Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Открыт новый раздел: Прайс-листы в файлах! (Excel и др.), доступен упрощенный просмотр прайсов без скачивания!
Полезные статьи -> Защита от коррозии металла, гальваника, ЭХО -> Коррозия и защита алюминия -> Защита алюминия покрытиями -> Часть 2

Защита алюминия покрытиями (Часть 2)

только в текущем разделе

Оглавление статьи   Страницы:    1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13   

МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ АНОДНО-ОКСИДНЫХ ПЛЕНОК

Изменение поверхности до анодирования

Анодное оксидирование (анодирование) - один из наиболее распространенных способов защиты алюминиевых сплавов. Само название этого процесса связано с формированием защитной пленки при электрохимическом окислении на аноде или в анодном полуцикле в случае обработки при переменном токе.

Закономерности изменения свойств оксидных пленок под воздействием электрического тока следует рассматривать как раздел учения о пассивности. Пассивация для многих металлов на определенной стадии приводит к образованию оксидных пленок с разнообразной, часто оригинальной структурой, которую трудно было бы предполагать, исходя из обычных представлений. Под воздействием тока происходит дальнейшее ее развитие в так называемых «вентильных» металлах (бериллий, магний, алюминий, цирконий, титан, тантал и некоторые др.). Понимание законов этого развития позволяет определять оптимальные режимы собственно процесса анодирования, а также углубляет представления о самом процессе пассивации.

Высокая коррозионная стойкость при пассивации определяется не только образованием защитных слоев, строение которых непрерывно меняется особенно сильно на первом этапе, но и скоростью репасснвации в местах нарушения. Собственно анодирование, как стадия пассивации, включает и процесс репасснвации. Однако окончательно сформированная анодно-оксидная пленка при разрушении локально теряет установленный уровень химического сопротивления. В этом случае коррозионная стойкость системы определяется соотношением пораженных и непораженных площадей и развитием коррозии на участках с нарушенной пленкой. Интенсивность последней в значительной степени зависит от состава, структурного состояния самого металла и, кроме того, от скорости его репассивации.

При высокой коррозионной стойкости металла, прежде всего при высоком сопротивлении КР, распространение коррозионного повреждения на анодированной поверхности ограничено. Скорость развития коррозии в глубину также относительно невелика и подчиняется степенному закону развития питтинга, хотя она несколько выше, чем на корродирующей незащищенной поверхности. Последнее является общей закономерностью развития питтинговой коррозии: ее глубина возрастает при уменьшении числа поражений.

Образование ограниченного числа коррозионных очагов на анодированной поверхности, как правило, не влияет на основную характеристику, для достижения которой проводят анодирование: декоративный вид, отражательную способность, сопротивление истиранию и т. д. При необходимости полного исключения коррозионных поражений на защищенной поверхности регламентируют толщину покрытия, условия формирования пленки, длительность и условия хранения или эксплуатации, дополнительную защиту и др.

В зависимости от условий формирования и главным образом от температуры в интервале от 0 до 500 °С на поверхности алюминия и его сплавов образуется оксидная пленка толщиной 1-30 нм. Обычно это аморфный оксид. Электронная дифракция может выявить отдельные кристаллиты размером менее 2,5 нм. Считают, что пленка имеет дефектную структуру типа у-оксида шпинельного типа, в которой дальний порядок нарушается катионами алюминия, занимающими кислородные вакансии, или структуру стекла. По ранее имеющимся данным она представляет собой слабо ориентированные молекулы Аl06, в которых шесть плотно упакованных ионов кислорода образуют октаэдр, а четыре катиона алюминия располагаются в форме тетраэдра.

Пленка имеет многочисленные точечные нарушения- каналы. На алюминии высокой чистоты число каналов достигает 109 м-2 при диаметре единичного канала около 50 нм. С увеличением содержания примесей и легирующих элементов количество каналов резко возрастает. Дополнительные каналы располагаются вблизи сегрега-ций вторых элементов.

В процессе гидратации на воздухе в обычных условиях внешние слои аморфного оксида преобразуются в псевдобемит - аА10(ОН), который в отличие от обычного бемита имеет менее совершенную кристаллографическую структуру, меньшие размеры зерен и содержит повышенное количество гидроксил-ионов. Выдержка при 30 °С может приводить к частичному образованию байерита (А120з-ЗН20). В этом случае он перекрывает часть каналов на поверхности пленки.

Гидротермическая обработка в кипящей воде приводит к образованию двухслойного покрытия толщиной около 0,65 мкм. Внутренний плотный слой-слаботекстурированный оксид, внешний - волокнистый. Оба слоя состоят преимущественно из псевдобемита с размером частиц 3 нм. Нижний слой образуется по механизму формирования твердого вещества в результате электрохимических реакций, верхний - по механизму растворения и последующего выделения или осаждения из раствора.

Гидратация в промышленной городской атмосфере также приводит к образованию толстослойной пассивной пленки, однако волокнистый слой в этом сучае отсутствует. Пленка состоит также из байерита и псевдобемита, но, вероятно, с менее упорядоченной кристаллической структурой.

Травление в щелочном растворе приводит к формированию двухслойной пленки тригидроксида алюминия по толщине и структуре аналогичной той, которая образуется при гидротермической обработке. Пленки такого рода образуются по механизму растворение - выделение. В результате обработки в кислоте пленка, образованная в гидроксиде, растворяется, и на поверхности формируется компактная пассивная пленка. При обработке в различных кислотах толщина ее может достигать 100 нм.

При взаимодействии пассивной пленки с раствором хлоридов, как показал анализ с использованием вторичной ионной масс-спектрометрии, хлор не обнаруживается по всему сечению пленки. Наибольшая концентрация хлора фиксируется только у внешней поверхности пленки. Это экспериментально подтверждает несостоятельность положения о проникновении хлора при трактовке механизма питтинговой коррозии, в том числе и современных вариантов теории.

Подтверждаются теоретические и экспериментальные разработки Я. М. Колотыркина об образовании промежуточных комплексных соединений на ранних стадиях коррозионного процесса. Показано, что при погружении алюминия в хлоридные растворы образуются короткоживущие комплексные соединения, такие как А12С12-8, А1(ОН)2С12-. Их образование происходит, вероятно, на первой стадии развития питтинговой коррозии в растворах галоидов. Слабые места - каналы - в пассивной пленке могут способствовать некоторому направленному процессу, но не являются главной причиной образования питтингов. Это также следует из измерения потенциала пробоя, который не изменяется при существенном уменьшении содержания примесей в алюминии и зависит только от активности раствора, хотя количество каналов при этом может сократиться более, чем на порядок. Аналогичным образом при легировании сплава медью потенциал пробоя облагораживается, пока медь находится, в основном, в твердом растворе и не способствует структурной коррозии, чувствительность к питтингу уменьшается, в то время как количество каналов может возрастать на несколько порядков. Подробнее вопросы, связанные с механизмом и особенностями развития питтинговой коррозии, рассмотрены в гл. II и IV. Здесь следует кратко упомянуть об этом, в связи с некоторым преувеличением роли ослабленных мест в пассивной пленке, о чем упоминается в ряде последних работ по анодному оксидированию.

Следует отметить, что в самом питтинге хлор обнаруживается методом вторичной ионной масс-спектрометрии. В этом случае он может проникать под пленку, способствуя расширению зоны питтинга.

Механизмы взаимодействия пассивной пленки на алюминии с ингибирующими хроматными и фосфатными растворами существенно различаются. Эти растворы прежде всего значительно агрессивнее по отношению к пленке, чем хлоридные, например при рН, близком к 7, по крайней мере, в два раза.

В соответствии с данными метода вторичной ионной масс-спектрометрии и исследования микросрезов в трансмиссионном электронном микроскопе можно утверждать, что в хроматно-бихроматных и фосфатных растворах происходит неравномерное растворение пленки по всей поверхности. В течение первого часа пленка растворяется со скоростями 5 и 18 нм/ч при рН 7,3 и 2 соответстственно. Средняя скорость растворения в нейтральном хроматно-бихроматном растворе за 25 ч составляет 0,7 нм/ч, в нейтральном фосфатном - 0,9 нм/ч.

Ионы ингибитора в отличие от ионов хлора способны проникать, «размягчать» и, в конечном счете, растворять пленку. Движущей силой для такого проникновения служит сильно выраженная способность к хемосорбции, прежде всего на плоскостях микрокристаллитов, и дальнейшее проникновение по их границам или по каналам. У ионов хлора способность к такой хемосорбции выражена очень слабо.

Как видно из рис. 100, скорость растворения пленки в фосфатном растворе несколько выше, чем в хроматно-бихроматном, проникновение хрома и фосфора одинаково и мало меняется во времени (примерно на 9 % от толщины пленки в нейтральном растворе и на 22 % - в кислом). В результате в кислом растворе при растворении пленки приблизительно на 86 % хром достигает поверхности раздела пленка - металл. В этом случае ионы Сr6+ на поверхности раздела оксид - металл восстанавливают твердый оксид, тормозят катодную реакцию и способствуют выделению из раствора растворенного алюминия.

Таким образом, ингибирующие свойства хроматно-бихроматных растворов определяются деполяризующим действием шестивалентного хрома, а следовательно, достраиванием растворяющейся пленки на границе с металлом, т. е. пассивацией.

Механизм ингибирования фосфат-ионами отличается от рассмотренного выше. В этом случае в потенциально слабых местах осаждаются трудно растворенные соли, тормозя анодное растворение.

Барьерный слой

При подключении алюминия к внешнему электрическому источнику постоянного тока происходит доращивание исходной пленки в растворах слабой и средней агрессивности. Образуется так называемый барьерный слой. При малой скорости растворения, например в нейтральных фосфатных и виннокислых растворах, в процессе анодирования формируется только барьерный слой. При этом напряжение растет до достижения значения, соответствующего диэлектрическому пробою.

Если напряжение ограничить, то ток падает до значения, называемого током утечки и определяемого локальной проводимостью в утоненных и ослабленных местах, и рост пленки практически прекращается. В средах, растворяющих пленку со средней скоростью, например, в средах на основе серной кислоты, барьерный слой растет до определенной толщины порядка 30 нм, а затем начинается формирование второго пористого слоя.

В барьерной пленке, как и в исходной, имеются слабые места - каналы. Для пленки толщиной 20-200 нм на алюминии чистоты 99,99 % плотность каналов составляет 108-109 м-2, а диаметр 50-200 нм. Количество каналов прямо пропорционально содержанию вторых элементов в сплаве, особенно железа и меди, и обратно пропорционально толщине пленки.

Установлено, что барьерная пленка аморфная или состоит из микрокристаллической окиси у-А120з или у-А1203. Исследования, проведенные в последние годы с применением вторичной ионной масс-спектрометрии и трансмиссионной электронной микроскопии, показали, как распределяются некоторые другие элементы в барьерной пленке в зависимости от характера используемых растворов. При анодировании в фосфатном растворе фосфор проникает на глубину 75%, в хроматном растворе хром - на глубину 27%, в боратном растворе бор - на глубину 44% от толщины пленки.

Картина несколько изменяется при анодировании в смесях. Например, в фосфатно-хроматных смесях фосфор внедряется в пленку практически во всем интервале концентраций фосфат-ионов, исключая значения, близкие к нулю; хром - только при содержании СrО42- более 90%.

Содержание вторых элементов в барьерной пленке невелико, в частности бора около 1 %. Кроме того, пленка может содержать около 2 % воды.

