Образование ржавчины это какое явление: появление ржавчины это физическое явление или химическое?

Содержание

Физические и химические явления – разработки уроков по химии – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

  • Интернет-магазин
  • Где купить
  • Аудио
  • Новости
  • LECTA
  • Программа лояльности
Мой личный кабинет Методическая помощь Вебинары Каталог Рабочие программы Дошкольное образование Начальное образование Алгебра Английский язык Астрономия Биология Всеобщая история География Геометрия Естествознание ИЗО Информатика Искусство История России Итальянский язык Китайский язык Литература Литературное чтение Математика Музыка Немецкий язык ОБЖ Обществознание Окружающий мир ОРКСЭ, ОДНК Право Русский язык Технология Физика Физическая культура Французский язык

Как называется явление покрытие ржавчиной


Коррозия металлов.

Все виды особенности и факты

Коррозия — разрушительный процесс, который пагубно влияет на металлические конструкции. Процесс может иметь как химические, так и химико-физические причины. Чаще всего причиной возникновения таких проблем является неустойчивость материала к воздействию внешних факторов, чаще всего термодинамического характера.

Чаще всего ржавчина прогрессирует исключительно в верхних слоях материала, но иногда проникает и вглубь.

Виды коррозийных процессов

Коррозия металлов имеет большое количество разновидностей. Но в основном все виды подразделяются на два основных типа:

  1. Коррозия общего характера. Она называется равномерной, а встречается чаще всего. Причиной возникновения такой коррозии считаются химические и электрохимические реакции. Такая разновидность коррозии приводит к отрицательному воздействию на всю поверхность материала и металлической конструкции. При этом процесс может быть равномерным или неравномерным.
    При неравномерном распределении ржавчины, она на одном участке разъедает материала быстрее и сильнее, чем на соседнем.
  2. Местный вид коррозии. Возникает на одном участке, где и развивается.
  3. Местная пятнами. Возникает на отдельных участках материала.
  4. Язвенная, ее еще называют питтинг.
  5. Межкристаллитная — такая коррозия возникает на пограничных областях металлического кристалла. Чаще вспыхивает в тех материалах, которые содержат в составе никель и алюминий. Металл в кратчайшие сроки остается без первоначальных показателей прочности и эластичности.
  6. Растрескивающая.
  7. Подповерхностная.
  8. Коррозия под током — возникает под воздействием блуждающего или постоянного тока.
  9. Коррозийная кавитация — вариант разрушений, когда помимо ржавчины на металл воздействует и ударная сила.
  10. Фреттинг-коррозия — одновременное воздействие ржавчины и вибрации, которые совместно приводят к разрушению металлических конструкций. варианты.

Есть еще различия и по механизму воздействия.

См.также: Самые дорогие металлы в мире

Химический вариант разрушения

Это разновидность процесса, при котором рушатся связи металлические, а между атомами веществ материала и окислителей возникает химическая взаимодействие. В такой ситуации не образуется электрический ток между различными областями материала. В свою очередь такой вид разрушения подразделяется еще на два типа:

  1. Газовый вариант. Получается при воздействии агрессивных азов, а также паров в сочетании с высокими показателями температуры. Если материал относится к активным, то воздействие таких сред может привести к окончательному разрушению материала по всей поверхности. К таким средам относятся: сероводород, диоксид серы, пары воды, кислород. Такой вид разрушительного процесса чаще всего заметен в промышленности и на химическом производстве.
  2. Жидкостный вариант ржавчины. Случается в неэлектролитических веществах. Если имеется даже небольшое содержание жидкости, то процесс становится электрохимическим.

Важно, что при химической разновидности коррозии металл разрушается со скоростью протекания химической реакции.

См.также: Обработка металла давлением

Электрохимическая ржавчина

Этот вариант разрушительных процессов возникает в среде электролитов. Процесс сочетается с возникновением тока. В итоге из решетки вещества убирается атом и одновременно протекают два процесса:

  1. Анодный — вещество материала в качестве ионов входит в раствор.
  2. Катодный — те вещества, которые получаются в предыдущем процессе, связываются при помощи деполяризатора.

Собственно отвод электродов так и называется — деполяризация, а непосредственно вещества, которые способствуют данному процессу именуются деполяризаторами.

Наиболее часто возможно встретить вариант разрушения с водородной и кислородной деполяризацией.

Разновидность металлов по отношению к коррозии электрохимического вида

Все металлы по отношению к такому виду ржавчины делятся на 4 подтипа:

  1. Активные вещества или материалы с высокими параметрами термодинамической нестабильности. Это все щелочные виды металлов. Они подвержены влиянию коррозии даже в абсолютно нейтральных средах, где нет кислорода и других окислительных веществ.
  2. Средние материалы по уровню активности — в таблице Менделеева расположены между кадмием и водородом. Это материалы отличающиеся термодинамической нестабильностью в агрессивных кислых средах.
  3. Материалы с низкими параметрами активности или вещества с промежуточными параметрами стабильности по термодинамике. Противостоят коррозии в кислых и нейтральных атмосферах, при отсутствии кислорода.
  4. Благородные разновидности веществ. Это материалы с высокой стабильностью. Они поддаются коррозии только в кислых средах и в присутствии сильнейших окислителей.

Такие типы ржавчины могут разделяться по видам агрессивных сред, в которой она протекает:

  1. Процесс в электролитных веществах — процесс протекает в жидких кислых, щелочных средах, а также в простой воде.
  2. Атмосферный вид — любой газовый вариант с наличием влажности. Это очень распространенный вариант электрохимического разрушения металла. Главное, чтобы в данной среде была влажность. Только при таких условиях есть возможность протекания необходимых реакций.

При электрохимической вариации процесса одна часть металла служит анодом, а другая — катодом. Последним становятся те участки металла, куда больше поступает кислорода.

В зависимости от воздействующих сред есть и другие разновидности коррозий:

  1. Почвенная — протекает с разной степенью интенсивности. Все зависит от агрессивности почвы. В таких условиях происходит подземные разрушительные процессы на трубах и прочих подземных конструкциях.
  2. Аэрационная — причиной служит неравномерный приток воздуха к разным участкам материала.
  3. Морская — процесс проходит строго в соленой воде.
  4. Биокоррозия — результат жизнедеятельности бактерий и микроорганизмов. Они выделяют газы, которые и приводят к возникновению разрушительных процессов.
  5. Электрокоррозия — является результатом воздействия блуждающего тока.

Кроме того основные виды коррозии могут различаться в зависимости от типа металла, на которых они возникают.

Разрушительные процессы на меди

Медь считается достаточно стабильным металлом. Ее стабильность замечена в следующих средах:

  1. Атмосфера.
  2. Морская и пресная вода.
  3. Галогеновые среды со специальными условиями.
  4. В кислотах-неокислителях.

При этом медные конструкции отличаются нестабильностью в следующих условиях:

  1. При контакте с соединениями серы, а также с самой серой в чистом виде.
  2. При погружении в растворы солей-окислителей.
  3. В агрессивной воде.

Также часто встречается и атмосферная коррозия меди.

Ржавление железа

Еще один популярный элемент, который часто подвергается действию ржавчины — железо. Чаще всего железо подвергается разрушительным процессам в результате контакта с воздухом или кислотным раствором.

Способы защиты от коррозии металлов

Используется несколько основных методов по защите металлических конструкций от разрушительного воздействия коррозии. При использовании защиты в основном делается упор на то, что ржавчина без внешних повреждений не может проникнуть к металлу.

При этом важно, что защитные покрытия выполняют не только предохраняющую функцию, но и придают металлическим конструкциям симпатичный внешний вид.

Прежде всего, это покрытия, которые разделяются на три типа, по материалам нанесения:

  1. Металлические.
  2. Неметаллические.
  3. Химические.

Каждый из них имеет свои особенности и преимущества.

Металлические покрытия. Это способ, при котором на металлическую конструкцию наносят тонким слоем другой вид металла, который более стабилен к разрушительному действию коррозии при аналогичных условиях.

Покрытие может называться анодным или катодным в зависимости от того более активный или менее активный металл сверху.

Неметаллические покрытия. Они подразделяются на органические и неорганические. Чаще всего используется высокополимерный пластик, стекло и керамика. Из органических известны и популярны лаки, битум, краски, а также резина.

Химические покрытия. Это вариант, при котором на поверхности металлической конструкции при помощи химической обработки, наносится пленка, устойчивая к воздействию коррозии. Таких пленок может быть несколько разновидностей:

  1. Оксидирование — нанесение оксидных пленок.
  2. Фосфатирование — получение пленки фосфатов.
  3. Азотирование — пленка из активного азота.
  4. Воронение стали.
  5. Цементация — соединение с углеродом.

Также в качестве защиты используется изменение состава коррозийной среды. Еще один вариант защиты — ввести в металл технические соединения, которые повышают стойкость материала к разрушительным действиям коррозии.

Протекторный вид — вариант электрохимической защиты, при которой к конструкции присоединяются пластины с более активным металлом. При этом протектор — материал с отрицательными параметрами потенциала, а защищаемый материал — катод.

Заключение 

Процесс коррозийной порчи материала разнообразный и многосторонний. Нюансы зависят от среды, от вида и активности металла, а также от дополнительных факторов влияния. Поэтому существует много способов защиты металлических конструкций от разрушительного влияния ржавчины и агрессивных сред.

