Что такое пассивация? Описание, особенности и применение пассивации. Пассивация хромом
Пассивация хрома - Справочник химика 21
Хром (Е° = —0,74 В) более отрицателен в ряду напряжений, чем железо (Е° = —0,44 В). Однако благодаря склонности к пассивации (Ер = 0,2 В) потенциал хрома в водных средах обычно положителен по отношению к потенциалу стали. При контакте со сталью, особенно в кислых средах, хром активируется. Следо вательно, коррозионный потенциал стали с хромовым покрьггием которое в некоторой степени всегда пористо, более отрицателен, чем потенциал пассивации хрома [191. В указанных условиях хром, подобно олову, выполняет функцию протекторного покрытия однако это связано с его активацией, а не с образованием комплекс ных соединений металлов. Благодаря стойкости слоя металличе ского хрома предупреждается подтравливание наружного полимер ного покрытия. [c.241] В азотной II концентрированной серной кислотах хром не растворяется в результате упрочнения оксидной пленки, т. е. хром переходит в пассивное состояние. По этой же причине не взаимодействуют с хромом разбавленные серная и соляная кислоты, содержащие растворенный кислород. Пассивацию хрома можно устранить очисткой поверхности металла. [c.197]ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Пассивация хрома [c.258]
Пассивированный хром промыть водой и снова опустить в раствор соляной кислоты. Некоторое время хром не взаимодействует с кислотой, но потом снова начинается энергичное его растворение. Объяснить причину пассивации хрома. [c.259]
Таким образом, степень пассивации хрома весьма велика она составляет 1,2—(—0,74)= 1,94 В. Поэтому хром в обычном состоянии с водой не реагирует. Азотная кислота еще сильнее пассивирует хром. [c.364]
Укажите причину пассивации хрома в концентрированных растворах азотной и серной кислот. [c.259]
Хром во всех растворах серной кислоты пассивируется, при этом плотность тока пассивации с повышением концентрации кислоты увеличивается, но при концентрации кислоты более 70% уменьшается. При 23° С величина плотности тока пассивации хрома следует соотношению = 9,04 /сн.,8о. где — плотность тока пассивации, сн.80. — концентрация серной кислоты, N. При увеличении температуры плотность тока пассивации возрастает. Потенциал активации хрома иа 0,1—0,2 в отрицательнее потенциала активации титана. Потенциал перепассивации хрома во всех исследованных растворах серной кислоты, так же как и в растворах фосфорной и азотной кислот, имеет одну и ту же величину, равную 1,2 в. [c.107]
Такого типа кривые характеризуют различную способность металлов к пассивации. На рис. 1.15 представлены потенциостатические поляризационные кривые железа и хрома в 1 н. серной кислоте при обычной температуре. Они показывают, что область пассивации хрома начинается при более отрицательных значениях, потенциала (-- —0,1- В), а для железа только при -)-0,5 В. Область перепассивации железа обусловлена выделением кислорода, для хрома —образованием растворимых в кислоте хроматов, [c.43]
Из-за сильно выраженной способности к пассивации хром приобретает повышенную химическую стойкость и [c.157]
Для анодной пассивации хрома, как уже отмечалось при обсуждении результатов, представленных на фиг. 4, требуется значительно больший анодный ток, чем для титана. Поэтому легирование титана хромом приводит к увеличению анодного тока, необходимого для начала пассивации сплава, т. е. способность сплава к анодному растворению увеличивается. В соответствии с этим сплав Т 1 — 15% Сг менее стоек, чем нелегированный титан. Ранее указывалось, что молибден не растворяется при тех потенциалах, при [c.182]
Плотность тока пассивации, которая обычно показывает легкость перехода металла в пассивное состояние, для хрома в исследованных растворах кислот была высокой и с повышением концентрации кислот увеличивалась. На рис. 1 приведены величины плотности тока пассивации хрома (кривые 5 и сняты в растворах серной кислоты соответственно при 23 и 40° С, а кривая 5 — в растворах соляной кислоты при 23° С) и титана (кривые 1 ж 2 сняты в растворах серной кислоты нри 23 и 40° С соответственно), последние были взяты для сравнения из работы [15]. [c.99]
Наибольший интерес представляют углеродистые стали с добавкой хрома, который значительно повышает коррозионную стойкость материала. Хром относится к самопассивирующим материалам. Вследствие пассивации хрома, входящего в состав сплава, на поверхности последнего образуется пассивная пленка (защитный слой оксидой шш адсорбированного кислорода), существенно повышающая коррозионную стойкость сплава. Установлено, что для образования нержавеющей стали минимальное содержание хрома (по весу) Должно быть не ниже 13-15 %. Стали, содержащие 36 % хрома, приобретают коррозионную Стойкость даже в таких агрессивных средах, как царская водка. Однако в неокисляющихся агрессивных средах зацщтная пленка на поверхности Хромистых сталей не образуется, поэтому в растворах серной и соляной кислот такие стали активно корродируют. [c.39]
Результаты исследования показывают, что величина плотности тока пассивации хрома пропорциональна квадратному корню из [c.99]
Если под действием тока на электроде устанавливается определенный окислительно-восстановительный потенциал, то должно происходить навязывание этого потенциала и раствору через электрохимическое изменение концентраций окислительного и восстановительного компонентов раствора. Изменение состава раствора в результате анодной поляризации электрода происходит, например, в случае пассивации хрома в серной кислоте [305]. [c.156]
Проведена сравнительная характеристика анодного растворения хрома, молибдена и вольфрама в метаноловых растворах LiX(X = l, NO3-, IO4-, ОСН3-) [976]. В зависимости от природы фонового электролита и присутствия воды продуктами растворения являются соединения этих металлов в степенях окисления 3+ или 6+. Особенно четко данная закономерность проявляется в случае хрома. В безводных метаноловых растворах хлороводорода происходит активное растворение хрома с прямым участием хлорид-ионов. Пассивация хрома наступает при введении в раствор молекул воды [217]. Пассивируется хром добавками воды и в других растворителях, причем добавки очень малые. Так, для пассивации хрома в ледяной уксусной кислоте достаточно 0,01 % воды [600]. В щелочном растворе этанола анодное растворение молибдена осуществляется в результате последовательных квазиобратимых электрохимических реакций [c.117]
В состав для обработки желательно вводить полимерное соединение в виде раствора, эмульсии или в диспергированном виде, вводя таким образом элементы полимера в пленку. Это улучшает ее антикоррозионньге свойства и делает образующуюся поверхность особенно восприимчивой к последующему покрытию краской. Стадии промывки пассивации хромом исключаются, что приводит к экономии в стоимости установки, времени и увеличению выхода продукции. [c.174]
Пассивация хрома в хроматных-хромовокислых растворах была тоже объяснена образованием мономолеку-лярного слоя пассивирующего окисла (трехвалентного хрома, СгООН) [275]. [c.135]
Хромоникельмолибденовые стали применяются для изготовления аппаратуры, работающей в сильно агрессивных средах в серной кислоте при концентрации 10—12% и температуре 40—50 С, в горячих растворах НгЗОз, в горячей фосфорной кислоте, в кипящих растворах уксусной, щавелевой и муравьиной кислот и др. На рис. 163 приведены кривые пассивации хромо-никельмолибденовых сталей с содержанием молибдена 2,5 и 3,5% в растворах Н2504 при разных температурах. [c.229]
chem21.info
Что такое пассивация? Описание, особенности и применение пассивации
Обогнал время. В 1836-ом году нашелся физик, определивший причину пассивации металлов. Зрил в корень Майкл Фарадей. Это английский экспериментатор. Он предположил, что пассивация связана с окислым налетом на поверхности металлов.
На заявление Фарадея не обратили внимание. Больше повезло Владимиру Кистяковскому. Это уже отечественный физик. Он высказался в поддержку английского коллеги из прошлого спустя 100 лет.
На фото физик Владимир Кистяковский
Кистяковский развил взгляды Фарадея, оформив в общеизвестную теорию. Однако, есть и вторая теория пассивации… Впрочем, для начала разберемся с самим понятием.
Что такое пассивация?
Процесс пассивации – это снижение химической активности металла. Имеется в виду склонность к коррозии. Не секрет, что изделия на основе железа, никеля, хрома, алюминия и еще ряда металлов вступают в реакцию с кислородом атмосферы и воды.
Во взаимодействии участвуют атомы, соприкасающиеся с ней, то есть, поверхностные. Итогом реакции становится ржавчина. Понятием принято обозначать окиси железа, но налет образуется и на прочих металлах.
Исключением являются благородные элементы, к примеру, золото и платина. Они химически инертны, поэтому и ценятся. Ржавчина не разъедает их, драгоценности хранятся миллионы лет.
Пассивация металлов – это образование той же «ржавчины», но немного в другом виде. Поверхности покрывают не только оксидными пленками, но и фосфатными, сульфатными, хлоридными.
Их состав зависит от того, с каким металлом ведется работа. Химическая пассивация является резким уменьшением скорости его коррозии. С одной стороны, пленка на поверхности – итог разрушения материала. С другой, покрытие защищает нижние слои металла. Чтобы продлить его жизнь достаточно пленки толщиной в несколько десятков нанометров.
На фото процесс пассивации
Альтернативный взгляд на пассивацию поверхности сводится к абсорбции ею кислорода. Он погружается в поверхностные поры металла. При этом, увеличивается валентность его атомов. Это снижает их химическую активность. Кстати, кислород можно взять не только из атмосферы или воды. Далее, ознакомимся со средами для пассивации.
Среды для пассивации
Разные металлы по-разному реагируют на окислительные среды. Так, пассивация железа осуществляется в концентратах серной и азотной кислот. Это сильные окислители.
Металл вступает в кратковременное взаимодействие с ними, но скорость реакции резко падает с образованием поверхностной пленки или же повышения валентности верхних атомов.
Пассивация азотной кислотой малой насыщенности для железа неэффективна, как и для алюминия, никеля, хрома. Слабые же окислители пассивируют, к примеру, магний и титан.
Коррозию последнего блокирует даже речная вода. Воздействовать ею на металл можно двумя способами. Первый – простой контакт, обмазывание или окунание поверхности.
Второй способ называется электрохимическим. В этом случае через раствор для пассивации пропускают ток. Под его действием защитная пленка получается равномерной.
Именно такую формирует, к примеру, пассивация меди. Ток пропускают через хромосодержащие растворы. Именно в них медь приобретает наибольшую стойкость к коррозии.
Медь после пассивации
Пассивация алюминия связана с бихроматом калия, точнее, его раствором. Требуется малая добавка фтороводорода. Для удовлетворительных результатов достаточно простой химической блокировки поверхности.
Как видно, окислительные растворы для пассивации бывают комплексными. Возьмем, к примеру, 200 граммов дихромата натрия и 10 миллилитров серной кислоты. Это «рецепт» смеси для пассивации цинков.