Оглавление статьи   Страницы:    1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13   

Последние обсуждаемые темы

Самые обсуждаемые темы за все время

 Тема

Выставка ExpoCoating

Влияние агрессивных сред на цинковое покрытие

Защита чугунных труб

Хромирование стали

Технология серебрения металлов

Хромирование корпусов часов

Аффинаж в кустарных условиях

Удаление ржавчины со стали химическим методом

Серебрение латуни

Частые вопросы и ответы по разделу

 Тема

Сообщений 

Частые вопросы и ответы по разделу

11

Хромирование стали

5

Просто вопрос почему не лудят современные машины

3

Воронение стали

2

Удаление ржавчины со стали химическим методом

1

Серебрение латуни

1

Виды травления стали

1

Металлизация отверстий

1

Декоративное лужение

1

Гальваническое покрытие алюминия

1

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

Статьи

Основные закономерности коррозии алюминия
Методы исследования коррозионных свойств алюминия
Анизотропия коррозионных свойств
Коррозия в различных средах
Защита алюминия покрытиями
Коррозионная стойкость теплопрочных сплавов
• Влияние закалки на коррозионные свойства алюминия
Повышение антикоррозионных свойств термомеханической обработкой
Коррозионные свойства низколегированного алюминия
Коррозионные свойства сплавов Al-Zn-Mg-Cu

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

У 17:16 Покупка лома черных цветных металлов, самовывоз.

Ч 17:16 Продам трубу восстановленную 325х7

Ч 17:16 Сталь круглая. Круг стальной (пруток)

Ч 17:16 Круг стальной ГОСТ 7417-75 - круг стальной калиброванный

Ч 17:16 Труба ЭС ПШ 530х9 ЧТПЗ; 530х9 ВМЗ К52/1 17Г1С-У

Ч 17:15 Продам круги чугунные

Т 17:15 Модуль штабной для отдыха офицеров

Т 17:13 Мобильный контрольно-пропускной пункт МКПП

Т 17:12 Мобильный пункт питания МПП

Т 16:48 Кухня-столовая возимая в кузов-контейнере КСВК

Т 16:27 Передвижной бытовой пункт ПБП

Т 16:20 Модуль санитарно-гигиенический МСГ

НОВОСТИ

8 Декабря 2016 17:38
Распиловка крупных бревен на шинной пилораме

10 Декабря 2016 09:01
”РМК” привлекла синдицированный предэкспортный кредит на $300 млн.

10 Декабря 2016 08:22
АО ”Уралэлектромедь” поставило рекорд по выпуску медного купороса

10 Декабря 2016 07:56
Разведку месторождения Кун-Манье ”Amur Minerals” закончит в следующем году

9 Декабря 2016 17:53
Американский экспорт черного лома в октябре 2016 года вырос на 10,5%

9 Декабря 2016 16:26
Для доставки БелАЗов на предприятия ”СУЭК” реализуется масштабный логистический проект

НОВЫЕ СТАТЬИ

Промышленные газовые баллоны

Современные интерьерные камины и печи

Основы использования и классификации нержавеющих кругов

Основные виды современных генераторов электроэнергии

Нержавеющий лист и труба в химической промышленности

Спецодежда - выбираем правильно

Прием оловянного лома и стружки

НК Кабель на выставке CABEX

Качество сварочной проволоки Magmaweld доказано тестами

Основные виды световой рекламы с использованием эффекта бегущей строки

Волочильные машины для изготовления кабельной проволоки

Основные виды современных оконных жалюзи

СИП-панели для строительства каркасных домов

Основные виды и области применения термопар

Использование мешков для упаковки в отраслях промышленности

Пневмоцилиндры и пневматическое оборудование

Промышленные светодиодные светильники - преимущества перед газоразрядными лампами

Бытовка для строителя

Как правильно поменять замок во входной двери?

Какой стабилизатор напряжения для дома лучше: отзывы и разновидности приборов

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Открыт новый раздел: Прайс-листы в файлах! (Excel и др.), доступен упрощенный просмотр прайсов без скачивания!

Компания "РДМ" предлагает металлопрокат.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2014 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.