Телефон: +7 (383)-202-16-86

Статья опубликована в рамках: XIX Международной научно-практической конференции «Экспериментальные и теоретические исследования в современной науке» (Россия, г. Новосибирск, 30 мая 2018 г.)

Наука: Химия

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Балыбин Д.В., Кудрявцева Н.М., Кузнецова Л.А. [и др.] ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ АМАГ-183 И АМАГ-186 В РАСТВОРАХ HCL // Экспериментальные и теоретические исследования в современной науке: сб. ст. по матер. XIX междунар. науч.-практ. конф. № 10(19). – Новосибирск: СибАК, 2018. – С. 76-81.
Проголосовать за статью
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ АМАГ-183 И АМАГ-186 В РАСТВОРАХ HCL

Балыбин Дмитрий Викторович

канд. хим. наук, доц. кафедры химии и экологической безопасности Тамбовского государственного университета имени Г.Р. Державина,

РФ, г. Тамбов

Кудрявцева Наталия Михайловна

магистрант направления подготовки 18.04.02 "Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии" Тамбовского государственного университета имени Г.Р. Державина,

РФ, г. Тамбов

Кузнецова Людмила Алексеевна

 ФЭС ФКУ "Войсковая часть 77510", бухгалтер отдела учета материальных средств, арх. Новая Земля,

РФ, п. Белушья Губа

Попова Олеся Владимировна

магистрант направления подготовки 04.04.01 "Химия" Тамбовского государственного университета имени Г.Р. Державина,

РФ, г. Тамбов

Аморфные металлические сплавы получили широкое применение в различных сферах благодаря особым магнитным, прочностным свойствам и коррозионной устойчивости [1, 3, 5]. Отсутствие дислокаций в аморфных сплавах приводит к тому, что они превосходят прочные легированные стали. Высокая твердость этих сплавов увеличивает износо- и коррозионную стойкость. Поверхность аморфных сплавов на первых этапах коррозии покрыта оксидной пленкой, что препятствует распространению коррозии. Так при обычных условиях они находятся в пассивном состоянии по отношению к коррозионным процессам [2, 4].

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Поляризационные измерения проведены на неподвижном электроде в потенциостатическом режиме с использованием потенциостата Solartron 1285. Электрод для электрохимических измерений с рабочей поверхностью 0,5 см2, армированный в оправку из эпоксидной смолы ЭД-5 с отвердителем ПЭПА, перед экспериментом обезжиривался ацетоном. В исследованиях использована трехэлектродная электро­химическая ячейка из стекла “Пирекс” с разделенными катодным и анодным пространствами. Потенциалы пересчитаны по н.в.ш.

Импедансные измерения осуществлялись в трехэлектродной электрохимической ячейке из стекла «Пирекс» на плоском электроде, изготовленном из аморфного сплава АМАГ-183 или АМАГ-186 (рис. 1).

 

Рисунок 1. Трехэлектродная ячейка из стекла «Пирекс» с разделенным анодным и катодным пространствами

Примечание: 1 − корпус; 2 − рабочий электрод; 3 − вспомогательный платиновый электрод; 4 − электрод сравнения; 5 − электролитический ключ; 6 − кран со шлифом

 

Исследования проводились при температуре 18-22 °С посредством анализатора частотного отклика Solartron 1255 и потенциостата Solartron 1287 (Великобритания). Частота варьировалась от 10000 до 0,05 Гц, амплитуда напряжения 10 мВ. Электрод выдерживали в растворе 900 секунд для установления стационарного потенциала.

Годографы обрабатывались с помощью программы ZView 3.0a, которая позволяет работать с эквивалентными схемами, содержащими до 20 элементов с помощью поиска коэффициентов сложной функции симплекс-методом. Значения элементов эквивалентной схемы, полученные в опытах, усреднялись.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Основным элементом, входящим в состав аморфных сплавов АМАГ-183 и АМАГ-186, является Co. В качестве легирующих добавок АМАГ содержит Fe, Si, Mn, B и Cr (табл.1).

Таблица 1.

Элементный состав аморфных сплавов серии АМАГ (%)

Тип сплава

Co

Fe

Si

Mn

B

Cr

АМАГ-183

82,69

2,21

7,77

4,19

2

1,14

АМАГ-186

85,41

2,27

5,15

4,07

2

1,1

 

Ход поляризационных кривых, полученных на образце АМАГ-183, имеет характерный вид для материалов из железа и его сплавов (рис. 2). В катодной области поляризационной кривой отсутствует участок, отвечающий диффузионному контролю, а в анодной не наблюдается области пассивации.

 

Рисунок 2. Потенциостатические поляризационные кривые в 0,1 М растворе HCl (синяя линия - для аморфного сплава АМАГ‑183, красная - АМАГ-186)

 

Потенциал коррозии (Екор) АМАГ-186 в 0,01М HCl несколько положительнее, чем для АМАГ-183 в том же растворе, что коррелирует увеличением содержания кобальта в материале. Потенциалы коррозии в 0,1М растворе HCl для обоих образцов смещаются в анодную область по отношению к потенциалам в растворе 0,01М HCl, причем потенциал для АМАГ-186 оказывается несколько положительнее, чем для АМАГ-183.

