện hóa: xảy mơi trường điện ly, oxy hóa kim loại khử chất oxy hóa khơng xảy phản ứng trực tiếp mà nhờ dẫn điện, q trình oxy hóa khử xảy diện rộng, phức tạp (ăn mòn galvanic).
- Ăn mòn hóa học (ăn mịn mơi trường khí): ăn mịn kim loại mơi trường khí xảy phản ứng hóa học kim loại với khí xâm thực oxy, clorua…
- Ăn mịn liên quan đến tác động học: ăn mòn mỏi, ăn mòn ứng suất, ăn mòn mài mòn……
* Theo mơi trường ăn mịn
- Ăn mịn mơi trường khí - Ăn mịn mơi trường nước biển - Ăn mịn mơi trường đất
- Ăn mịn mơi trường nước
(33)1.Các cách phân loại ăn mòn (tiếp)
* Theo phạm vi ăn mòn:
- Ăn mịn (ít nguy hiểm hơn)
(34)Ăn mòn lỗ
Ăn mòn biên hạt
(35)Ăn mòn galvanic
Định nghĩa: dạng ăn mịn xảy có chênh lệch điện Nơi thường xảy ra:
- Giữa kim loại có điện điện cực khác lắp kết cấu: vỏ tàu thủy (vỏ thép + protector Zn)
- Giữa pha hợp kim đa pha: Cu-Zn, Al-Cu-Mg… - Giữa vùng hợp kim:
(36)(37)Khi không độc lập (nối điện cực dây dẫn điện trở nhỏ)
(38)Nhận xét:
- Chênh lệch điện lớn ăn mịn galvanic mạnh
- Đường cong phân cực catot dốc (phụ thuộc điện trở dung dịch lớn, phân cực nồng độ) cho dòng ăn mòn nhỏ, hiệu nối ngắn mạch thấp KL có điện điện cực âm bị ăn mòn vùng tiếp xúc
(39)(40)(41)(42)(43)(44)Ăn mòn biên hạt hợp kim Al-4%Mg
Ăn mòn biên hạt Nikel
(45)Nhận xét: hợp kim đa pha gồm nhiều vùng có điện khác dễ hình thành ăn mòn galvanic HK pha bền ăn mòn HK đa pha
Hợp kim X1 Hợp kim X2
(46)(47)(48)(49)Nồng độ ion/oxy dung dịch điện ly khác ăn mòn vật liệu
MeSO4 MeSO4
C1 (M) C2 (M)
Me2+ Me2+
(50)(1) Phân cực nồng độ môi trường (tại đk [O2] = C1)
(2) Phân cực nồng độ môi trường (tại đk [O2] = C2)
* Chưa có mạch kín (2 bình độc lập): tốc độ ăn mòn (1) > tốc độ ăn mịn (2)
* Tạo mạch kín môi trường
môi trường với nồng độ oxy cao bị ăn mòn chậm
(51)(52)Ăn mịn đường mím nước: chêch lệch nồng độ oxy hòa tan nước oxy khơng khí khu vực tiếp xúc với nước ăn mòn
(53)Ăn mịn vùng lắng đọng: có chênh lệch nồng độ oxy vùng xung quanh bên lớp lắng đọng ăn mòn
Bụi bẩn Sản phẩm
ăn mòn
(54)Ăn mòn lỗ: thường gặp với kim loại có tính thụ động cao (Cr, Ni, Al….) thép không gỉ….trong môi trường có khí halogen
(55)(56)(57)Là dạng ăn mòn xảy biên hạt hay vùng lân cận biên hạt
Ngun nhân: với số thép khơng gỉ có hàm lượng nguyên tố HK lớn (Cr, Ni) số trường hợp (nguội đẳng nhiệt khoảng 400-8000C)
tiết cacbit làm nhạy cảm với ăn mòn biên hạt
(58)(59)