Чаще всего применяются защитные пленки, как металлические, так и неметаллические. В отдельных случаях металл специально подвергают химической обработке. Наиболее стабильны по отношению к коррозии считаются благородные металлы, в том числе золото и платина.

Предотвращение коррозии железа — методы и примеры

Введение

Некоторые металлические материалы с течением времени проявляют химические изменения на своей поверхности, если их не использовать или не использовать. Эти изменения известны как коррозия. Коррозия — это процесс, который приводит к постепенной деградации металлов. Это произойдет с железом и его сплавами, такими как сталь. Ржавчина железа — одна из них. Железные предметы вступают в реакцию с кислородом воздуха и образуют ржавчину во влажной среде.Другими примерами коррозии являются потускнение ленты и сине-зеленая патина на меди. Ржавчина — это в основном оксид железа. В основном красный оксид образуется в результате окислительно-восстановительной реакции между кислородом и железом в присутствии влаги воздуха и воды. Было исследовано, что поверхностная ржавчина является рыхлой и шелушащейся и не защищает утюг. «Зеленая ржавчина» возникает, когда железо реагирует с хлоридом в присутствии воды и кислорода, которые в основном содержатся в подводных железных столбах.

Какой химический состав стоит за ржавчиной железа?

Образование ржавчины происходит в присутствии воды и кислорода на железе или некоторых его сплавах.Для развития реакции требуется значительное время. Образование связей между атомами железа и атомами кислорода образует оксиды железа. Ржавчина железа включает в себя повышение степени окисления железа с потерей электронов. Химическая формула ржавчины может быть записана как Fe2O3.3h4O (гидратированный оксид железа (III)).

Реакция коррозии железа: 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3

Fe2O3 реагирует с водой и образует Fe2O3. 3h4O.

Ржавчина образуется из двух различных оксидов железа, которые различаются степенью окисления в атоме железа.Эти оксиды:

  1. Оксид железа (II) или закись железа. Степень окисления железа в этом соединении +2, а его химическая формула — FeO.

  2. Оксид железа (III) или оксид трехвалентного железа, в котором атом железа имеет степень окисления +3. Химическая формула этого соединения — Fe2O3.

Все мы знаем, что кислород — отличный окислитель, а железо — восстановитель. Итак, атомы железа охотно отдают свои электроны кислороду, когда подвергаются его воздействию.Ржавчина железа включает процесс:

Fe → Fe2 + + 2e-

Степень окисления железа изменяется под действием атома кислорода в присутствии воды.

Ионы двухвалентного железа окисляются до ионов трехвалентного железа в присутствии влаги и воздуха, при этом образуются ионы гидроксила и образуется гидроксид трехвалентного железа.

4Fe2 + + O2 + 2h4O → 4Fe3 + + 4OH-

Fe3 + + 3OH- → Fe (OH) 3

Fe (OH) 3 превращается в Fe2O3. 3h4O.

Факторы, влияющие на ржавление железа

Все химические реакции ржавления зависят от присутствия воды и кислорода.Ржавчину железа можно контролировать, ограничивая количество кислорода и воды, окружающих металл.

Почему ржавчина — явление нежелательное?

Ржавчина известна как великий разрушитель вещей. Он может уничтожать автомобили и другие транспортные средства, топить корабли, врубать мосты, зажигать искры и уничтожать все, что состоит из железа или его сплавов.

Весь кусок металла может разрушиться и превратиться в ржавчину, если оставить его без присмотра в течение длительного времени. Это может вызвать множество проблем, поскольку железо используется для строительства зданий, мостов, автомобилей и т. Д.Ржавчина делает металл более слабым, поскольку окисленный металл слабее самого исходного металла. Это также делает металл хрупким и подвергает его риску поломки. Железо также используется для изготовления водопроводных труб и резервуаров для хранения. Если это железо ржавеет, трубы могут быть повреждены. Они также могут увеличить количество оксида железа в транспортируемой воде. Ржавчина также является питательной средой для бактерий. Если человек поранится ржавым железом, он / она может подвергнуться риску заражения столбняком.

Как предотвратить ржавление?

Краска Покрытие

Ржавчину можно предотвратить многими способами.Один из способов — защитить железо от коррозии, покрасив его. Слои краски сопротивляются кислороду и воде, образуя ржавчину на поверхности железа, поскольку краска препятствует прямому контакту железа с ними. Пока есть краска, утюг защищен от коррозии. Краски на масляной основе удобны и настоятельно рекомендуются. В качестве альтернативы можно использовать любую органическую краску толщиной 15-25 мкм для предотвращения ржавчины.

В качестве альтернативы, ржавчину можно предотвратить с помощью термопластичного или термореактивного полимерного порошкового покрытия на поверхности железа.Порошковое покрытие считается более эффективным, чем краска, поскольку оно дает более толстый защитный слой. Распыление сухого органического порошка на поверхность железа и нагревание железа до температуры плавления порошка. После расплавления порошок образует ровный слой на поверхности железа. Обычные материалы, используемые для порошкового покрытия, включают винил, полиэстер, нейлон, акрил, уретан и органические материалы на основе эпоксидной смолы.

Сплавы железа

Другие стратегии включают легирование железа другими металлами. Например, нержавеющая сталь в основном состоит из железа с небольшим количеством хрома.

Гальванизация

В другом варианте чугун гальванизируется или оцинковывается. Цинк имеет более низкий восстановительный потенциал, что позволяет ему окисляться легче, чем железо. Цинк — более активный металл. Этот процесс известен как гальванизация. Металл (железо) покрывается другим металлом, например цинком, для образования защитного слоя. Гальванизация может быть выполнена двумя способами:

Горячее цинкование: это включает погружение железа в очень горячую ванну с расплавленным цинком

Электро-цинкование: включает использование металлического цинка в качестве анода, железа в качестве катода и пропускания электричества. через раствор цинка нанести ровный слой цинка на поверхность железа.

Электро-цинкование является сегодня предпочтительным методом цинкования, так как оно дает ровное покрытие, в отличие от метода горячего погружения.

Катодная защита

Важным методом защиты железа от ржавчины является использование катода гальванического элемента. Этот процесс известен как катодная защита. Его можно использовать для металлов, а не только для железа. В этом процессе железо соединяется с более активным металлом, таким как магний или цинк. Более активные металлы имеют более низкий восстановительный потенциал.Тогда другой металл (железо) ведет себя как катод и не окисляется. Этот процесс очень полезен при хранении железных резервуаров под водой, когда аноды контролируются должным образом и своевременно заменяются. Этот процесс также используется для защиты металлических частей водонагревателей.


.

Почему некоторые вещи ржавеют?

Вы когда-нибудь видели очень старую машину? Как насчет старого металлического ключа или набора инструментов? Может быть, вы видели валяющийся старый велосипед. Если какие-то из этих вещей были заброшены и оставлены без присмотра в течение нескольких лет, вероятно, они в плохом состоянии. На самом деле они, вероятно, приобрели красновато-коричневый цвет. Они могут даже отслаиваться во многих местах.

Что это за красновато-коричневый материал? Это пятна, на которых металл подвергся коррозии, и их называют ржавчиной.Когда металлические предметы ржавеют, они подвергаются опасности. Если в ближайшее время о них не позаботиться должным образом, они никому не будут полезны.

Но что такое ржавчина? Ржавчина — очень распространенное соединение. Его научное название — оксид железа (Fe2O3). Ржавчина образуется при реакции железа и кислорода в присутствии воды или влаги в воздухе.

Но знаете ли вы, что ржавчина не всегда бывает красновато-коричневого цвета? Вы бы поверили, что иногда он зеленый? Это так! Когда железо вступает в реакцию с хлоридом в подводной среде, появляется зеленая ржавчина.Иногда это можно увидеть на стали, используемой в подводных столбах.

Ржавчина возникает при коррозии железа или его сплавов, например стали. В присутствии кислорода и воды поверхность куска железа сначала подвергнется коррозии. Со временем любой кусок железа полностью превратится в ржавчину и распадется.

Процесс ржавления — это реакция горения, похожая на огонь. При контакте с кислородом железо вступает в реакцию с кислородом с образованием ржавчины. Однако, в отличие от огня, реакция намного медленнее и не вызывает пламени.

Есть определенные факторы, которые могут ускорить процесс ржавления. Например, вода ускоряет реакцию. Другие вещества, такие как соль, также могут увеличить скорость процесса ржавления.

Для предотвращения ржавчины железо можно покрыть покрытием. Это предотвращает его реакцию с кислородом и водой. Один из таких процессов называется гальванизацией. Обычно это включает покрытие железного предмета слоем цинка. Цинк препятствует реакции железа с кислородом и водой с образованием ржавчины.

Другой метод предотвращения ржавчины намного проще и распространен.Что это такое? Покрасить! Вот так. Простой слой краски может предотвратить реакцию железа с кислородом и водой в окружающей среде.

У вас дома есть ржавые предметы? Как вы можете защитить их от коррозии? Действуй быстро! Они могут не подлежать ремонту, прежде чем вы об этом узнаете.

Стандарты: CCRA.L.3, CCRA.L.6, CCRA. R.1, CCRA.R.2, CCRA.R.4, CCRA.R.10, CCRA.SL.1, NGSS.PS1.B,

.

