Анодное поведение сплавов свинца с алюминием в среде NaCl
Автор: Умаров Мирали Ашуралиевич, Ганиев Изатулло Наврузович, Махмадуллоев Хайрулло Амонуллоевич
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Физика и электроника
Статья в выпуске: 4-1 т.15, 2013 года.
Бесплатный доступ
Потенциодинамическим методом исследовано коррозионно-электрохимическое поведение сплава свинца, легированного алюминием в среде электролита NaCl. Показано, что добавки алюминия уменьшают скорость коррозии свинца в 2 раза в электролите NaCl.
Свинец, алюминий, потенциодинамика, электрохимическое поведение, коррозионная стойкость, электролит nacl, питтингоустойчивость
Короткий адрес: https://sciup.org/148202259
IDR: 148202259
Текст научной статьи Анодное поведение сплавов свинца с алюминием в среде NaCl
По мере расширения сферы и ужесточения условий использования металлов становится все более очевидным, что с помощью одних только эмпирических методов, даже существенно усовершенствованных, можно решить весьма ограниченный круг задач, и что основой дальнейшего прогресса в этой области должны стать фундаментальные исследования процессов коррозии.
Свинец встречается в природе в виде минерала галенита РbS. В электрохимическом ряде напряжений металлов стоит перед водородом. Свинец и его сплавы используют для изготовления защитных оболочек электрических кабелей, оборудования для использования серной кислоты, изготовления подшипников, аккумуляторов, применяют как основу для изготовления типографического материала.
Система Al–Pb характеризуется широкой областью несмешиваемости в жидком состоянии и отсутствием соединений между алюминием и свинцом. В системе имеют место монотектичес-кое и эвтектическое превращения. Температура монотектического превращения близка к температуре плавления алюминия (ниже всего лишь на 1,5 оС). Температура эвтектического превращения близка к температуре плавления свинца (ниже на 0,5 оС). Большая часть исследований посвящена определению положения кривой несмешиваемости двух жидкостей Ж 1 и Ж2 при различных температурах [1].
Для приготовления сплавов были использованы: свинец марки C2 (ГОСТ 3778-98), алюми-
ний марки А995 (ГОСТ 11069-2001). Содержание алюминия в сплавах составляло, мас.%: 0,005; 0,01; 0,05; 0,1; 0,5.
Коррозионно – электрохимические исследование проводили потенциостатическим методом на потенциостате ПИ-50-1 с программатором ПР-8 в среде раствора NaCl со скоростью развертки потенциала 2мВ•с-1 по методикам, описанным в работе [2]. В качестве электрода сравнения использовали хлорсеребряный, а вспомогательным – платиновый. Все значения потенциалов приведены относительно этого электрода. Результаты исследования представлены в табл. 1, 2 и на рис. 1, 2.
В табл. 1 и на рис.1 приведена зависимость потенциала свободной коррозии во времени для свинцового – алюминиевого сплава в средах 0,03%, 0,3% и 3% - ного NaCl. Видно, что как для исходного сплава, так и для всех сплавов независимо от времени характерно смещение потенциала свободной коррозии в положительную область в начальном этапе.
При этом, если у чистого свинца стабилизация потенциала свободной коррозии наблюдается в течение 30 -40 мин, то у сплавов свинца с алюминием это происходит в течение 15 – 20 мин, что свидетельствует об относительно высокой их пассивации под воздействием добавок алюминия.
С целью выяснения механизма процесса коррозии и оценки коррозионной стойкости сплавов в растворе NaCl проведены электрохимические исследования. Как следует из табл. 2, с увеличением содержания алюминия в свинце, потенциал свободной коррозии образцов смещается в положительную область. Наиболее положительное значение потенциала(-0,425В) в среде 0,03% NaCl имеет сплав, легированный 0,5 мас.% алюминием. Добавка алюминия независимо от его количество увеличивает потенциал свободной коррозии свинца.
