Тема 2 Окисление металла по химическому механизму Химическая

Тема 2. Окисление металла по химическому механизму. Химическая коррозия

2. 1. Термодинамическая вероятность химической коррозии Самопроизвольные процессы: Несамопроизвольные процессы: 80 o. С → 50 o. С → 80 o. С вкл выкл nΔG<0 nΔG>0

Основное условие протекание процесса взаимодействия металла с окислителем: ΔG<0 o 4 Fe + 3 O 2 = 2 Fe 2 O 3 (1) При стандартных условиях: ΔG = Σ Δ Gконечн – Σ Δ Gисх ΔG 0298 = 2ΔG 0298 Fe 2 O 3 - 4 ΔG 0298 Fe -3 ΔG 0298 O 2 = 2(-740, 3) – 0 =-1480, 6 (к. Дж).

Влияние парциального давления окислителя на термодинамическую вероятность окисления металла a. A+b. B=c. C+d. D R- универсальная газовая постоянная, R=8, 3 Дж/моль К, Т – температура, К рi - парциальное давление окислителя в рассматриваемых условиях рi 0 – парциальное давление окислителя в равновесных условиях o Для реакции 4/3 Fe + O 2 = 2/3 Fe 2 O 3 ΔG<0, если или р > ро Коррозия возможна, если давление окислителя в системе выше равновесного давления (давления диссоциации оксида).

Диаграмма для определения равновесного давления диссоциации оксида металла

Влияние температуры на термодинамическую вероятность окисления металла ΔG = ΔH – TΔS В процессе 4 Fe + 3 O 2 = 2 Fe 2 O 3 количество газообразных участников реакции уменьшается, следовательно уменьшается энтропия. Повышение температуры сопровождается увеличением энтропийного фактора и увеличением ΔG. Следовательно, с повышением температуры вероятность коррозионного процесса уменьшается. Т, К

2. 2. Кинетические закономерности химической коррозии o o Основные кинетические характеристики: Скорость коррозии, массовый показатель, г/м 2 час Δm – изменение массы образца в течение времени, выбранного в качестве базового (обычно 200 часов); S – площадь корродирующей поверхности, м 2; τ – база испытания, час. o Скорость коррозии, глубинный показатель (глубина проникновения коррозии), мм/год Δδ – уменьшение толщины стенки металлоконструкции за контрольный период, мм; τ – продолжительность контрольного периода, годы.

Законы роста пленки • n Логарифмический n Параболический Линейный у у Y = A + k. T Т Минимальные защитные свойства пленки у Y = A + k lg. T Y 2 = A + k. T τ Т Т Максимальные защитные свойства пленки Принципы жаростойкого легирования Fe, Cr, Ni, Bi, Co, Cu Ti, Zn, Al, Cd Y 2 = A + k. T Введение элементов, у которых минимальная степень окисления выше, чем у металлов группы Введение элементов, у которых минимальная степень окисления ниже, чем у металлов группы Y = A + k lg. T Введение элементов, у которых минимальная степень окисления ниже, чем у металлов группы Введение элементов, у которых минимальная степень окисления выше, чем у металлов группы