Метафора. Метонимия. Синекдоха. Игра слов. Ирония. Эпитет.

Гипербола. Преуменьшение. Оксюморон

К настоящему времени вы знаете, что среди множества функций слова главная — обозначать, денотационное значение, таким образом, являющееся основной семантической характеристикой слова. В этом параграфе мы будем иметь дело с выделением этой конкретной функции, то есть с такими типами обозначающих явлений, которые создают дополнительные выразительные, оценочные, субъективные коннотации.Фактически мы будем иметь дело с заменой существующих имен, одобренных длительным употреблением и зафиксированных в словарях, новыми, случайными, индивидуальными, вызванными субъективным исходным взглядом и оценкой вещей говорящим. Этот акт обмена именами, замещения традиционно называют переносом , , поскольку, действительно, имя одного объекта переносится на другой, исходя из их сходства (формы, цвета, функции и т. Д.) Или близости. (материального существования, причины / следствия, инструмента / результата, отношений части / целого и т.).

Каждый тип намеченной замены приводит к стилистическому устройству (SD) , также называемому тропом . Наиболее часто используемая, хорошо известная и разработанная среди них — это метафора — перенос имен , основанный на ассоциированном сходстве между двумя объектами, как в «блин», «шар» или «вулкан» для «солнце». «; «серебряная пыль», «пайетки» для «звездочек»; «свод», «одеяло», «вуаль» для «неба».

Из предыдущего исследования вы знаете, что номинация — процесс наименования реальности посредством языка — исходит из выбора одной из характеристик, характерных для объекта, которому присваивается имя, для представителя объекта.Связь между выбранным признаком, представляющим объект, и словом особенно ярко проявляется в случаях прозрачной «внутренней формы», когда название предмета легко прослеживается до названия одной из его характеристик. См .: «железная дорога», «председатель», «воск». Таким образом, семантическая структура слова в определенной степени отражает характерные черты того фрагмента реальности, который оно обозначает (имена). Поэтому вполне естественно, что сходство между реальными объектами или явлениями находит отражение в семантических структурах обозначающих их слов: оба слова обладают по крайней мере одним общим семантическим компонентом.В приведенных выше примерах с «солнцем» этот общий семантический компонент — «горячий» (отсюда — «вулкан», «блин», которые также являются «горячими») или «круглый» («мяч», «блин», которые также круглой формы).

Выразительности метафоры способствует неявное одновременное присутствие изображений обоих объектов — одного, имеющего собственное имя, и того, что дает собственное «законное» имя. Таким образом, формально мы имеем дело с переносом имени на основе сходства одной характеристики, общей для двух разных сущностей, в то время как на самом деле каждая из них входит во фразу в сложности других своих характеристик.Чем шире разрыв между ассоциированными объектами, тем ярче и неожиданнее — тем выразительнее — метафора.

Если метафора включает в себя сходство между неодушевленными и одушевленными объектами, мы имеем дело с персонификацией , — с «лицом Лондона» или «болью океана».

Метафора, как и все другие SD, — это свежие, оригинальные, подлинные, при первом использовании и банальные, избитые, устаревшие при частом повторении. В последнем случае он постепенно теряет свою выразительность, становясь просто еще одной записью в словаре, как в « ножке таблицы» или «восходе солнца», , таким образом, служа очень важным источником обогащения словарного запаса языка.

Метафора может быть выражена всеми условными частями речи и функционирует в предложении как любой из его членов.

Когда говорящий (писатель) в своем желании представить детально проработанный образ не ограничивает его создание одной метафорой, а предлагает их группу, каждая из которых обеспечивает другую особенность описываемого явления, этот кластер создает устойчивый (продолжительный) метафора.

Упражнение I. Проанализируйте данные случаи метафоры со всех упомянутых выше сторон — семантики, оригинальности, выразительности, синтаксической функции, яркости и проработанности созданного образа.Обратите внимание на способ, которым идентифицируются два объекта (действия): с обоими именами или только с одним — метафоризованный, представленный явно:

1. Она посмотрела на Гофер-Прери. Снег, непрерывно простирающийся от улицы к пожирающей прерии за ее пределами, уничтожил притворство города как убежища. Дома были черными точками на белой простыне. (S.L.)

2. И юбки! Какое зрелище были эти юбки! Это были не что иное, как огромные украшенные пирамиды; на вершине каждой была приклеена верхняя половина царевны.(A.B.)

3. Я смотрел прямо перед собой, на шею водителя, которая была рельефной картой шрамов от фурункула. (С.)

4. Она была миловидной красавицей. Там, где эта девушка была львицей, другая была пантерой — гибкой и быстрой. (Гл.)

5. Его голос был кинжалом из ржавой латуни. (S.L.)

6. Мудрость относится только к прошлому. Будущее всегда остается бесконечным полем для ошибок. Вы не можете знать заранее.(D.H.L.)

7. Он почувствовал первые водянистые яйца пота, увлажняющие ладони его рук. (W. S.)

8. В последний момент перед ветреным обвалом дня я сам спустился по дороге. (Jn. H.)

9. Мужчина стоял посреди улицы, за его спиной выдавался заброшенный залитый рассветом бульвар. (..)

10. Предавая Даниила его судьбе, она чувствовала радость, зарождающуюся в ее сердце. (A.B.)

11.Он почувствовал неизменно прекрасный запах кофе, заключенного в банку. (J. St.)

12. Мы говорили, разговаривали и говорили легко, сочувственно, сочетая ее опыт с моей артикуляцией. (Jn.B.)

13. «Вы нам так нужны здесь. Это дорогой старый город, но это необработанный алмаз, и вы нужны нам для полировки, а мы такие скромные…». (S.L.)

14. Они шли по двум континентам опыта и чувств, не имея возможности общаться. (W.G.)

15.Женева, мать Красного Креста, хозяйка гуманитарных конгрессов за цивилизацию войны! (J.R.)

16. Она и дети заполнили дом его сестры, и их радость становится все тоньше и тоньше. (U.)

17. Нотр-Дам сидит на корточках в сумерках. (Х.)

18. Я новый год. Я — неиспорченная страница в твоей книге времени. Я твой следующий шанс обрести искусство жить.

Я — ваша возможность применить на практике то, что вы узнали о жизни за последние двенадцать месяцев.

Все, что ты искал в прошлом году и не нашел, скрыто во мне; Я жду, когда вы снова и с большей решимостью это исследуете.

Все хорошее, что вы пытались сделать для других и не достигли в прошлом году, я могу предоставить — при условии, что у вас будет меньше эгоистичных и противоречивых желаний.

Во мне заключается потенциал всего, о чем вы мечтали, но не осмеливались сделать, всего, на что вы надеялись, но не сделали, всего, о чем вы молились, но еще не испытали.Эти сны дремлют, ожидая, когда их разбудит прикосновение непреходящей цели. Я твоя возможность. (..)

19. Приходит осень, И деревья сбрасывают листья, И Мать Природа краснеет Перед раздеванием. (Н. З.)

20. Он надеялся, что Салли посмеется над этим, и она посмеялась, и во внезапном взаимном потоке они обменяли на серебро смеха все печальные «секреты, которые они могли найти в своих карманах». (U.)

21. Публика по всему Союзу требует ее прибытия, что совпадает с приходом нового века.Ибо мы находимся в самом конце, в тлеющем сигарном окурке девятнадцатого века, который вот-вот будет вытоптан в пепельнице истории. (An.C.)

Метонимия, другая лексическая SD, подобная метафоре, теряя свою оригинальность, также становится инструментом обогащения словарного запаса языка, хотя метонимия создается другим семантическим процессом и основана на смежности (близости) объектов или явлений. Перенос имен в метонимии не предполагает наличия у двух разных слов общего компонента в их семантических структурах, как в случае метафоры, а исходит из того факта, что два объекта (явления) имеют общие основания существования в реальности.Такие слова, как «чашка» и «чай» не имеют лингвистической семантической близости, но первое может служить вместилищем второго, отсюда — разговорный клише «Будете ли вы еще чашку?», Который однажды является случаем метонимии. оригинал, но из-за долгого использования больше не принимается как свежая SD.

«Моя начальство вызовет ваше начальство», — говорит один из персонажей «Аэропорт» А. Хейли другому, что означает «Мой босс позвонит вашему боссу». Передача имен вызвана тем, что оба начальника — офицеры, носят форменные фуражки с латунными кокардами.

Объем переноса в метонимии гораздо более ограничен, чем у метафоры, что вполне понятно: объем человеческого воображения, идентифицирующего два объекта (явления, действия) на основании общности одной из их бесчисленных характеристик, безграничен, в то время как реальные отношения между объектами более ограничены. Поэтому метонимия, в целом, — менее часто встречающаяся SD, чем метафора.

Подобно выделению одного особого типа метафоры в замкнутую СД персонификации, один тип метонимии, а именно тот, который основан на отношениях между частью и целым, часто рассматривается независимо как синекдоха.

Как правило, метонимия выражается существительными (реже — субстантивированными числительными) и используется в синтаксических функциях, характерных для существительных (подлежащее, объектное, сказуемое).