Величины Тафелевых коэффициентов для катодной (bk) и анодной (ba) поляризационных кривых близки для сплавов АМАГ-183 и АМАГ-186 в растворах 0,01М HCl и 0,1М НС1. При этом наблю­дается небольшое уменьшение bk и ba для АМАГ-186 по сравнению с АМАГ-183, что говорит о стимуляции катодного и анодного процессов.

Величина тока коррозии (iкор) для АМАГ-183 и АМАГ-186 в 0,1М растворе НСl для образцов выше, чем в 0,01М растворе НС1, что связано с увеличением концентрации частиц Н3О+, являющихся окислителем (табл. 2).

Таблица 2.

Значения электрохимических показателей коррозии аморфных сплавов

Раствор

Образец

Екор , В

bk, В

ba, В

iкор, А/м2

0,01М HCl

АМАГ-183

-0,20

0,15

0,06

0,178

АМАГ-186

-0,17

0,13

0,05

0,100

0,1М HCl

АМАГ-183

-0,18

0,14

0,07

0,200

АМАГ-186

-0,13

0,10

0,06

0,196

 

Годографы импеданса при потенциале коррозии в водных растворах для образцов серии АМАГ-183 и АМАГ-186 имеют вид полуокруж­ностей, искаженных в низкочастотной области (рис. 3).

 

Рисунок 3. Годографы импеданса в 0,01М растворе НСl на образце АМАГ-186

 

При снятии спектров электрохимического импеданса в 0,01М растворе HCl для АМАГ-186 значение величины сопротивления раствора Rs примерно в 2 раза больше, чем для АМАГ-183 (табл. 3). Для обоих образцов наблюдаются весьма низкие значения величины R2, характеризующей сопротивление переноса заряда в катодном процессе. Сопротивление переноса заряда R1 для исследуемых случаев на несколько порядков больше, чем R2, что указывает на преиму­щественно анодный контроль. Импеданс Варбурга (Zd(R)) для обоих образцов имеет один порядок и различается приблизительно в 1,5 раза.

В растворе 0,1 М НС1 на тех же образцах наблюдается существенное снижение величины сопротивления раствора Rs. Вновь R2 имеет заниженные значения. Сопротивление переноса заряда в анодном процессе R1 также на несколько порядков больше, чем R2, что указывает на преимущественно анодный контроль. Однако для образца АМАГ-186 снижается на порядок по отношению к АМАГ-183 и к значениям в растворе 0,01 М НС1. Значения величины потенциала Варбурга отличаются примерно в 5 раз. Величина емкости двойного электрического слоя имеет тот же порядок, что в растворе 0,01 М НС1, но для образца АМАГ-183 оказывается несколько заниженной.

Таблица 3.

Электрохимические показатели коррозии аморфных сплавов

Параметр

0,01М HCl

0,1М HCl

АМАГ-183

АМАГ-186

АМАГ-183

АМАГ-186

Rs, Ом×см2

35,6

69,2

17

1,3

R2×10-5 ,Ом×см2

2,8

0,3

4,2

4,4

Zd(R), Ом×см2

3348

2013

1389

5259

Zd(T), с

0,5

0,5

0,2

1,6

Zd(P)

0,5

0,5

0,4

0,6

R1, Ом×см2

3225

2115

2826

332,9

Ca×105, Ф/см2

1,5

1

0,9

2

Ra, Ом×см2

118,2

321

46,7

177,6

Cdl×l05, Ф/см2

1,7

1,2

0,8

6,4

 

ВЫВОДЫ

  1. В средах с большей кислотность потенциал коррозии для АМАГ-183 и АМАГ-186 смещается в положительную область.
  2. Согласно результатам импедансных измерений при потенциале коррозии, для образцов АМАГ-183 и АМАГ-186 наблюдается анодный контроль в средах НС1, повышение кислотности качественно не меняет вид годографов, количественно – соответствующие параметры эквивалентной электрической схемы имеют одинаковый порядок.

 

Список литературы:

  1. Зборщик А.М. Новые материалы в металлургии. // Донецк: ГВУЗ «ДонНТУ», 2008.
  2. Золотухин И.В. Аморфные металлические материалы. // Соросовский образовательный журнал, №4, 1997. С. 73-78.
  3. Лента быстрозакаленная из магнитомягких аморфных сплавов и магнитомягкого композиционного материала (нанокристаллического сплава). // Технические условия ТУ 14-123-149-2009.
  4. Молотилов Б.В., Грацианов Ю.А., Овчаров В.П., Прокошин А.Ф. Аморфные прецизионные сплавы. // Металлургия: стали, сплавы, процессы: сб. трудов ЦНИИЧМ. – М.: Металлургия, 1982. С. 174-184.
  5. Судзуки К., Фудзимори Х., Хасимото К. Аморфные металлы / под ред. Ц. Масумото. М.: Металлургия, 1987. 328 с.
Проголосовать за статью
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий