Пассивность металлов – это состояние, в котором материал показывает высокий уровень стойкости к потенциальному коррозийному разрушению. Такое состояние формируется в силу уменьшения активности анодного процесса, характерного для протекания электрохимической коррозии.
Существует много методов, которые помогают увеличить уровень коррозийной стойкости металла. При этом, когда мы говорим про пассивность, мы всегда указываем именно на замедление анодного процесса. Это важно учитывать, когда выбирается определенное средство для борьбы с потенциальным негативным внешним воздействием.
Среди наиболее заметных примеров того, как работает пассивность – значительное замедление коррозийной порчи железа, которое погружается в раствор азотной кислоты. При этом даже наращивание концентрации не влияет на степень защищенности.
Используя современные методы, можно добиться пассивирования различных типов металлов – от магния и кобальта до хрома, алюминия и молибдена.
Чем характеризуется пассивность металла
Большое значение имеет отслеживание факта перехода определенного сплава в пассивное состояние. Это можно определить при анализе его потенциала – он всегда будет смещаться в положительную сторону. Параллельно наблюдается уменьшение скорости коррозии.
Когда процесс ржавения детали становится заметно более медленным, можно заключить, что торможение анодного процесса началось. При этом электрохимическая коррозия становится заметно менее выраженной или же полностью останавливается.
Главные виды пассиваторов и активаторов
Один из важных вопросов касается того, как стимулировать переход металла в пассивное состояние. Также нужно учитывать, в каких ситуациях, и какие вещества срабатывают как активаторы – прекращают пассивное состояние металла.
К списку пассиваторов относятся окислители, такие, как Na2WO4, NaNO2, K2CrO4. Аналогичный эффект показывает анодная поляризация.
Многие металлы могут на протяжении длительного времени сохранять свое пассивное состояние, пока соответствующие вещества не перестанут действовать. Важно учитывать и то, в каких условиях среды используется определенная деталь. Именно среда часто оказывает активирующее воздействие на материал.
Если говорить про способность к активации уже пассивированного вещества, то здесь речь идет про использование методов катодной поляризации. В качестве активаторов могут использоваться отдельные виды ионов, восстановители.
Большая вероятность того, что металл перейдет в активное состояние наблюдается при сильном повышении температуры. Также подобный переход стимулирует получение различных типов механических повреждений. В таком случае единственный способ избежать активации – постоянно использовать деталь в пассивирующей среде.
Основные теории пассивности
Так как пассивация способна значительно уменьшить вероятность развития коррозии во многих средах, ученые активно работают над изучением этого вопроса и различных свойств. Так как процесс сложный и многофакторный, разработано сразу несколько теорий, объясняющих его протекание. К ним относятся такие, как кинетическая, пленочная и адсорбционная. Также рассматривается теория пассивационного барьера и электронных конфигураций. Рассмотрим их более подробно.
Адсорбционная теория
В основе такой теории лежит использование кислорода и его способности оказывать защитное воздействие. Важной задачей при выполнении пассивации становится формирование мономолекулярного адсорбционного слоя.
Кислород применяется в качестве пассиватора. Он напрямую влияет на то, как ведут себя расположенные ближе к поверхности атомы металла. Анодный процесс тормозится, атомная валентность становится значительно выше.
Пленочная теория
Как понятно из названия, эта теория базируется на формировании поверхностной пленки. Она формируется после того, как металл начинает контактировать с окружающей средой и на его поверхности скапливаются продукты коррозии, оксиды.
Чем больше оксидной пленки скапливается на металле, тем лучше он будет защищен от воздействия коррозии. Большое внимание уделяется качеству пленки – ее равномерности, толщине и защите от потенциального механического воздействия в процессе эксплуатации.
Кинетическая теория
Базируется на процессе ионизации металла. Именно она должна создавать замедление анодного процесса при взаимодействии с катализаторами окисления. Важная особенность заключается в том, что в таком случае уменьшается или полностью исключается влияние на пассивность накопленных на поверхности металла оксидных слоев.
Теория электронных конфигураций
Основу для этой теории составляет использование периодической системы Менделеева. Ученые наблюдают быстрый переход в пассивное состояние именно переходных металлов в силу наличия в их строении незаполненных d-уровней.
Процесс протекает, когда окислитель начинает контактировать с поверхностью металла. Происходит отток электронов материала, случается переход в пассивное состояние.
Теория пассивационного барьера
Специалисты, которые изучают такое явление, строят свою теорию на использовании анодной поляризации. Согласно предоставляемым данным, именно она способно заметно изменить скорость растворения металла в различных средах.
Подведем итог
В этом материале мы рассмотрели, что называют пассивностью металла и на что влияет этот параметр. Правильное использование понимания пассивации помогает не допустить возникновения коррозии или сильно уменьшить скорость протекания уже запущенного процесса.
Представление об активаторах помогает не допустить ржавения металла в разных средах. Это значительно увеличивает продолжительность его использования, уровень надежности металлоконструкций.