Упражнение II. Укажите метонимии, укажите тип отношений между названным объектом и подразумеваемым объектом, который они представляют, также обратите внимание на степень их оригинальности и их синтаксическую функцию:

1. Он прошелся по ее комнате, после своего представления, рассматривая ее картины, ее бронзу и глину, спрашивая создателя этого, художника того, откуда взялась третья вещь.(Доктор)

2. Она хотела иметь много детей, и она была рада, что все было так, что Церковь одобряла. Потом маленькая девочка умерла. Нэнси порвала с Римом в день смерти ее ребенка. Это был секретный разрыв, но католики не порывают с Римом случайно. (J.O’H.)

3. «Эвелин Глазго, сейчас же вставай со стула». Девушка оторвалась от книги. «Что случилось?»

«Твой атлас. На юбке будет масса складок сзади». (Э.F.)

4. За исключением недостатка молодежи, у гостей не было общей темы, они казались чужими среди чужих; действительно, входя в комнату, каждое лицо изо всех сил старалось скрыть ужас, увидев там других. (T.C.)

5. Она увидела вокруг себя, скопившиеся вокруг белых столов, множество ярко-красных губ, напудренных щек, холодных жестких глаз, самонадеянных высокомерных лиц и наглых грудей. (A.B.)

6. Дина, стройная, свежая, бледная восемнадцатилетняя, была гибкой и в то же время хрупкой.(..)

7. Мужчина выглядел довольно старым на сорок пять, потому что уже седел. (К. П.)

8. Хозяин деликатесов был бойким и веселым пятьдесят. (Т. Р.)

9. «Было проще взять на себя роль персонажа, не говоря слишком много лжи, и вы привнесли в работу свежий взгляд и ум». (П.)

10. «Несколько замечательных картин в этой комнате, господа. Гольбейн, два Ван Дейка и, если я не ошибаюсь, Веласкес. Меня интересуют картины.»(Гл.)

11. Вам некого винить, кроме себя. Самые грустные слова языка или пера. (И.Ш.)

12. В течение нескольких дней после работы ему потребовался час, чтобы провести расследование, взяв с собой несколько образцов пера и чернил. (Доктор)

13. Вот и снова вы в своих уловках. Остальные зарабатывают себе на хлеб; вы живете на мою благотворительность. (Э. Б.)

14. Я пересек высокий платный мост, проехал по нейтральной зоне и подошел к тому месту, где Звездно-Полосатые звезды стояли плечом к плечу с Юнион Джеком.(J. St.)

15. Хвала была достаточно восторженной, чтобы восхитить любого обычного писателя, зарабатывающего на жизнь своим пером. (С.М.)

16. Он прошел через духи и разговоры. (И.Ш.)

17. Его разум был настороже, и люди приглашали его на обед не по старинке, а потому, что он стоил своей соли. (С.М.)

18. Вверх по площади, с угла Кинг-стрит, прошла женщина в новом чепчике с розовыми завязками и новом синем платье, которое спускалось в плечи и достигало обширной окружности у подола.Сквозь безмолвную залитую солнцем уединенность площади эта шляпка и это платье плыли на север в поисках романтики. (A.B.)

19. Двое мужчин в форме тяжело бежали к зданию Администрации. Когда они бежали, Кристиан увидел, как они выбросили винтовки. Это были дородные мужчины, похожие на рекламу мюнхенского пива, и им было трудно бежать. Первый заключенный остановился и поднял одно из выброшенных ружей. Он не стрелял, но нес, преследуя охранников.Он размахивал винтовкой, как дубиной, и одна из рекламы пива упала (И.Ш.)

Как вы, должно быть, видели из краткого очерка и примеров метафоры и метонимии, первая действует на лингвистической основе (исходя из сходства семантических компонентов слова), а вторая опирается исключительно на экстралингвистическую, фактически существующие отношения между явлениями обозначаются словами.

Наша следующая проблема — это кластер SD, которые объединены в небольшую группу, поскольку имеют много общего как в механизме их образования, так и в их функционировании.Это — каламбур (также обозначается как парономазия), зевгма, нарушение фразеологизмов, семантически ложные цепочки, и чушь непоследовательности. В стилистической традиции англоязычных стран широко обсуждаются только первые два. Последние два, действительно, могут рассматриваться как небольшие вариации первых, поскольку, по сути, четверка выполняет одну и ту же стилистическую функцию в речи и оперирует одним и тем же лингвистическим механизмом: а именно, одна словоформа преднамеренно используется в двух значениях. .Эффект от этих SD юмористический. Контекстные условия, приводящие к одновременному осознанию двух значений и формированию каламбура , могут различаться: это может быть неправильное толкование высказывания одного говорящего другим, что приводит к его замечанию, имеющему другое значение неверно истолкованного слова, или его омоним, как в знаменитом случае из The Pickwick Papers Когда толстый мальчик, слуга мистера Уордла, вышел из коридора, очень бледный, хозяин спросил его: «Вы видели каких-нибудь духов?» «Или взять любой?» — добавил Боб Чужой.Первый «духи» относится к сверхъестественным силам, второй — к крепким напиткам.

Наказание может быть результатом преднамеренного нарушения говорящим ожиданий слушателя, как в шутливой цитате из Б. Эванса: «В жизни каждого мужчины наступает период, но в его жизни она всего лишь точка с запятой». Здесь мы ожидаем, что вторая половина предложения раскрывает содержание, исходя из «точки», понимаемой как «промежуток времени», в то время как автор использовал это слово в значении «знак препинания», которое становится понятным из «точки с запятой» «, следуя за ним.

Неправильная интерпретация может быть вызвана фонетическим сходством двух омонимов, как, например, в решающем случае пьесы О. Уайльда Как важно быть Эрнестом.

В очень многих случаях многозначные глаголы, которые имеют практически неограниченную лексическую валентность и могут сочетаться с существительными самых разных семантических групп, сознательно используются с двумя или более однородными членами, которые не связаны семантически, как в таких примерах из гл. Диккенс: «Он взял шляпу и ушел», или «Она ушла домой, в потоке слез и в кресле-седане».Это корпуса классической зевгмы, , весьма характерной для английской прозы.

Когда количество однородных членов, семантически несвязанных, но связанных с одним и тем же глаголом, увеличивается, мы имеем дело с семантически ложными цепочками , , которые, таким образом, являются разновидностью зевгмы. Как правило, из тематической группы выпадает последний участник цепочки, опережая наши ожидания и производя юмористический эффект. Следующий случай от С.Примером может служить Ликок: «Требуется гувернантка. Должна обладать знаниями румынского, русского, итальянского, испанского, немецкого, музыки и горного дела».

Как вы видели на примерах классической зевгмы, связи между глаголом, с одной стороны, и каждым из зависимых членов, с другой, имеют разную интенсивность и стабильность. В большинстве случаев один из них вместе с глаголом образует фразеологизму или клише, в которых глагол теряет часть своей смысловой независимости и силы (ср.: «проститься» и «снять шляпу»). Зеугма восстанавливает буквальное первоначальное значение слова, которое также происходит в нарушении фразеологических единиц различных синтаксических шаблонов, как в примечании Голсуорси: «Маленький Джон родился с серебряной ложкой во рту, которая была довольно кучерявой и большой». Слово «рот» с его содержанием полностью потеряно во фразеологизме, что означает «иметь удачу, родиться удачливым». Прилагая к модулю квалификацию рта, автор восстанавливает значение слова и предлагает очень свежее, оригинальное и выразительное описание.

Иногда говорящий (писатель) вмешивается в структуру слова, приписывая омонимические значения отдельным морфемам, как в этих шутливых определениях из словаря Эсара: профессора корабль, полный профессоров; полагается — повторяет ту же историю; узрел — чтобы кто-нибудь вас держал и т. Д.

Таким образом, можно сказать, что каламбур может быть реализован на большинстве уровней языковой иерархии. Действительно, описанное нарушение словообразования имеет место на морфологическом уровне; зевгма и каламбур — на лексическом уровне; нарушение фразеологизмов включает как лексический, так и синтаксический уровни; семантически ложные цепи и еще одно СД этой группы — бессмыслица непоследовательности — на синтаксическом уровне.

Ерунда непоследовательности основана на расширении синтаксической валентности и приводит к объединению двух семантически несвязанных предложений в одно предложение, например: «Император Нерон играл на скрипке, поэтому они сожгли Рим». (E.) Два несвязанных утверждения насильственно связаны между собой причинно-следственными отношениями.

Упражнение III. Проанализируйте различные случаи игры слов, укажите, какой тип используется, как он создается, какой эффект добавляет произнесению:

1.Через некоторое время и пирожное он нервно подкрался к двери гостиной. (А. Т.)

2 Я ищу в мужчине две вещи. Отзывчивый характер и полные губы. (И.Ш.)

3. Дороти, по моему заявлению, зажала рот рукой, чтобы сдержать смех и жевательную резинку. (Jn.B.)

4. Я верил, что все люди братья; она думала, что все мужчины мужья. Я отказался от всего беспорядка. (Jn.B.)

5. В декабре 1960 года в известном специальном издании Naval Aviation News, , объяснялось, почему «корабль» называют «она»: потому что вокруг него всегда суетится; потому что обычно с ней идет банда мужчин; потому что у нее есть талия и она остается; потому что нужен хороший мужчина, чтобы обращаться с ней правильно; потому что она показывает свои верхние строения, прячет свое дно и, заходя в порт, всегда направляется к покупателям.»(Н.)

