Коррозионно-электрохимическое поведение силицидов и германидов в металлах в электролитах различного состава

Тип работы:
Реферат
Предмет:
География


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 620. 193
КОРРОЗИОННО-ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ СИЛИЦИДОВ И ГЕРМАНИДОВ МЕТАЛЛОВ В ЭЛЕКТРОЛИТАХ РАЗЛИЧНОГО СОСТАВА
© Е. Н. Бояринцева, АБ. Шейн
Пермь, Пермский государственный университет
Интерметаллиды ряда металлов являются перспективными коррозионно-стойкими материалами, обладающими, помимо высокого химического сопротивления. рядом других функциональных свойств. Вместе с тем. систематические исследования в области электрохимии и коррозии интерметстлидов развиты слабо, отсутствует единая теория электрохимического поведения интерметаллических соединений.
Силициды металлов обладают улпосальным сочетанием термодинамических, физических и химических свойств, что определяет их широкое использование, прежде всего, в микроэлектронике, при разработке термоэлектрических и магнитных материалов, керами-ческих нагревателей, материалов режущих инструментов, а также в качестве композиционных защитных покрытий для деталей и конструкций, работаю ил ос в агрессивных средах. Последнее делает актуальным исследование влияния различных внешних и внутренних факторов на коррозионное и электрохимическое поведение силицидов.
Известно, что легирование металлов кремнием существенно увеличивает их химическое сопротивление в кислых средах. Многочисленные ліггературньїе данные говорят о том, что для систем Ме-Бі существует некоторая критическая концентрация кремния (в частности, для железа это -15%), выше которой скорость коррозии не зависит от дальнейшего увеличения содержания Бі. Поэтому большинство работ, связанных с исследованием Ме-Бі, выполнено на объектах, для которых концентрация С& amp- й 30 вес.%.
При малых концентрациях кремния образуются, как правило, сплавы замещения, когда некоторое количество углов решетки основного металла занято атомами Б і. Вместе с тем, даже низшие силициды переходных металлов (Ме?Бі) содержат высокие С* и по типу химической связи могут относиться как к группе металлоподобных, так и ионно-ковалентных и ковалентных интерметаллических соединений. При росте содержатся кремния в силшшдах соответственно усложняется их кристалліїческая структура. Если низшие силициды металлов грулты железа имеют, как правило. металлическую структуру с изолированными атомами кремния, то с повышением относительного содержания кремния появляются структуры с гоолиро-ванными парами из атомов кремния, со слоями и пространственными каркасами из атомов кремния. Исследование электронной структуры сплавов системы Ме-Бі (Ме = Ре, Со, № и др.) показывает, что при Са & lt- 10 ат.% связь Ме-Бі образована в основном Зр Бі- и
45р-электронами. При увеличении содержания кремния, наряду с 45р-элеклронами Ме, принимают участие в организащш связи и его 3& lt-1-элеклроны. Все это, безусловно, должно сказываться на коррозионно-электрохимическом поведении силицидов различного состава.
Выполнено комплексное изучение коррозионной стойкости, а также кинетики и механизма электрохи-мических процессов в кислых и щелочных средах на силицидах и германидах переходных металлов различного состава (Ме^Се)^ Ме^Б^Ое., Ме = Ре, Со, №, Мп), а также эвтектических сплавах на их основе (Ме^Ое^-Б^Се)). Показано, что силициды обладают высоким химическим сопротивлением в кислотах окислительного и неокислительного типа, за исключением сред, содержащих фторид-ионы. Коррозионная стойкость возрастает в ряду: Ме3Б1 & lt- Ме2Б1 & lt- МеБ1 & lt- & lt- Ме312. Германиды металлов значительно менее стойки в кислотах, что связано с более слабыми защитными свойствами оксидной пленки 0е02 в сравнении с ЭЮ-. Механшм и кинетика катодного процесса на изученных интерметаллидах определяются металлическим компонентом, а анодного процесса — неметаллическим компонентом соединения. При этом на интерметаишде не выполняется принцип независимости электрохимических реакций.
Электрохимическими методами в сочетании с электронной микроскопией и микроренггеноспектральным анализом детально исследовано растворение монокри-сталлического СсьБ1 в растворе 0,5 М Н2504, содержащем и не содержащем Г-ионы. Показано, что анодная стойкость силицида Со^ в растворах кислот, не содержащих Г-ионов, на 2 — 4 порядка выше, нежели кобальта. При анодной поляризации С0381 имеет место селективное растворение Со, ионизирующегося из решетки ингермегаллида с одновременным окислением Б! до и последующим контролем процесса диффузией Со в объеме ингермегаллида и окисленного Со в поверхностном слое, состоящем из гиаралированного БЮ*.
Выполнен анализ коррозионно-электрохимического поведения эвтектических сплавов силицидов и герма-нидов металлов с кремнием и германием. Показано различное поведение чистого ингермегаллида МеБиМеСе) и этого же интермегаллида в составе эвтектики МеБ1(МеСге) — БцОе).
Сделан вывод о перспективности использования силицидов железа кобальта и никеля в качестве корро-зионно-стойких электродов и покрытий (силицирова-ние ?"{атериалов).

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой