|
ИЗБИРАТЕЛЬНОЕ РАСТВОРЕНИЕ ДВУХФАЗНОГО СПЛАВА А1—Ni
Для понимания причин наиболее опасных видов структурной коррозии (избирательная, межкристаллитная и др.) необходимы данные по электрохимическому и коррозионному поведению структурных составляющих в реальных сплавах. Между тем, таких данных в литературе крайне мало.
Для выяснения механизма избирательной коррозии нами изучалась кинетика саморастворения двухфазных сплавов.
В данной работе приводятся результаты исследований саморастворения сплава системы А1—Ni. Сплавы этой системы, содержащие 40—60% Ni, являются исходными для получения скелетных никелевых катализаторов. Скелетный никель получается растворением сплавов А1—Ni в щелочных растворах.
Для выяснения механизма растворения сплава А1—Ni, содержащего 44% Ni, были использованы методы металлографического, рентгеноструктурного и электрохимического анализов.
В соответствии с диаграммой состояния сплавы, содержащие более 42 и менее 59% Ni, должны состоять из двух структурных составляющих NiAl3 и Ni2Al3. Металлографическим анализом было установлено, что в сплаве с — 44 % Ni доля поверхности, занятая Ni2Al3, составляет 5—7%. Было установлено также, что значения начальных потенциалов саморастворения двухфазных сплавов (при содержании никеля более 42 и менее 59%) в 0,1 N растворе NaOН ограничены значениями потенциалов их структурных составляющих ЕNiAl3 =——0,9 в и ЕNi2Al3 = —0,8 в.
Саморастворение NiAl3 в 0,1 А растворе NaOH при комнатной температуре протекает избирательно и со временем на поверхности интерметаллида образуется слой металлического никеля.
Наблюдения под микроскопом в процессе саморастворения сплава показывают, что его основной фон NiAl3 интенсивно растворяется и темнеет уже в течение первых 10—15 мин., в то время как включения Ni2Al3 остаются светлыми в течение длительного времени (рис. 1). Одновременно на включениях Ni2Al3 наблюдается
значительно меньшее выделение водорода, которое происходит лишь на поверхности основной фазы (NiAl3). Это согласуется с результатами поляризационных измерений (рис. 2), которые показывают, что, во-первых, скорость саморастворения NiAl3 на два порядка выше скорости саморастворения Ni2Al3 (значения скоростей саморастворения, рассчитанные из поляризационных
кривых, составляют соответственно 1,5 • 10-5 и 2,1 • 10-3 а/см2) и, во-вторых, скорость выделения водорода при постоянном потенциале на Ni2Al3 значительно меньше, чем на NiAl3. Рентгенограммы поверхностного слоя, образовавшегося при саморастворении сплава в 0,1 N растворе NaOH при комнатной температуре в течение первых 5 час., четко фиксируют структуру Ni2Al3. Линии никеля, образующегося при растворении NiAl3 из сплава, на рентгенограммах нивелируются вследствие значительного расширения и размытости, вызванных его мелкодисперсной структурой, при наличии близких межплоскостных расстояний Ni и Ni2Al3.
В процессе длительного саморастворения сплава (несколько суток) как потенциал NiAl3, так и потенциал сплава повышаются
(в результате увеличения катодной поверхности образующегося мелкодисперсного никеля), но не достигают стационарного потенциала никеля из-за неполного (в объеме образца) избирательного растворения интерметаллида. За время экспозиции потенциал сплава повышается до — 0,76 в. При саморастворении Ni2Al3 его потенциал довольно быстро достигает ЕNi, что, по-видимому, также связано с увеличением катодной поверхности пористого никеля при малом различии потенциалов между ЕNiAl3 и ЕNi. В интервале потенциалов от ЕNiAl3. до стационарного потенциала никеля ЕNi, равного — 0,74 в, наряду с избирательным растворением NiAl3 следует ожидать также и избирательное растворение Ni2Al3. В действительности на рентгенограммах поверх-
постных слоев, образовавшихся в процессе длительного саморастворения сплава, фиксируются только линии никеля (см. таблицу).
Таким образом, кинетическая картина растворения сплава в щелочном растворе и структура образующихся при этом поверхностных слоев может быть представлена следующим образом. 
| 