6 . Когда я умру, надеюсь, мне скажут:

«Багровы его грехи, но книги его читались». (Х. Б.)

7. Большинство женщин в Лондоне в настоящее время, кажется, обставляют свои комнаты только орхидеями, иностранцами и французскими романами. (О.З.)

8. Сейчас я полон стихов. Гниль и поэзия. Гнилые стихи. (В)

9. «Брен, я ничего не планирую. Я ничего не планировал в течение трех лет … Я — я не планировщик.Я печень «.

«Я поджелудочная железа», — сказала она. «Я», и она поцеловала абсурдную игру. (Ph. R.)

10. «Кто-то у двери», — сказал он, моргая.

— Судя по звуку, около четырех, — сказал Фили. (А. Т.)

11. Он может быть бедным и потрепанным, но под этими рваными штанами бьется золотое сердце. (E.)

12. Бэббит уважал величие во всем: в горах, драгоценностях, мускулах, богатстве или словах. (S.L.)

13.Мужчины, приятели, красные плюшевые сиденья, белые мраморные столы, официанты в белых фартуках. Мисс Мосс прошла через все. (М.)

14. Моя мама была одета в свое лучшее серое платье и золотая брошь, а под каждой скуловой лежал легкий розовый румянец. (W.G1.)

15. Хупер засмеялся и сказал Броуди: «Вы не возражаете, если я дам что-нибудь Эллен?»

«Что ты имеешь в виду?» — сказал Броуди. Он подумал про себя: дать ей что? Поцелуй? Коробка шоколадных конфет? Удар в нос?

«Подарок.На самом деле это ничего. «(P.B.)

16. «Здесь разрешен только один сорт табака -« Три монахини ». Ни сегодня, ни завтра, ни послезавтра». (Br. B.)

17. «Доброе утро», — сказал Бильбо серьезно. Светило солнце, и трава была очень зеленой. (A.T.)

18. Один писатель однажды сказал: «Сколько раз вы сможете называть себя Человеком, зависит от того, сколько языков вы знаете». (M.St.)

:
.

Настоящий детектив: 24 величайших цитаты Руста Коула

1. «Сегодня четверг, уже после полудня. Четверг — один из моих выходных. В выходные я начинаю пить в полдень. Вы не можете этого прервать «.

2. «Это мир, в котором ничего не решено. Знаете, кто-то однажды сказал мне, что время — это плоский круг. Все, что мы когда-либо делали или будем делать, мы будем делать снова и снова ».

3.«Люди, неспособные чувствовать вину, обычно хорошо проводят время».

4. «… осознать, что вся твоя жизнь, вся твоя любовь, вся твоя ненависть, вся твоя память, вся твоя боль — это все одно и то же. Это был все тот же сон, что вы видели в запертой комнате — сон о том, чтобы быть человеком. И, как и в большинстве снов, в конце всего этого монстр.

5. «Миру нужны плохие люди. Мы держим других плохих людей подальше от дверей ».

6.«Теперь я думаю о своей дочери и о том, чего ей удалось избежать. Иногда я чувствую себя благодарным. Врач сказал, что она ничего не почувствовала; попал прямо в кому. Затем где-то в этой темноте она ускользнула в другой, более глубокий вид. Разве это не прекрасный способ выйти на улицу, безболезненно, как счастливый ребенок? Проблема со смертью позже в том, что ты уже вырос. Ущерб нанесен, уже слишком поздно.

7. «Я знаю, кто я. И спустя столько лет в этом есть победа.”

8. «Люди здесь, как будто они даже не знают о существовании внешнего мира. С таким же успехом можно жить на долбаной луне.

9. «Я считаю благородным поступком для нашего вида отрицать наше программирование. Прекратите воспроизводить. Идите рука об руку к вымиранию, в последнюю полночь. Братья и сестры отказываются от грубого дела ».

10. «Прощения не бывает. У людей просто короткая память.”

11. «Я вижу склонность к ожирению. Бедность. Тоска по сказкам. Люди кладут те несколько долларов, которые у них есть, в маленькую плетеную корзину, которую разносят по кругу. Думаю, можно с уверенностью сказать, что никто здесь не собирается расщеплять атом, Марти.

12. «Я размышляю о моменте в саду, об идее допустить собственное распятие».

13. «Посмотри, как разумное мясо, сколь бы иллюзорны ни были наши личности, мы создаем эти идентичности, вынося оценочные суждения.Все все время судят. Теперь у тебя проблемы с этим, ты живешь неправильно «.

14. «Я очень надеюсь, что эта старушка ошибалась. О смерти еще не конец.

15. «Сколько я себя помню, моя жизнь была кругом насилия и деградации. Я готов его завязать.

16. «Я пришлю тебе письмо. Да уж. К черту это. К черту этот мир. Хороший крючок, Марти.

17.«И ты мог бы просто отпустить. Наконец-то знай, что тебе не нужно было так крепко держаться.

18. «В вечности, где нет времени, ничто не может расти. Ничего не может стать. Ничего не меняется. Итак, смерть создала время, чтобы вырастить то, что она убьет, и вы переродитесь, но в той же самой жизни, в которой всегда рождались. Я имею в виду, детективы, сколько раз у нас был такой разговор? Ну кто знает? Когда вы не можете вспомнить свою жизнь, вы не можете ее изменить, и это ужасная и тайная судьба всей жизни.Вы попали в ловушку из-за того кошмара, в котором постоянно просыпаетесь.

19. «Жизни едва хватает на то, чтобы хорошо разбираться в одном деле. Так что будь осторожен в том, что у тебя получается хорошо ».

20. «Это место похоже на чьи-то воспоминания о городе, и воспоминания исчезают. Как будто здесь никогда не было ничего, кроме джунглей.

21. «Газеты будут с тобой жестко. А тюрьма очень и очень тяжело переносится людьми, которые причиняют боль детям.Если у тебя будет возможность, ты должен убить себя ».

22. «Ну, когда-то всегда было темно. Если вы спросите меня, свет побеждает ».

23. «Я закончил говорить с тобой как с мужчиной».

24. «Я не сплю. Я просто мечтаю ».

tintascreenplay.com

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

Теги: величайший, hbo, мэттью, макконахи, цитаты, раст коул, настоящий детектив

.

Из-за чего металлы ржавеют

Ржавчина — итог окисления металла, также общий термин для определения оксидов железа.

Что есть общего между ржавым гвоздем, проржавевшим мостом или прохудившимся железным забором? Отчего вообще ржавеют железные конструкции и изделия из железа? Что такое ржавчина как таковая? На эти вопросы постараемся дать ответы в нашей статье. Рассмотрим причины ржавления металлов и способы защиты от этого вредного для нас природного явления.

Причины ржавления

Все начинается с добычи металла. Не только железо, но и, например, алюминий, и магний — добывают изначально в виде руды. Алюминиевая, марганцевая, железная, магниевая руды содержат в себе не чистые металлы, а их химические соединения: карбонаты, оксиды, сульфиды, гидроксиды.

Это химические соединения металлов с углеродом, кислородом, серой, водой и т. д. Чистых металлов в природе раз, два и обчелся — платина, золото, серебро — благородные металлы — они встречаются в форме металлов в свободном состоянии, и не сильно стремятся к образованию химических соединений.

Однако большинство металлов в природных условиях все же не являются свободными, и чтобы высвободить их из исходных соединений, необходимо руды плавить, восстанавливать таким образом чистые металлы.

Но выплавляя металлсодержащую руду, мы хоть и получаем металл в чистом виде, это все же состояние неустойчивое, далекое от естественного природного. По этой причине чистый металл в обычных условиях окружающей среды стремится вернуться назад в исходное состояние, то есть окислиться, а это и есть коррозия металла.

Таким образом, коррозия является естественным для металлов процессом разрушения, происходящим в условиях их взаимодействия с окружающей средой. В частности ржавление — это процесс образования гидроксида железа Fe(ОН)3, который протекает в присутствии воды.

Но на руку людям играет тот естественный факт, что окислительная реакция протекает в привычной нам атмосфере не особо стремительно, она идет с очень небольшой скоростью, поэтому мосты и самолеты не разрушаются мгновенно, а кастрюли не рассыпаются на глазах в рыжий порошок. К тому же коррозию в принципе можно замедлить, прибегнув к некоторым традиционным хитростям.

Например, нержавеющая сталь не ржавеет, хотя и состоит из железа, склонного к окислению, она тем не менее не покрывается рыжим гидроксидом. А дело здесь в том, что нержавеющая сталь — это не чистое железо, нержавеющая сталь — это сплав железа и другого металла, главным образом — хрома.

Кроме хрома в состав стали могут входить никель, молибден, титан, ниобий, сера, фосфор и т. д. Добавление в сплавы дополнительных элементов, ответственных за определенные свойства получаемых сплавов, называется легированием.

Пути защиты от коррозии

Как мы отметили выше, главным легирующим элементом, добавляемым к обычной стали для придания ей антикоррозийных свойств, является хром. Хром окисляется быстрее железа, то есть принимает удар на себя. На поверхности нержавеющей стали, таким образом, появляется сначала защитная пленка из оксида хрома, которая имеет темный цвет, и не такая рыхлая как обычная железная ржавчина.

Оксид хрома не пропускает через себя вредные для железа агрессивные ионы из окружающей среды, и металл оказывается защищенным от коррозии, словно прочным герметичным защитным костюмом. То есть оксидная пленка в данном случае несет защитную функцию.

Количество хрома в нержавеющей стали, как правило, не ниже 13%, чуть меньше в нержавеющей стали содержится никеля, и в гораздо меньших количествах имеются другие легирующие добавки.

Именно благодаря защитным пленкам, принимающим на себя воздействие окружающей среды первыми, многие металлы получаются стойкими к коррозии в различных средах. Например, ложка, тарелка или кастрюля, изготовленные из алюминия, никогда особо не блестят, они, если присмотреться, имеют белесый оттенок. Это как раз оксид алюминия, который образуется при контакте чистого алюминия с воздухом, и защищает затем металл от коррозии.

Пленка оксида возникает сама, и если зачистить алюминиевую кастрюлю наждачной бумагой, то через несколько секунд блеска поверхность снова станет белесой — алюминий на зачищенной поверхности вновь окислится под действием кислорода воздуха.

Поскольку пленка оксида алюминия образуется на нем сама, без особых технологических ухищрений, она называется пассивной пленкой. Такие металлы, на которых оксидная пленка образуется естественным образом, называются пассивирующимися. В частности алюминий — пассивирующийся металл.

Некоторые металлы принудительно переводят в пассивное состояние, например высший оксид железа — Fe2О3 способен защитить железо и его сплавы на воздухе при высоких температурах и даже в воде, чем не может похвастаться ни рыжий гидроксид, ни низшие оксиды все того же железа.

Есть в явлении пассивации и нюансы. Например, в крепкой серной кислоте мгновенно пассивированная сталь оказывается устойчивой к коррозии, а в слабом растворе серной кислоты тут же начнется коррозия.

Почему так происходит? Разгадка кажущегося парадокса состоит в том, что в крепкой кислоте на поверхности нержавеющей стали мгновенно образуется пассивирующая пленка, поскольку кислота большей концентрации обладает ярко выраженными окислительными свойствами.

В то же время слабая кислота не окисляет сталь достаточно быстро, и защитная пленка не формируется, начинается просто коррозия. В таких случаях, когда окисляющая среда не достаточно агрессивна, для достижения эффекта пассивации прибегают к специальным химическим добавкам (ингибиторам, замедлителям коррозии), помогающим образованию пассивной пленки на поверхности металла.

Так как не все металлы склонны к образованию на их поверхности пассивных пленок, даже принудительно, то добавление замедлителей в окисляющую среду попросту приводит к превентивному удержанию металла в условиях восстановления, когда окисление энергетически подавляется, то есть в условиях присутствия в агрессивной среде добавки оказывается энергетически невыгодным.

Есть и другой путь удержания металла в условиях восстановления, если нет возможности использовать ингибитор, — применить более активное покрытие: оцинкованное ведро не ржавеет, поскольку цинк покрытия корродирует при контакте с окружающей средой вперед железа, то есть принимает удар на себя, являясь более активным металлом, цинк охотнее вступает в химическую реакцию.

Днище корабля часто защищено аналогичным образом: к нему крепят кусок протектора, и тогда протектор разрушается, а днище остается невредимым.

Электрохимическая антикоррозийная защита подземных коммуникаций — также весьма распространенный путь борьбы с образованием на них ржавчины. Условия восстановления создаются подачей отрицательного катодного потенциала на металл, и в таком режиме процесс окисления металла уже не сможет протекать просто энергетически.

Кто-то может спросить, почему подверженные риску коррозии поверхности просто не красят краской, почему бы просто не покрывать каждый раз эмалью уязвимую к коррозии деталь? Для чего нужны именно разные способы?

Ответ прост. Эмаль может повредиться, например автомобильная краска может в неприметном месте отколоться, и кузов начнет постепенно но непрерывно ржаветь, поскольку сернистые соединения, соли, вода, кислород воздуха, — станут поступать к этому месту, и в итоге кузов будет разрушаться.

Чтобы такое развитие событий предотвратить, прибегают к дополнительной антикоррозийной обработке кузова. Автомобиль — это не эмалированная тарелка, которую можно в случае повреждения эмали просто выбросить, и купить новую..

Текущее положение дел

Несмотря на кажущуюся изученность и проработанность явления коррозии, несмотря на применяемые разносторонние методы защит, коррозия по сей день представляет определенную опасность. Трубопроводы разрушаются и это приводит к выбросам нефти и газа, падают самолеты, терпят крушение поезда. Природа более сложна, чем может показаться на первый взгляд, и человечеству предстоит изучить еще многие стороны коррозии.

Так, даже коррозиестойкие сплавы оказываются стойкими лишь в некоторых предсказуемых условиях, для работы в которых они изначально предназначены. Например, нержавеющие стали не терпят хлоридов, и поражаются ими — возникает язвенная, точечная и межкристальная коррозия.

Внешне без намека на ржавчину конструкция может внезапно рухнуть, если внутри образовались мелкие, но очень глубокие поражения. Микротрещины, пронизывающие толщу металла незаметны снаружи.

Даже сплав не подверженный коррозии может внезапно растрескаться, будучи под длительной механической нагрузкой — просто огромная трещина внезапно разрушит конструкцию. Такое уже случалось по всему миру с металлическими строительными конструкциями, механизмами, и даже с самолетами и вертолетами.

Ранее ЭлектроВести писали, что немецкий исследовательский институт Фраунхофера по переработке материалов и ресурсным стратегиям (Fraunhofer IWKS) создал экологически устойчивый «Центр демонтажа и переработки в области электрической мобильности» (нем. — Zentrum für Demontage und Recycling — Elektromobilität ZDR-EMIL). Он разместился в городе Ханау (Hanau) в Федеральной земле Гессен при поддержке регионального министерства науки и искусств. 

По материалам: electrik.info.

Преобразователь ржавчины — назначение, виды, применение преобразователя ржавчины

Металл в большинстве случаев является достаточно прочным и долговечным материалом, но и него есть свое уязвимое место. Под воздействием факторов окружающей среды, он подвержен коррозии. Для начала более подробно рассмотрим природу данного явления и её самой распространённой формы – ржавчины.

 

Назначение и принцип работы преобразователей

­Сам термин берет своё начало в латинском языке и образован от слова «corrodere» (перевод – «грызть»). При взаимодействии железа с водой запускается реакция окиси, которая является причиной появления ржавчины на металле. Проще говоря, молекула железа превращается в гидроксид железа. Этот процесс необратим, так как появившееся пятно ржавчины притягивает и поглощает воду, находящуюся в воздухе.

Физико-химическое влияние грунта и атмосферы крайне отрицательно сказывается на сохранности металла. Самым основным видом коррозии принято считать атмосферную, когда содержащаяся в воздухе влага, оседает тончайшим слоем на поверхности металла. Содержание в атмосфере различных примесей и газов способствуют скорейшему образованию коррозии. Рядом с большими промышленными предприятиями процесс ржавления будет проходить гораздо быстрее в сравнении с лесопарковой зоной.

Но и помещенный в землю металл остается беззащитным. Грунт – не менее опасная среда, содержащая большое количество химических элементов и соединений. Помимо самой влаги, находящейся в почве, эти элементы значительно ускоряют процесс окиси железа. В зависимости от агрессивности грунта, металл теряет до пяти процентов своего качественного объема. Трубопроводы, скважины, сваи – вот некоторые элементы инфраструктуры, находящиеся в «зоне риска».

На сегодняшний день одним из самых эффективных и практичных средств по борьбе с образованием коррозии металла является преобразователь ржавчины. Он представляет собой химический реагент, который вступает в реакцию с оксидом железа (ржавчиной) и нейтрализует его губительное действие. Помимо этого сверху появляется защитный слой, сдерживающий дальнейшее развитие коррозийных процессов в металле.

Благодаря своим свойствам, данное вещество находит применение при сооружении металлических конструкций, при прокладке трубопроводов, сооружении мостов и эстакад. Учитывая зависимость скорости протекания коррозийного процесса от содержания газов в окружающей среде, применение преобразователя ржавчины просто незаменимо в промышленной отрасли.

Разновидность преобразователя ржавчины

Выбирать преобразователь ржавчины следует исходя из поверхности, которую необходимо обработать. Разные составы реагента могут по-разному влиять и взаимодействовать с металлом. По своему составу можно выделить два основных вида преобразователей – кислотные и безкислотные.

  1. Кислотные. Активным веществом в таком преобразователе является ортофосфорная кислота. Средства подобного типа обладают двойным действием – разрушение самой ржавчины и образование защитной пленки на поверхности металла. Существенные недостаток состоит в нанесении средства только на сухую поверхность.
  2. Бескислотные. Активным веществом в таких добавках является танин. Этот органический компонент, вступая в реакцию с ржавчиной, превращает оксид железа в коррозионно неактивные соединения с отличными адгезионными свойствами. Преобразователи данного типа можно заливать водными составами, что делает их отличным способом защиты труб, металлопроката и арматуры перед бетонированием и нанесением краски.

 

Область применения преобразователя ржавчины

Помимо решения строительных и промышленных задач по борьбе с ржавчиной, следует отметить важность преобразователя для автовладельцев и их металлических «коней». Одной из самых серьезных проблем для кузова является его коррозия. Если не среагировать во время, жертвами коррозии станут двери, арки и пороги. От нее не застрахован ни один автомобиль. А с учетом второй общепризнанной национальной проблемы (дороги), способствовать появлению ржавчины может несколько факторов: при движении в кузов автомобиля летят камни, образующие сколы; агрессивность противоледных реагентов; недобросовестная антикоррозийная обработка. Ответить на вопрос: «Какой же преобразователь выбрать?» поможет размер и форма обрабатываемого участка. Если требуется очистить деталь относительно небольшого размера, то следует остановить выбор на преобразователях жидкой консистенции. Поместив деталь в раствор и следуя инструкции, мы с легкостью избавимся от коррозии. Более плотную консистенцию преобразователя необходимо использовать на вертикальных участках кузова, например, при удалении ржавчины с двери автомобиля. Если перед нанесением лакокрасочных материалов требуется «пройти» большой участок кузова, мы рекомендуем воспользоваться преобразователями в аэрозольных баллонах.

Коррозия кузова – один из злейших врагов автомобиля! Пресекайте любые ее проявления, благо для этого на сегодняшний день есть все условия!

Ассортимент преобразователей ржавчины «Орион»

В ассортименте ТД «Орион» представлены одни из самых эффективных средств по борьбе с ржавчиной:

«Фосформет» — преобразователь ржавчины на основе фосфорной кислоты. Отлично подходит для стали и чугуна. После нейтрализации коррозийного эффекта и образования защитного слоя, поверхность уже можно покрывать лакокрасочными материалами.

«Армасил» — преобразователь, в состав которого не входят кислоты. Он предназначен для борьбы с ржавчиной на поверхности арматур и трубопроводов перед их покраской или бетонированием. Данный преобразователь можно заливать водными составами. Техническое описание (.pdf, 151 Кб).

«Bitumast» — является универсальным средством по борьбе с ржавчиной. Также, как и любой кислотосодержащий преобразователь, работает по принципу образования защитного слоя на поверхности коррозийного участка. Параллельно с этим борется с самим гидроксидом железа. В отличие от двух предыдущих позиций, преобразователь «Bitumast» имеет форму выпуска объемом 0,35 л. Он отлично подойдет для бытовых нужд, где борьба с коррозией носит эпизодический характер, например на даче. Техническое описание (.pdf, 59 Кб).

Перед применением любого преобразователя необходимо подробно ознакомиться с инструкцией по применению!

Коррозия металлов и способы защиты от неё

Коррозия – разрушение поверхности сталей и сплавов под воздействием различных физико-химических факторов – наносит огромный ущерб деталям и металлоконструкциям. Ежегодно этот невидимый враг «съедает» около 13 млн. т металла. Для сравнения – металлургическая промышленность стран Евросоюза в прошлом, 2014 году произвела всего на 0,5 млн. тонн больше. И это только – прямые потери. А длительная эксплуатация стальных изделий без их эффективной защиты от коррозии вообще невозможна.

Что такое коррозия и её разновидности

Основной причиной интенсивного окисления поверхности металлов (что и является основной причиной коррозии) являются:

  1. Повышенная влажность окружающей среды.
  2. Наличие блуждающих токов.
  3. Неблагоприятный состав атмосферы.

Соответственно этому различают химическую, трибохимическую и электрохимическую природу коррозии. Именно они в совокупности своего влияния и разрушают основную массу металла.


Химическая коррозия

Такой вид коррозии обусловлен активным окислением поверхности металла во влажной среде. Безусловным лидером тут является сталь (исключая нержавеющую). Железо, являясь основным компонентом стали, при взаимодействии с кислородом образует три вида окислов: FeO, Fe2O3 и Fe3O4. Основная неприятность заключается в том, что определённому диапазону внешних температур соответствует свой окисел, поэтому практическая защита стали от коррозии наблюдается только при температурах выше 10000С, когда толстая плёнка высокотемпературного оксида FeO сама начинает предохранять металл от последующего образования ржавчины. Это процесс называется воронением, и активно применяется в технике для защиты поверхности стальных изделий. Но это – частный случай, и таким способом активно защищать металл от коррозии в большинстве случаев невозможно.


Химическая коррозия активизируется при повышенных температурах. Склонность металлов к химическому окислению определяется значением их кислородного потенциала – способности к участию в окислительно-восстановительных реакциях. Сталь – ещё не самый худший вариант: интенсивнее её окисляются, в частности, свинец, кобальт, никель.

Электрохимическая коррозия

Эта разновидность коррозии более коварна: разрушение металла в данном случае происходит при совокупном влиянии воды и почвы на стальную поверхность (например, подземных трубопроводов). Влажный грунт, являясь слабощёлочной средой, способствует образованию и перемещению в почве блуждающих электрических токов. Они являются следствием ионизации частиц металла в кислородсодержащей среде, и инициирует перенос катионов металла с поверхности вовне. Борьба с такой коррозией усложняется труднодоступностью диагностирования состояния грунта в месте прокладки стальной коммуникации.

Электрохимическая коррозия возникает при окислении контактных устройств линий электропередач при увеличении зазоров между элементами электрической цепи. Помимо их разрушения, в данном случае резко увеличивается энергопотребление устройств.


Трибохимическая коррозия

Данному виду подвержены металлообрабатывающие инструменты, которые работают в режимах повышенных температур и давлений. Антикоррозионное покрытие резцов, пуансонов, фильер и пр. невозможно, поскольку от детали требуется высокая поверхностная твёрдость. Между тем, при скоростном резании, холодном прессовании и других энергоёмких процессах обработки металлов начинают происходить механохимические реакции, интенсивность которых возрастает с увеличением температуры на контактной поверхности «инструмент-заготовка». Образующаяся при этом окись железа Fe2O3 отличается повышенной твёрдостью, и поэтому начинает интенсивно разрушать поверхность инструмента.


Методы борьбы с коррозией

Выбор подходящего способа защиты поверхности от образования ржавчины определяется условиями, в которых работает данная деталь или конструкция. Наиболее эффективны следующие методы:

  • Нанесение поверхностных атмосферостойких покрытий;
  • Поверхностная металлизация;
  • Легирование металла элементами, обладающими большей стойкостью к участию в окислительно-восстановительных реакциях;
  • Изменение химического состава окружающей среды.

Механические поверхностные покрытия

Поверхностная защита металла может быть выполнена его окрашиванием либо нанесением поверхностных плёнок, по своему составу нейтральных к воздействию кислорода. В быту, а также при обработке сравнительно больших площадей (главным образом, подземных трубопроводов) применяется окраска. Среди наиболее стойких красок – эмали и краски, содержащие алюминий. В первом случае эффект достигается перекрытием доступа кислороду к стальной поверхности, а во втором – нанесением алюминия на поверхность, который, являясь химически инертным металлом, предохраняет сталь от коррозионного разрушения.

Положительными особенностями данного способа защиты являются лёгкость его реализации и сравнительно небольшие финансовые затраты, поскольку процесс достаточно просто механизируется. Вместе с тем долговечность такого способа защиты невелика, поскольку, не обладая большой степенью сродства с основным металлом, такие покрытия через некоторое время начинают механически разрушаться.


Химические поверхностные покрытия 

Коррозионная защита в данном случае происходит вследствие образования на поверхности обрабатываемого металла химической плёнки, состоящей из компонентов, стойких к воздействию кислорода, давлений, температур и влажности. Например, углеродистые стали обрабатывают фосфатированием. Процесс может выполняться как в холодном, так и в горячем состоянии, и заключается в формировании на поверхности металла слоя из фосфатных солей марганца и цинка. Аналогом фосфатированию выступает оксалатирование – процесс обработки металла солями щавелевой кислоты.   Применением именно таких технологий повышают стойкость металлов от трибохимической коррозии.

Недостатком данных методов является трудоёмкость и сложность их применения, требующая наличия специального оборудования. Кроме того, конечная поверхность изменяет свой цвет, что не всегда приемлемо по эстетическим соображениям.

Легирование и металлизация

В отличие от предыдущих способов, здесь конечным результатом является образование слоя металла, химически инертного к воздействию кислорода. К числу таких металлов относятся те, которые на линии кислородной активности находятся возможно дальше от водорода. По мере возрастания эффективности этот ряд выглядит так: хром→медь→цинк→серебро→алюминий→платина. Различие в технологиях получения таких антикоррозионных слоёв состоит в способе их нанесения. При металлизации на поверхность направляется ионизированный дуговой поток мелкодисперсного напыляемого металла, а легирование реализуется в процессе выплавки металла, как следствие протекания металлургических реакций между основным металлом и вводимыми легирующими добавками.


Изменение состава окружающей среды

В некоторых случаях существенного снижения коррозии удаётся добиться изменением состава атмосферы, в которой работает защищаемая металлоконструкция. Это может быть вакуумирование (для сравнительно небольших объектов), или работа в среде инертных газов (аргон, неон, ксенон). Данный метод весьма эффективен, однако требует дополнительного оборудования — защитных камер, костюмов для обслуживающего персонала и т.д. Используется он главным образом, в научно-исследовательских лабораториях и опытных производствах, где специально поддерживается необходимый микроклимат.