Пропорции взяты из расчета на 1 литр воды. Но, важно и время выдержки металла в растворе. Так, 5-секундное погружение даст радужную пленку с зелеными всполохами. Полуминутная пассивация цинка приводит уже коричневому, бурому налету.
Подготовка к пассивации
Что понимают под термином «пассивация металлов» разобрали. Из вышесказанного понятно, что окислитель должен взаимодействовать с поверхностью обрабатываемого изделия.
Но, как взаимодействовать, если металл грязный? Реакция пройдет между окислителем и сторонними элементами, а не атомами сплава. Поэтому, пассивация хрома, железа и прочих металлов проводится после их очистки.
Она сводится к мытью или ошкуриванию. Последнее, как правило, делают наждачной бумагой. Уже после готовится электролит, или простой окислительный раствор.
В случае электролитического процесса в подготовительные работы входит отлаживание нужной силы тока. Успешно пассивация латуни, хрома, железа и прочих металлов проходит при 12-градусной величине напряжения.
На фото оборудование для пассивации металлов
То есть, поток электронов в растворе должен быть неспешным. Под действием тока, кстати, на поверхность металлов можно завести любые атомы. Можно сделать золотое, платиновое, палладиевое напыления. Потребуются катод и анод.
Пассивация электрохимическая осуществляется на специальных аппаратах. Они имеются в свободной продаже. Установки компактны, но дорогостоящи. Модели дешевле 100 000 рублей продают редко.
Как правило, стоимость аппаратов начинается от 200 000. Ценник обусловлен многофункциональностью техники. Кроме пассивации машины, как правило, выполняют обезжиривание поверхностей, удаляют с них окислы, полируют и даже ставят маркировки.
Применение пассивации
Понятно, что пассивация продлевает век металлических изделий, но каких и в каких случаях. Начнем с машин. В них часто присутствуют элементы, подверженные коррозии. Если эти элементы в зоне видимости, они подлежат покраске.
Нельзя допустить, чтобы из-под декоративно-защитного слоя проступила ржавчина. Поэтому, перед покраской осуществляется пассивация. Ряд растворов для нее не только дает пленку на поверхности деталей, но и обезжиривает их.
Некоторые пассиваторы, не смотря на свою эффективность, под запретом. В Евросоюзе, к примеру, запретили оксид хрома. Он токсичен. Однако, прочие пассиваторы уступают опасному соединению в эффективности.
Европейские производители автомобилей и предметов домашнего обихода вынуждены искать действенные альтернативы. Одна из них – сложные фториды циркония. Это дорогостоящие вещества, что влияет на цену конечной продукции.
На фото наглядно виден результат пассивации
Пассивация стали осуществляется на паровых турбинах. Оксид хрома здесь не нужен. Интерес в другом. Возникает вопрос, зачем нужна пассивация нержавеющей стали, она ведь нержавеющая.
Однако, и такой сплав может разрушаться, если постоянно контактирует с агрессивными средами. В качестве последних могут выступить детали из иных видов стали, подверженных коррозии, или элементы сварки.
На швах, порой, остаются частички железа. Этого достаточно, чтобы ржаветь начала даже нержавеющая сталь. Вот и проводятся зачистка и последующая пассивация швов, а иногда, и всех изделий.
Работает метод пассивации и в зуботехническом деле. В частности, обработке подвергаются импланты. Их нижняя часть – винты, вмонтированные в челюстную кость. На винты наносится пломбировочный материал, а сверху – коронка.
Прибегают к имплантированию, когда зуб удален, не осталось даже корней. Так вот, нижний винт выполняется из надежных, но не драгоценных сплавов. Чтобы избежать их разрушения в челюсти, что может привести к заражению, проводят пассивацию.
Пассивация серебра, стали, латуни и прочих металлов часто проводится с декоративной целью. Уже говорилось, что кратковременная выдержка в окислительном растворе дает тонкую, радужную пленку.
На фото гаечный ключ без применения пассивации металла
Она блестит и переливается. В итоге, краны, ручки дверей, сливы ванн и раковин выглядят привлекательно. К тому же, защитная пленка исключает возможность аллергии на изделие. Во многие сплавы, к примеру, добавляют никель.
Примерно четверть людей не переносят его, наблюдают покраснения кожи и испытывают ее зуд. Подобная реакция бывает на сплавы для бижутерии. Поэтому, добросовестные производители пассивируют украшения.
Кстати, суть понятия сводится к «пассивности». Именно от этого существительного образован термин. Цель метода – сделать металлы химически пассивными, заставить их отказаться от вступления во взаимодействия с прочими веществами.
tvoi-uvelirr.ru
Пассивация (пассивирование) металлов: технология и методы
Несмотря на то, что нержавеющая сталь отличается высокой устойчивостью к коррозии, дополнительная защита, которую позволяет получить такая технологическая операция, как пассивация, для нее желательна. В отдельных случаях, когда большому риску развития коррозии подвержены даже изделия, изготовленные из нержавеющей стали, необходимость в выполнении такой процедуры не вызывает сомнений.
Примеры нержавеющих поверхностей, подвергнутых коррозии, и результаты проведенной пассивации
Чем обусловлена высокая коррозионная устойчивость нержавеющих сталей
Суть такого явления, как коррозия, состоит в том, что поверхность металла под воздействием негативных внешних факторов и окружающей среды начинает разрушаться. Что характерно, коррозия из-за постоянного окисления поражает металл слой за слоем, постепенно разрушая внутреннюю структуру стали. Во многих случаях локализовать пораженные участки внутренней структуры металла уже не имеет смысла, поэтому стальные изделия приходится заменять на новые.
Пассивирование (или пассивация) как технология, позволяющая обеспечить надежную защиту стали от коррозии, лежит в основе создания такого уникального металла, каким является нержавеющая сталь. В химическом составе преимущественного большинства сталей, относящихся к нержавеющей категории, могут содержаться различные элементы:
- никель;
- молибден;
- кобальт;
- ниобий;
- марганец.
Однако основным легирующим элементом таких сталей, количество которого в их составе может варьироваться в пределах 12–20%, является хром. Добавление различных легирующих элементов в состав нержавеющих сталей позволяет придать им требуемые физико-химические характеристики, но именно хром отвечает за коррозионную устойчивость стального сплава.
Влияние хрома на свойства нержавеющей стали
Нержавеющие стальные сплавы, в составе которых содержится 12% хрома, проявляют высокую коррозионную устойчивость только при взаимодействии с окружающим воздухом. Если количество хрома в химическом составе нержавеющей стали увеличить до 17%, то изделия из нее смогут спокойно взаимодействовать с азотной кислотой, не утрачивая при этом своих эксплуатационных характеристик.
Чтобы сделать металл устойчивым к еще более агрессивным средам, к числу которых относятся соляная, серная и другие кислоты, в нем не только увеличивают количественное содержание хрома, но и добавляют в его состав такие элементы, как медь, молибден, никель и др. Иными словами, выполняют пассивирование металла, то есть увеличивают его пассивность к коррозионным процессам.
В процессе пассивации зоны сварочного шва образуется прочная пленка
Пассивация, при которой в химический состав нержавеющей стали добавляют соответствующие легирующие элементы, – это не единственное условие высокой коррозионной устойчивости металла. Чтобы защитные свойства нержавеющей стали оставались на высоком уровне, оксидная пленка на ее поверхности, состоящая преимущественно из оксида хрома, должна быть целой, иметь однородный химический состав и толщину.
Причины возникновения коррозии
Несмотря на то, что в химическом составе нержавеющей стали должны содержаться пассиваторы, значительно повышающие ее коррозионную устойчивость, ее поверхность и внутренняя структура могут подвергаться коррозии.
Основной причиной, по которой нержавеющая сталь начинает разрушаться, является недостаточное или неравномерное содержание в ее химическом составе хрома. Вызвать коррозию также может контакт с металлом, который отличается значительно меньшей устойчивостью к окислению. Часто подвергаются разрушению изделия из нержавейки, которые были соединены между собой по технологии сварки.
Коррозия труб полотенцесушителя, возникшая по причине недобросовестного исполнения сварочного шва производителем
Что характерно, даже если нержавеющая сталь отличается очень высоким качеством, после сварки она может покрыться слоем ржавчины. Чтобы избежать таких негативных явлений, сварные швы, при помощи которых выполнено соединение изделий из нержавейки, необходимо тщательно зачищать и полировать. Такая процедура позволяет удалить с поверхности сварного шва и самих изделий из нержавейки остатки менее устойчивого к коррозии металла, который был использован для выполнения сварочных работ.
Очень часто на поверхность нержавейки частички менее устойчивого к коррозии металла попадают и в тех случаях, когда его обработка выполняется в непосредственной близости от стальных изделий. Так, если рядом пилят, шлифуют или выполняют другие виды обработки обычного металла, то его частички, попав на нержавеющую сталь, обязательно станут источниками ее коррозии. На нержавейке они могут появиться и в том случае, если вы решите выполнить ее обработку инструментом, который до этого взаимодействовал с обычным металлом. Именно поэтому инструменты, особенно относящиеся к режущему типу, желательно использовать для выполнения обработки только однотипных материалов.
Коррозия вытяжки из нержавеющей стали, произошедшая вследствие чистки изделия железной щеткой
Однако, конечно, наиболее критичным местом на поверхности изделий из нержавейки с точки зрения возникновения и развития коррозионных процессов является сварной шов. Именно поэтому важны не только тщательная зачистка, шлифовка и полировка места сформированного сварного соединения, но и его пассивация, для чего используются различные кислотные растворы.
Пассивация (химическое пассивирование), как правило, выполняется с применением раствора, основу которого составляет азотная кислота. Обработка таким раствором тщательно подготовленного участка изделия из нержавеющей стали позволяет сформировать оксидную пленку, отличающуюся высокой пассивностью к коррозионным процессам.Обработка сварных соединений на нержавейке, после которой и выполняется химическое пассивирование, осуществляется при помощи металлической щетки и шлифовальной машинки. При этом, как уже говорилось выше, важно следить за тем, чтобы используемые при пассивации инструменты не реагировали до этого с обычным металлом, частички которого могут стать источником развития коррозионных процессов.
Чтобы проверить, не присутствует ли на поверхности нержавейки включений обычного металла, можно воспользоваться двумя способами.
Обработка водным раствором азотной кислоты и ферроцианида калияМеста на поверхности изделия, на которых присутствуют включения свободного железа, после выполнения такой обработки сразу окрасятся в синий цвет. Следует отметить, что такой способ проверки используют преимущественно в условиях производственных лабораторий.
Смачивание обычной водойИзделие выдерживают в таком состоянии на протяжении нескольких часов. Если на нержавейке присутствуют включения свободного железа, то участки с такими включениями начнут покрываться ржавчиной.
Виды коррозии
Несмотря на то, что коррозионный процесс приводит практически к одинаковым последствиям, причины, ее вызывающие, могут быть различными. Наиболее частой причиной коррозии изделий из нержавейки, используемых в бытовых условиях, является применение для их чистки средств, содержащих в своем химическом составе значительное количество хлора. Такие средства активно способствуют разрушению оксидной пленки на металле, что приводит к развитию коррозионного процесса на всей его поверхности (т.е. общей коррозии).
Щелевая коррозия нержавейки возникает в тех случаях, когда детали из такого металла длительное время соприкасаются между собой. Коррозия данного типа, что характерно, часто начинает развиваться в местах крепежа. Различают также точечную коррозию, которую часто называют питтинговой. Она возникает в тех случаях, когда оксидная пленка на нержавейке повреждена механическим способом.
Коррозия нержавейки под водой проявляется в большей степени в местах соединения деталей
Если нержавейка контактирует с разнородным для нее металлом в токопроводящей среде, начинает развиваться коррозия, которая получила название гальванической. Этому процессу наиболее подвержены изделия из нержавеющих сталей, эксплуатируемые в морской воде и при этом контактирующие с металлами, отличающимися меньшей степенью легирования.
Межкристаллитная коррозия – очень распространенное явление, возникающее в тех случаях, когда изделие из нержавеющей стали было подвергнуто значительному перегреву. При сильном нагреве (свыше 500°) на границах кристаллической решетки нержавеющей стали формируются карбиды хрома и железа, которые и становятся причиной снижения прочности металла.
Коррозия нержавеющей стали может возникать из-за применения хлоросодержащих чистящих составов
Различают также эрозивную коррозию, которая возникает, если нержавейка постоянно находится под воздействием абразивной среды. Постоянно воздействуя на поверхность металла, частички такой среды разрушают защитную оксидную пленку, которая не успевает восстанавливаться.
Пассивирование нержавейки
Обеспечить такие условия эксплуатации изделий из нержавеющей стали, чтобы они не контактировали с другими металлами и агрессивными средами, а также не подвергались механическим повреждениям, практически невозможно. Именно поэтому необходима упомянутая выше технологическая операция – пассивирование. Дополнительную степень защиты, которую обеспечивает пассивирование (пассивация), часто стараются обеспечить:
- трубным конструкциям из нержавейки;
- крепежным элементам;
- корпусным элементам конструкций и механизмов, эксплуатируемых в морской воде.
Между тем пассивация не всегда целесообразна даже для изделий подобного назначения.
Пассивирование сварочного шва нержавейки
Пассивирование, хотя и является методом обработки нержавеющей стали, способным обеспечить ее дополнительной защитой от коррозии, во многих случаях является нецелесообразным и даже может ухудшить защитные свойства стали. Поэтому прежде чем выполнять пассивацию, следует проанализировать условия, в которых будет эксплуатироваться изделие, чтобы однозначно решить, нужна ли его поверхности дополнительная защита.
Пассивация, если решение о ее выполнении принято, должна обеспечивать получение цельного и равномерного по толщине защитного слоя, что достигается строгим соблюдением технологического процесса. Как правило, пассивацию выполняют в тех случаях, когда дополнительная защита необходима внешней, а не внутренней поверхности изделия из нержавеющей стали.
Суть такого процесса, как пассивация, заключается в том, что поверхность изделия из нержавеющей стали обрабатывают специальным раствором, основу которого составляет азотная, а в некоторых случаях и лимонная кислота. Иногда такой раствор могут дополнять незначительным количеством (2-6%) бихромата натрия. Химический состав такого раствора, а также такие параметры, как температура нагрева и время выдержки, зависят от марки обрабатываемой нержавеющей стали.Оценка статьи:
Загрузка... Поделиться с друзьями:
met-all.org
Пассивность - хром - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Пассивность - хром
Cтраница 1
Пассивность хрома ( и других металлов) объясняется образованием тонкой сплошной защитной пленки окиси на поверхности металла. Явление пассивации можно приостановить с помощью вибрации, ультразвука и просто очисткой поверхности металла. [1]
Одной из причин пассивности хрома и его аналогов считают образование на поверхности металла тончайшего, но очень плотного слоя химически малоактивного оксида, препятствующего взаимодействию металла с кислотой. Пассивность нарушается, как только эта пленка будет повреждена в каком-либо месте. [2]
Увеличение концентрации воды увеличивает глубину пассивности хрома и сдвигает срп в отрицательную сторону. [4]
Неодинаковая коррозионная стойкость хромовых осадков объясняется различной степенью пассивности хрома на поверхности покрытия и по граням трещин. [5]
Как было указано выше, химическая стойкость железохромистых сплавов объясняется пассивностью хрома. [7]
Вместе с тем у хрома сильно выражена склонность к переходу в пассивное состояние, благодаря чему его стационарный потенциал имеет более электроположительное значение. Пассивностью хрома объясняется его коррозионная стойкость. Поэтому хром устойчив в тех средах, которые способствуют его пассивированию. Так, хром не корродирует в присутствии кислорода воздуха в органических кислотах и в растворах многих солей. Хром не устойчив в восстановительных средах и растворах хлоридов. Сильную коррозию хрома вызывают серная и соляная кислоты. Отличительной особенностью хрома является также его жаростойкость. [8]
Существованием защитной пленки объясняется и пассивность хрома по отношению к концентрированным растворам кислот-окислителей. [9]
В области потенциалов а, где хром более активен или в области в, где он легче переходит в состояние перепассивации, атомы дрома преимущественно переходят в раствор, и поверхность постепенно обогащается железом. Наоборот, в области потенциалов б более совершенная пассивность хрома приводит к его преимущественному накоплению на поверхности. При этом вслед-вне увеличения поверхностной концентрации компонента, значительно более устойчивого для данной области потенциалов, относительная скорость растворения его повышается, в то время как скорость растворения более активного компонента вследствие снижения его поверхностной концентрации падает. Это будет происходить до тех пор, пока отношение скоростей растворения компонентов не сделается равным отношению их атомного содержания в сплаве, после чего процесс стаби лизируется. [11]
Так, в 5 % - ной соляной кислоте при 35 С хром, осажденный при 90 С, растворяется в 100 раз быстрее, чем хром, осажденный при 50 С. Различная скорость растворения хромовых покрытий, полученных при разных температурах хромирования, может быть объяснена более высокой степенью пассивности хрома на поверхности и менее пассивным состоянием его на гранях первичных трещин, число которых уменьшается при возрастании температуры электролита хромирования. [12]
Хром легко пассивируется; это свойство хром переносит на нержавеющие стали и другие сплавы, в которые он входит в качестве легирующего элемента. В активном состоянии хром переходит в раствор в виде двухвалентных ионов. Пассивность хрома объясняется присутствием на его поверхности защитного окисла трехвалентного хрома. Восстановление этого окисла до двухвалентного приводит к катодной активации хрома, а окисление до шестивалентного - к анодной активации его. [13]
Легко пассивируется; это свойство хром придает нержавеющим сталям и другим сплавам, в которые он входит в качестве легирующего элемента. В активном состоянии хром переходит в раствор в виде двухвалентных ионов. Пассивность хрома объясняется присутствием на его поверхности защитного окисла-трехвалентного хрома. Восстановление этого окисла до двухвалентного приводит к катодной активации хрома, а окисление до шестивалентного - к анодной активации его. Равновесный нормальный потенциал хрома - 0 74 В, электродный потенциал его в 3 % - ном растворе NaCl в результате пассивации сдвигается в положительную сторону и равен 0 23 В. Хром устойчив в хромовой кислоте, имеет большое сродство к кислороду, азоту и углероду; устойчив на воздухе даже в присутствии примесей h3S, SOj и COj. Хром неустойчив в восстановительных средах и средах, содержащих хлор-ион. При этой же температуре он способен соединяться с галогенами, азотом, углеродом, кремнием, бором и другими элементами. [14]
Хром принадлежит к числу электроотрицательных металлов. Благодаря сильно выраженной склонности к переходу в пассивное состояние его стационарный потенциал имеет более положительное значение. Пассивностью хрома объясняется его коррозионная стойкость. Поэтому хром устойчив в тех средах, которые способствуют его пассивации. По отношению к железу, меди и никелю электрохимический хром нсдст себя как покрытие катодного характера, поэтому он защищает эти металлы от коррозии только при отсутствии пор в покрытии. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
Пассивация металлов - Пассивация как метод обработки поверхности металлов
Страница 2 из 2
Пассивацию поверхности некоторых металлов целесообразно проводить искусственно с помощью определённого технологического метода. Примером намеренно пассивируемого металла является алюминий, однако в данном случае речь идёт не о пассивации, а об анодировании (электрохимическом окислении).
Создать пассивирующий слой на поверхности таких металлов, как магний (Mg), серебро (Ag), цинк и кадмий (Ca), можно методом хроматирования. Этот слой может использоваться не только как улучшенная антикоррозионная защита, но и как адгезионное основание для последующих технологических операций, как защита от потускнения (для серебра) или защита от отпечатков пальцев. Кроме того, он может применяться для изменения внешнего вида металла (для придания ему блеска или определённого оттенка).
Большое техническое значение приобрело хроматирование цинковых покрытий. Созданный таким образом пассивирующий слой на поверхности цинкового покрытия способен очень сильно замедлить коррозию цинка (образование «белой ржавчины»).
В зависимости от конкретного метода пассивации полученный пассивирующий слой может иметь голубоватый, жёлтый, чёрный или оливковый цвет. Кроме того, он может быть прозрачным.
При некоторых методах пассивации металлов пассивирующий слой может содержать токсичный оксид хрома (VI) CrO3. За последние годы помимо прочего также были разработаны методы пассивации без использования хрома (VI), однако пока получаемые таким образом пассивирующие слои уступают по коррозионной стойкости слоям, содержащим хром (VI). Согласно новому законодательству Евросоюза, применение пассивации металлов хромом (VI) запрещено при изготовлении компонентов автомобилей (легковых автомобилей общей массой < 3,5 т) и предметов домашнего обихода.
Современные альтернативные методы пассивации используют хром (III), либо являются полностью бесхромовыми. К примеру, при бесхромовых методах пассивации применяются растворы для обработки (отделки) поверхностей, содержащие сложные фториды циркония (Zr) или титана. Из этих растворов впоследствии образуется пассивирующий слой из оксида циркония или титана.
Относительно новый метод толстослойной пассивации цинковых покрытий сочетает в себе преимущества отсутствия хрома (VI) и высокой или очень высокой коррозионной стойкости.
В полупроводниковой промышленности часто используется кремний (Si), который быстро окисляется и частично утрачивает при этом желаемые электрические свойства. Для пассивации кремния до сих пор часто применялся нитрид кремния. Технологический процесс пассивации кремния протекает в вакуумной камере, нагреваемой до 400 °C. Эта относительно высокая температура приводит к тому, что для процесса пассивации годятся не все пригодные в других случаях материалы, а также к относительно высокой затратоёмкости производства.
Поэтому в настоящее время учёные Массачусетского технологического института (англ.: MIT) занимаются разработкой нового метода, который должен обеспечить возможность осуществления процесса пассивации при комнатной температуре. При этом методе кремний тоже помещается внутрь вакуумной камеры, а над ним располагается проволочная сетка, нагреваемая приблизительно до 300 °C. Полимерный материал, загруженный внутрь вакуумной камеры рядом с горячей проволокой, испаряется и конденсируется на поверхности кремния. Разработчики заявляют, что этот метод осаждения из паровой фазы обладает такими преимуществами, как существенное снижение расхода энергии, возможность применения для пассивации самых разных материалов и заметное снижение производственных затрат. Тот факт, что сам кремний при этом технологическом процессе не нагревается выше 20 °C, должен обеспечить значительное увеличение общего КПД изготавливаемых из него солнечных батарей.
ПерваяПредыдущая 1 2 Следующая > Последняя >>| Следующая > |
slesario.ru
Пассивирование стали шестивалентным хромом — Статьи — Красприбор
Для пассивирования стали могут быть использованы различные соединения и вещества. Например, широко используется шестивалентный хром для пассивирования стали оцинкованной. Покрытие хромом применяется, во-первых, для того, чтобы достичь серьёзного увеличения коррозионной защиты, особенно в строительстве и производстве мебели. Шестивалентный хром также служит временной защитой во время отгрузки, если использование коррозионного защищающего масла невозможно. Вес покрытия находится в прямой зависимости от применяемого
параметра, то есть, чем толще слой, тем выше защита.
Следует учитывать, что при пассивировании стали другие альтернативные системы замещения не должны содержать шестивалентный хром или другие токсичные соединения. Коррозионное поведение и свойства адгезионного слоя должны быть такими же или лучшими, но внешний вид может быть другим. Пассивирование стали трёхвалентным хромом известно как нетоксичная система, однако же, в прошлом они не могли соответствовать требованиям к сопротивляемости коррозии. Что касаемо внешнего вида, то при возрастании веса покрытия пассивирующий слой шестивалентного хрома имеет жёлтый цвет (прозрачный - жёлтый) , что вызвано желтым оттенком шестивалентного хрома. Для пассивирования трёхвалентным хромом переливающийся оттенок может варьироваться в следующих пределах: прозрачный – синий – красный – зелёный. Из-за данного прозрачного оттенка (вызываемого пигментами Cr(VI)), подлинный матовый серебряный цвет цинка появляется после нанесения бесцветного органического покрытия. В противоположность пассивированию шестивалентным хромом, где создаётся не-комплексный трёхвалентный промежуточный продукт, Cr(III) при шестивалентном свободном пассивировании является практически комплексным.
По всем вопросам обращайтесь в компанию Крас-Приборпо адресу: Россия, 195221г. Истра, ул. Шнырева, д.57. или по телефонам +7 (496) 314-19-19, 314-19-18, 314-19-17
kraspribor.ru
Химия для пассивации крепежа, метизов и деталей в хроматных растворах
ХИМИЯ ДЛЯ ПАССИВАЦИИ КРЕПЕЖА, МЕТИЗОВ И ДЕТАЛЕЙ В ХРОМАТНЫХ РАСТВОРАХ
Пассивация металлов (крепежа, метизов и деталей) – это технологический процесс антикоррозийной защиты металлов при помощи специальных растворов. Как правило, пассивация производится при помощи солей или окислов (в том числе нитрата натрия). Целью пассивации является сделать металлическую поверхность неактивной к атмосферному воздуху. Пассивация может производиться двумя основными способами – химическим и электрохимическим. При химической пассивации детали погружаются в раствор с нужным химическим веществом, в результате чего при определенной температуре образуется защитная пленка. Электрохимическая пассивация производится следующим образом. Вещества, которые необходимо нанести на поверхность, смешиваются с электролитом. Далее при пропускании электрического тока они оседают на поверхности изделия. Защитный слой, нанесенный электрохимическим путем, является более равномерным, но данный метод по материальным затратам значительно дороже химического.
Химия для пассивации
Пассивация крепежа, метизов и металлических деталей подразумевает образование фазовых слоев (пленок) при взаимодействии металлов с компонентами растворов в определенных условиях. Пленка представляет собой плотный водонепроницаемый барьер, который и препятствует появлению ржавчины. Растворы, применяемые для пассивации, изготавливаются на основе окисляющих агентов, которые образуют труднорастворимые в воде соединения. К ним относятся хроматы, молибдаты, нитраты в среде щелочи. Как правило, пассивированная деталь или изделие подвергается дополнительной обработке. На них могут быть нанесены ингибиторы (вещества, которые замедляют или останавливают течение нежелательных химических реакций и процессов), грунты, краски и/или лаки.
Голубой пассиватор цинкового покрытия серии RZN-350 (подходит для щелочного и кислотного цинкования)
| Химический состав: Бело-голубой пассиватор RZN-350: 10-35 мл / лРаствор азотной кислоты, 68%: 10-35 мл / л Пассивацию ведут при стандартной температуре помещения погружением в раствор в течение 3-10 секунд. | Спецификация: покрытие равномерное глянцевое, яркое, голубого цвета, устойчивое к обесцвечиванию и коррозии. Пассиватор широко применяется для защиты поверхности как при щелочном так и при кислотном цинковании. |
Радужный пассиватор цинкового покрытия серии RZN-360
| Спецификация: поверхностная пленка представляет собой плотный равномерный барьер яркого, радужного цвета, устойчивый к коррозии. Желтый радужный пассиватор цинкового покрытия отличает низкая себестоимось и простота в эксплуатации. | Химический состав: Желтый радужный пассиватор RZN-360: 10-35 мл / л Пассивацию ведут при стандартной температуре помещения погружением в раствор в течение 3-10 секунд. |
Пассиватор цинкового покрытия темно оливкового цвета (хаки) серии ZN-380 (оливковая пассивация цинка)
| Химический состав: Пассиватор оливкового цвета RZN-380: 100 мл / л Пассивацию ведут при стандартной температуре помещения погружением в раствор в течение 3-10 секунд. Перемешивание при помощи воздуха или механической мешалки. Температура сушки 80-110 ℃. | Спецификация: оливковая пассивация цинка используется для пассивации цинковых покрытий, полученных гальваническим способом. Состав позволяет получать цинковые покрытия насыщенного темно оливкового цвета (хаки) После проведения процесса, покрытие имеет красивый темно-оливковый (хаки) цвет и, обладает даже более высокой коррозионной стойкостью, чем после радужной пассивации. |
Пассиватор цинкового покрытия черного цвета серии RZN-370 (черная пассивация болтов, саморезов, гаек)
| Химический состав: Пассиваторчерного цвета RZN-370A: 100 мл / л (60-120 мл / л)Пассиватор черного цвета RZN-370B: 100 мл / л (60-120 мл / л) | Спецификация: поверхностная пленка представляет собой однородный твердый барьер блескообразующего цвета, устойчивый к коррозии и истиранию. Пассивацию ведут при температуре 23-29 ℃ (20-35 ℃), уровне РН 2,0 (1,2-2,6) погружением в раствор в течение 30-60 секунд. |
Бесцветный пассиватор цинкового покрытия серии RZN-390 (для электроосаждения в гальванических барабанах и на подвесах)
| Химический состав: Бесцветный пассиватор RZN-390: 10-20 мл / л Пассивацию ведут при комнатной температуре помещения погружением в раствор в течение 5-10 секунд. Перемешивание при помощи воздуха или механической мешалки. Температура сушки 80-100 ℃. | Спецификация: поверхностная пленка представляет собой однородный барьер белого цвета. Бесцветный пассиватор прост в эксплуатации, идеально подходит для электроосаждения в гальванических барабанах и на подвесах. |
Бесцветный пассиватор цинкового покрытия серии RWZN-833 (не содержит хрома)
| Химический состав: Бесцветный пассиватор RZN-833: 100 мл / л Пассивацию ведут при комнатной температуре помещения погружением в раствор в течение 5-10 секунд. Перемешивание при помощи воздуха или механической мешалки. Температура сушки 80-110 ℃. | Спецификация: не содержит хрома, подходит нанесения покрытия на цинковые покрытия, полученные методом обработки в кислотных и цианистых электролитах. Поверхностная пленка представляет собой равномерный, ярко-серебристый белый глянцевый барьер. Бесцветный пассиватор прост в эксплуатации, применение компонента не вызывает трудностей в очистке сточных вод. |
Радужный пассиватор цинкового покрытия трехвалентным хромом Cr 3+(радужное хроматирование поверхности цинка)
| Химический состав: Трехвалентный пассиватор: 80-120мл / л Пассивацию ведут при комнатной температуре помещения погружением в раствор в течение 30-45 секунд и уровне PH 1.8-2.2 | Спецификация: технология относится к экологически чистой в отношении уровня токсичности, не содержит шестивалентного хрома. Поверхностная пленка представляет собой равномерный барьер ярко-желтого цвета. |
Голубой пассиватор цинкового покрытия трехвалентным хромом Cr 3+(голубое хроматирование поверхности цинка)
| Химический состав: Трехвалентный пассиватор: 60-100мл / л Пассивацию ведут при комнатной температуре помещения погружением в раствор в течение 7-15 секунд и уровне PH 1.5-2.0 | Спецификация: технология относится к экологически чистой в отношении уровня токсичности, не содержит шестивалентного хрома. Поверхностная пленка представляет собой равномерный барьер голубого цвета. Пассиватор подходит как для щелочного так и для кислотного процесса цинкования. |
Антикоррозийный наполнитель (силер) серии RZN-110(для дополнительной обработки оцинкованной поверхности крепежа)
| Спецификация: антикоррозийный наполнитель (силер) - это технологическая добавка, применяемая в ванне для финишной обработки (закрепления) поверхности метизов после пассивации в ваннах с хроматным раствором для придания крепежу дополнительных защитных свойств и внешнего вида. Дополнительную обработку поверхности ведут при температуре 25 ℃ погружением в раствор в течение 15 секунд и уровне PH 8.5-10.0. После обработки необходимо удалить раствор естественным стеканием в течение 2 минут и сушкой в течение 20 минут при температуре 80 ° C. | Химический состав: Грунтовая добавка RZN-110: 200 мл / л Не содержит хрома, образует на поверхности изделий прозрачную герметичную пленку. |
www.metiz.com.tw