Таблица 1. Временная зависимость потенциала свободной коррозии (-Е,В) свинцово-алюминиевого сплава в 0,03% - ном (числитель) и 3%-ном (знаменатель) растворе NaCl
|
Содержание алюминия, мас.% |
||||||
|
t, минут |
- |
0,005 |
0,01 |
0,05 |
0,1 |
0,5 |
|
0 |
0.678 0.693 |
0.760 6.586 |
0.743 0.578 |
0.704 0.569 |
0.684 0.554 |
0.678 0.556 |
|
1/8 |
0.656 0,670 |
0.736 0.5 70 |
0.716 0.573 |
0.686 0.562 |
0.662 0.548 |
C 65 6 0.545 |
|
1/4 |
0.64 U 0.648 |
0.712 0.560 |
0.688 0.565 |
0.658 0.556 |
0.646 0.542 |
0.638 0.538 |
|
1/2 |
0.63b 0.632 |
0.69U 0.556 |
0.66b 0.556 |
0.63b 0.543 |
0.624 0.538 |
0.628 0.536 |
|
1 |
0.626 0.618 |
0.678 0.545 |
0.648 0.545 |
0.618 0.537 |
0.606 0.532 |
0.596 0.525 |
|
2 |
0.614 0.608 |
0.648 0.541 |
0.632 0.546 |
0.606 0.535 |
0.584 0.528 |
0.573 0.522 |
|
3 |
0.59b 0.584 |
0.622 0.538 |
0.618 0.538 |
0.57b 0.534 |
0.563 0.526 |
0.556 0.521 |
|
4 |
0.576 0.575 |
0.608 0.537 |
0.584 0.534 |
0.55/ 0.533 |
0.546 0.522 |
0.533 0.519 |
|
5 |
0.556 0.576 |
0.586 0.535 |
0.552 0.532 |
0.528 0.536 |
0.512 0.518 |
0.50/ 0.518 |
|
10 |
0.54b 0.568 |
0.568 0.533 |
0.52b 0.528 |
0.508 0.529 |
0.498 0.515 |
0.483 0.505 |
|
15 |
0533 0.568 |
0.550 0.532 |
0.505 0.525 |
0486 0.527 |
0472 0.513 |
0463 0.504 |
|
20 |
0.528 0.562 |
0.532 0.532 |
0.496 0.524 |
0468 0.523 |
0.458 0.512 |
0.448 0.503 |
|
30 |
0.524 0.562 |
0.510 0.532 |
0.486 0.524 |
0462 0.528 |
0.443 0.516 |
0432 0.506 |
|
40 |
0.524 0.562 |
0.50b 0.532 |
0.474 0.524 |
0.45b 0.519 |
0436 0.516 |
0.428 0.506 |
|
50 |
0.524 0.562 |
0.506 0.532 |
0.468 0.524 |
0.458 0.519 |
0.428 0.516 |
0.42b 0.506 |
|
60 |
0.524 0.562 |
0.506 0.532 |
0.464 0.524 |
0.456 0.519 |
0.428 0.516 |
042b 0.506 |
Таблица 2. Коррозионно-электрохимические характеристики свинцово-алюминиевого сплава в среде электролита NaCl
|
Cреда |
Содержание |
Электрохимические свойства |
Скорость |
коррозии |
|
алюминия, |
-Есв.кор -Екор -Еп.о -Ерп |
ίкор•Ю\ кор |
К•Ю"а, |
|
|
В |
А/м2 |
г/ м2.час |
||
|
- |
0,524 0,712 0,380 0,450 |
0,80 |
15,44 |
|
|
о |
0,005 |
0,500 0,680 0,360 0,420 |
0,68 |
13,12 |
|
г |
0,01 |
0,464 0,648 0,312 0,406 |
0,55 |
10,61 |
|
0,05 |
0,450 0,635 0,300 0,400 |
0,48 |
9,26 |
|
|
о |
0,1 |
0,428 0,628 0,285 0,380 |
0,44 |
8,49 |
|
0,5 |
0,425 0,620 0,268 0,374 |
0,40 |
7,72 |
|
|
- |
0,543 0,720 0,420 0,510 |
0,85 |
16,40 |
|
|
о |
0,005 |
0,514 0,704 0,380 0,430 |
0,72 |
13,89 |
|
0,01 |
0,482 0,677 0,340 0,420 |
0,63 |
12,59 |
|
|
0,05 |
0,474 0,660 0,320 0,410 |
0,54 |
9,82 |
|
|
о |
0,1 |
0,460 0,642 0,314 0,410 |
0,50 |
9,75 |
|
0,5 |
0,436 0,634 0,314 0,400 |
0,42 |
8,11 |
|
|
- |
0,562 0,780 0,450 0,548 |
0,98 |
18,9 |
|
|
0,005 |
0,530 0,750 0,400 0,480 |
0,75 |
14,5 |
|
|
^ |
0,01 |
0,524 0,746 0,388 0,464 |
0,68 |
13,1 |
|
0,05 |
0,519 0,690 0,350 0,452 |
0,55 |
10,6 |
|
|
m |
0,1 |
0,510 0,680 0,350 0,450 |
0,51 |
9,80 |
|
0,5 |
0,500 0,680 0,345 0,450 |
0,44 |
8,50 |
Рис. 2. Потенциодинамические анодные поляризационные кривые (2мВ/с) сплава свинца, содержащего алюминия, мас.%; 0(1), 0,005(2), 0,01(3), 0,05(4), 0,1(5), 0,5(6), в среде 3% (a), 0,3% (б) и 0,03% (в) - ного NaCl
Список литературы Анодное поведение сплавов свинца с алюминием в среде NaCl
- Мандольфо Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов. М.: Металлургия. 1979. 640 с.
- Умарова Т.М., Ганиев И.Н. Коррозия двойных алюминиевых сплавов в нейтральных средах. Душанбе: Дониш, 2007. 258 с.
