Анодное поведение сплавов свинца с презеодимом в среде электролита NaCl
Автор: Ганиев Изатулло Наврузович, Восиев Манучехр Рахимович, Махмадуллоев Хайрулло Амонуллоевич
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Научные сообщения и обзоры
Статья в выпуске: 6-1 т.16, 2014 года.
Бесплатный доступ
Потенциостатическим методом исследовано коррозионно-электрохимическое поведение сплава свинца, легированного празеодимом в среде электролита NaCl. Показано, что добавки празеодима уменьшают скорость коррозии свинца в 2 раза в электролите NaCl.
Свинец, празеодим, электрохимическое поведение, коррозионная стойкость, электролит nacl, питтингоустойчивость
Короткий адрес: https://sciup.org/148203525
IDR: 148203525
Текст научной статьи Анодное поведение сплавов свинца с презеодимом в среде электролита 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 свинец 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 Pb–Pr характеризуется широкой областью несмешиваемости в жидком состоянии и отсутствием соединений между празеодимом и свинцом. В системе имеют место монотектичес-кое и эвтектическое превращения. Температура монотектического превращения близка к температуре плавления празеодима (она ниже ее 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 Ж1 и Ж2 при различных температурах [1].
Для приготовления двойных сплавов свинца с празеодимом нами были использованы свинец
марки C2 (ГОСТ 3778-98), празеодим марки М-1 (ГОСТ ТУ 48-4-215-72). Содержание празеодима в сплавах со свинцом составляло, мас.%: 0,005; 0,01; 0,05; 0,1; 0,5.
Коррозионно-электрохимическое исследование проводили потенциостатическим методом на потенциостате ПИ-50-1 с программатором ПР-8 в среде электролита 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 представлены зависимость потенциала свободной коррозии во времени для сплавов свинца с празеодимом в средах 0,03%, 0,3% и 3% -ного электролита NaCl. Видно, что как для исходного свинца, так и для его сплавов с празеодимом независимо от времени характерно смещение потенциала свободной коррозии в положительную область в начальном этапе. При этом, для чистого свинца и его сплавов стабилизация потенциала свободной коррозии наблюдается в течение 30 - 40 мин, что свидетельствует об относительно высокой их пассивации под воздействием добавок празеодима. Как следует из этого, с увеличением содержания празеодима в свинце потенциал свободной коррозии образцов сплавов смещается в положительную область.
Наиболее положительное значение потенциала (-0,484В) в среде 0,03% NaCl имеет сплав, легированный 0,05 мас.% празеодимом. Добавки празеодима независимо от его количества увеличивают потенциал свободной коррозии свинца.
С целью выяснения механизма процесса коррозии и оценки коррозионной стойкости сплавов в растворе NaCl проведены электрохимические исследования в потенциодинамическом режиме
Таблица 1. Временная зависимость потенциала свободной коррозии (-Е,В) сплавов системы Pb-Pr в среде 0,03% (числитель)и 0,3%-ного (знаменатель) раствораNaCl
|
t, минут |
Содержание празеодима, мас.% |
|||||
|
- |
0,005 |
0,01 |
0,05 |
0,1 |
0,5 |
|
|
0 |
0.600 |
0.600 |
0,575 |
0.560 |
0.555 |
0.567 |
|
0.665 |
0.630 |
0,600 |
0.580 |
0.560 |
0.574 |
|
|
1/8 |
0.640 0.654 |
0.589 0.612 |
0.568 0.590 |
0.550 0.569 |
0.550 0.550 |
0.562 0.550 |
|
1/4 |
0.635 |
0.576 |
0.560 |
0.546 |
0.554 |
0.558 |
|
0.630 |
0.608 |
0.584 |
0.569 |
0.544 |
0.555 |
|
|
1/2 |
0.614 |
0.570 |
0.550 |
0.540 |
0.550 |
0.555 |
|
0.615 |
0.600 |
0.579 |
0.558 |
0.540 |
0.549 |
|
|
1 |
0590 |
0.564 |
0.554 |
0.536 |
0.542 |
0.548 |
|
0.605 |
0.586 |
0.570 |
0.554 |
0.530 |
0.540 |
|
|
3 |
0.570 |
0.552 |
0.536 |
0.530 |
0.535 |
0.540 |
|
0.505 |
0.577 |
0.566 |
0.535 |
0.530 |
0.538 |
|
|
5 |
0.560 0.580 |
0.548 0.570 |
0.527 0.560 |
0.525 0.527 |
0.530 0.526 |
0.533 0.535 |
|
10 |
0.545 |
0.540 |
0.520 |
0.518 |
0.522 |
0.527 |
|
0.572 |
0.563 |
0.554 |
0.520 |
0.529 |
0.532 |
|
|
15 |
0.533 |
0.540 |
0.548 |
0.514 |
0.520 |
0.530 |
|
0.560 |
0.530 |
0.516 |
0.510 |
0.518 |
0520 |
|
|
20 |
0.530 |
0.518 |
0.516 |
0.510 |
0.508 |
0.510 |
|
0.555 |
0.536 |
0.540 |
0.509 |
0.519 |
0.530 |
|
|
30 |
0.528 |
0.514 |
0.505 |
0.494 |
0.500 |
0.508 |
|
0.550 |
0.530 |
0.536 |
0.505 |
0.518 |
0.530 |
|
|
40 |
0.524 |
0.512 |
0.502 |
0.488 |
0.495 |
0.508 |
|
0.545 |
0.528 |
0.520 |
0.502 |
0518 |
0.530 |
|
|
50 |
0.524 |
0.510 |
0.500 |
0,484 |
0490 |
0.508 |
|
0.543 |
0.524 |
0.515 |
0,500 |
0.518 |
0.530 |
|
|
60 |
0.524 0.543 |
0.510 0.524 |
0.500 0.515 |
0.484 0,500 |
0.490 0,518 |
0.508 0.530 |
Таблица 2. Коррозионно – электрохимические характеристики сплавов системы Pb-Pr в среде электролита NaCl
|
Cреда |
Содержание празеодима, |
Электрохимические свойства |
Скорость коррозии |
|||||||
|
мас.%. |
св.кор |
-F кор |
-Е п.о |
- рп |
ί кор•10"2, |
К•ю-3, |
||||
|
В |
2 А/ м |
2 г/ 17 .час |
||||||||
|
- |
0,524 |
0,712 |
0,380 |
0,450 |
0,80 |
15,44 |
||||
|
и cd Z О О |
0,005 |
0,510 |
0,700 |
0,370 |
0,444 |
0,72 |
13,90 |
|||
|
0,01 |
0,500 |
0,688 |
0,366 |
0,432 |
0,60 |
11,58 |
||||
|
0,05 |
0,484 |
0,660 |
0,360 |
0,424 |
0,50 |
9,65 |
||||
|
0,1 |
0,490 |
0,650 |
0,350 |
0,415 |
0,42 |
8,10 |
||||
|
0,5 |
0,508 |
0,638 |
0,344 |
0,410 |
0,38 |
7,33 |
||||
|
- |
0,543 |
0,720 |
0,420 |
0,510 |
0,85 |
16,40 |
||||
|
и cd Z О |
0,005 |
0,528 |
0,700 |
0,400 |
0,510 |
0,77 |
14,86 |
|||
|
0,01 |
0,515 |
0,680 |
0,385 |
0,500 |
0,65 |
12,55 |
||||
|
0,05 |
0,500 |
0,664 |
0,370 |
0,480 |
0,53 |
10,23 |
||||
|
0,1 |
0,518 |
0,650 |
0,355 |
0,466 |
0,45 |
8,69 |
||||
|
0,5 |
0,530 |
0,642 |
0,340 |
0,460 |
0,40 |
7,72 |
||||
|
- |
0,562 |
0,780 |
0,450 |
0,548 |
0,98 |
18,91 |
||||
|
0,005 |
0,535 |
0,776 |
0,425 |
0,500 |
0,90 |
17,37 |
||||
|
и cd |
0,01 |
0,527 |
0,752 |
0,410 |
0,480 |
0,82 |
15,82 |
|||
|
0,05 |
0,525 |
0,680 |
0,400 |
0,450 |
0,75 |
14,48 |
||||
|
0,1 |
0,537 |
0,690 |
0,380 |
0,468 |
0,68 |
13,12 |
||||
|
0,5 |
0,538 |
0,700 |
0,370 |
0,475 |
0,55 |
10,62 |
||||
Е е» нор.В
Рис. 1. Временная зависимость потенциала свобоной коррозии сплавов системы Pb-Pr, содержащих празеодима, мас.%: 0,0 (1); 0,005 (2); 0,01 (3); 0,05 (4); 0,1 (5)и 0,5 (6) в среде электролита 3%-ногоNaCl
Рис. 2. Анодные ветви потенциодинамическых кривых сплавов свинца с празеодимом в среде 3% (а), 0,3% (б) и 0,03%-ного (в) электролита NaCl, мас.% Pr: 0,0 (1), 0,005 (2), 0,01(3), 0,05 (4), 0,1 (5), 0,5 (6)
трации хлорид ионов в электролите скорость коррозии сплавов увеличивается (табл. 2).
Таким образом, показано, что добавки празеодима к свинцу эффективно уменьшают величину плотности тока коррозии, что связано с образующейся более плотной защитной пленкой на поверхности сплавов.
Список литературы Анодное поведение сплавов свинца с презеодимом в среде электролита NaCl
- Massalski.B. Binary Alloy phase Diagrams V.4 1987-295 c.
- Ганиев И.Н., Умарова Т. М., Обидов З.Р. Коррозия двойных сплавов алюминия с элементами периодической системы. Германий. LAP LAMBERT Academic Publishing. 2011. 198 c.