Кто нам мешает, тот нам поможет

В завершение укажем и на довольно необычный способ коррозионной защиты: с помощью самих окислов железа, точнее, одного из них — закиси-окиси Fe3O4. Данное вещество образуется при температурах 250…5000С и по своим механическим свойствам представляет собой высоковязкую технологическую смазку. Присутствуя на поверхности заготовки,  Fe3O4  перекрывает доступ кислороду воздуха при полугорячей деформации металлов и сплавов, и тем самым блокирует процесс зарождения трибохимической коррозии. Это явление используется при скоростной высадке труднодеформируемых металлов и сплавов. Эффективность данного способа обусловлена тем, что при каждом технологическом цикле контактные поверхности обновляются, а потому стабильность процесса регулируется автоматически.⁠


Коррозия — причины появления и последствия

Содержание статьи:

Такое явление как ржавчина весьма неприятное явление, которое может доставить множество хлопот любому владельцу металлических вещей или конструкций. Однако теми, кому наиболее сильно ненавидим этот вид проявлений разрушения материала, являются продавцы металлопроката. В силу своей специализации, постоянно на практике сталкиваясь с этим явлением, они знают о коррозии все.

Ржавчина атакует не только металл!

Если раньше вы считали, что ржавчина возникает только на металлопрокатных изделиях, то знайте, что это в корне не так. Коррозии также подвержены и неметаллические предметы. Условно такое явление называют старением или усталостью конструкции. Разрушению подвергаются резиновые, пластмассовые, бетонные и другие изделия. Проявление коррозии у таких материалов происходит в результате физического и химического влияния окружающей среды. Единственными материалами, которым не страшна коррозия являются драгоценные металлы (золото, серебро, платина и т.п.). Поэтому изделия из этих металлов применяют в ракетостроении, космонавтике и некоторых других производственных сферах.

Виды ржавчины и причины ее появления

Если говорить о ржавлении железа, то можно выделить четыре основных вида этого явления:

  1. Желтая ржавчина (оксид железа двухвалентный). Причина возникновения этого вида ржавчины — пребывание металла во влажной среде, которая недостаточно насыщена кислородом.
  2. Коричневая ржавчина (двойной оксид железа). Это самый редкий вид коррозии. Разрушение металла при этом виде коррозии может происходить без наличия влаги в окружающей среде.
  3. Черная ржавчина (оксид железа четырехвалентный). Причиной образования такой ржавчины служит недостаток кислорода и влаги. Являясь самым стабильным видом коррозии, она медленно распространяется и при определенных условиях может проявлять магнитную способность.
  4. Красная ржавчина (оксид железа трехвалентный). Причина, приводящая к такому разрушению поверхности металла, являет собой соединение железа с кислородом, находящимся во влажной среде. Такой вид ржавчины проявляется наиболее часто.

Один и тот же металлический объект может быть покрыт различными видами ржавчины.

Что способствует ускорению ржавления?

Распространение ржавчины может протекать как очень медленно, так и очень быстро. На ускорение этого процесса влияет:

  • повышенная температура окружающей среды;
  • наличие в составе сплава большого количества углерода;
  • наличие во влажной среде, контактирующей с металлическим изделием, калия или хлорида натрия.
  • присутствие в водных растворах или почве блуждающих токов.

Величина ущерба вследствие появления ржавчины

Появление ржавчины приводит к большим потерям. Экономический ущерб, который несут из-за нее развитые государства, составляет около 3% ВВП. Если при этом еще и учесть все конструкции, машины и прочее оборудование, которое вышло из строя в результате коррозии материала, то это число составит 20% от общего объема металлопроизводства в год. Ржавчина способна не только принести материальные убытки, но и человеческие жертвы. Так, обрушение некоторых мостов в США, было вызвано именно этим явлением.

Таким образом, вам теперь известно о причинах и местах появления ржавчины, о том как протекает процесс разрушения металла, о ее видах и об убытках, к которым она приводит. А знания — это сила, которая способна помочь предотвратить ржавление.

Ржавчина и чем опасно это явление

Каждый автовладелец хорошо знает, что такое ржавчина и чем опасно это явление. Если на кузове автомобиля появились очаги ржавчины, игнорировать это нельзя, поскольку со временем она распространится на большие площади. В конечном итоге это приведет к тому, что кузов просто прогниет. Эффективно бороться с такими повреждениями помогает очень полезное средство, именуемое преобразователем ржавчины.

Назначение

Действие преобразователя ржавчины состоит в том, чтобы модифицировать коррозионный слой в тонкую защитную пленку. Наиболее эффективны такие средства при нанесении их на углеродистую или низколегированную сталь. Однако не стоит ждать позитивного результата в том случае, когда коррозия уже значительно углубилась в металл. Преобразователи ржавчины эффективны только там, где слой коррозии не превышает 100 мкм.

Область применения

Практически любой элемент кузова автомобиля может быть обработан преобразователем ржавчины, если она появилась на металле. Он эффективен для защиты порогов, дверных стоек, капота, багажника, колесных арок и других частей кузова.

Состав преобразователя ржавчины

Основой преобразователей ржавчины служит кислота. Преимущественно это фосфорная, но также используются и другие кислоты, например, оксикарбоновая. Сегодня на рынке большой популярностью пользуются так называемые пленочные преобразователи. Их состав включает в себя наряду с кислотами:

  • ингибиторы;

  • красители;

  • биоциды.

Составляющие преобразователей не только помогают очищать металлическую поверхность от ржавчины, но и способствуют созданию на ней прочной защитной пленки.

Принцип действия

Действие всех преобразователей ржавчины состоит в том, чтобы восстановить окисленное железо и создать на поверхности металла полимерно-латексную пленку. Она будет не только защищать поверхность от образования новой ржавчины, но и послужит грунтом для нанесения лакокрасочного покрытия. Удаление ржавчины и формирование пленки происходит очень быстро. Это достигается за счет использования при изготовлении преобразователя сильнодействующих веществ.

Виды преобразователей

  • Первый вид — это грунтовки-модификаторы. Их целесообразно использовать тогда, когда после удаления ржавчины планируется покраска автомобиля. Такие преобразователи хорошо очищают металл от коррозии и покрывают его пленкой, служащей в дальнейшем основой для краски. Дополнительный грунт перед покраской наносить не требуется.

  • Другие средства — это стабилизаторы. Их задача — преобразовать неустойчивые оксиды железа в более стабильные соединения. 

  • Третий вид — это пенетрационные средства. Их действие направлено на то, чтобы сделать продукты коррозии более плотными.

Все преобразователи классифицируют по способу нанесения: распыляемые и наносимые кистью.

Возврат к списку

Производство электроэнергии из ржавчины — Advanced Science News

Ученые показывают, что тонкие пленки ржавчины можно использовать для выработки электроэнергии с помощью проточной соленой воды.

Ржавчина — это продукт коррозии, который образуется из железа или стали в результате окисления кислородом в присутствии воды. Превращение железных материалов в ржавчину наносит ущерб и обходится в миллиарды долларов во всем мире, поскольку это обычная проблема для инфраструктуры. Однако новые исследования показывают, что в сочетании с соленой водой он также может быть источником электричества.

Взаимодействие между соединениями металлов и соленой водой часто генерирует электричество, но обычно это результат химической реакции, в которой одно или несколько соединений превращаются в новые соединения. Подобные реакции — это то, что происходит внутри батарей.

Напротив, явление, открытое Томом Миллером, профессором химии Калифорнийского технологического института, и Францем Гейгером, профессором химии Доу в Северо-Западном университете, не связано с химическими реакциями, а скорее преобразует кинетическую энергию проточной соленой воды в электричество.«Подобный эффект был замечен и в некоторых других материалах. Вы можете взять каплю соленой воды и перетащить ее по графену и увидеть, как генерируется электричество », — говорит Миллер.

Однако сложно изготовить графеновые пленки и масштабировать их до приемлемых размеров. Пленки оксида железа, открытые Миллером и Гейгером, относительно легко производить и масштабировать до больших размеров. «По сути, это просто ржавчина на железе, поэтому ее довольно легко сделать на больших площадях», — объясняет Миллер. «Это более надежная реализация [того, что] наблюдается в графене.”

Хотя ржавчина и образуется на сплавах железа сама по себе, команде нужно было обеспечить ее постоянное образование тонким слоем. Для этого они использовали процесс, называемый физическим осаждением из паровой фазы (PVD), который превращает обычно твердые материалы в пар, который конденсируется на желаемой поверхности. PVD позволил исследователям создать слой железа толщиной 10 мкм. После выдержки металлической пленки на воздухе, ржавчина спонтанно образовывалась слоем толщиной 2 нм.

Когда они взяли покрытое ржавчиной железо и пропустили по нему растворы соленой воды различной концентрации, возник электрический ток.«Для сравнения: плиты площадью 10 м² каждая будут генерировать несколько кВт в час, что достаточно для стандартного дома», — говорит Миллер. «Конечно, менее требовательные приложения, в том числе маломощные устройства в удаленных местах, в ближайшем будущем станут более перспективными».

Этот эффект может быть полезен в сценариях, где есть движущиеся солевые растворы, например, в океане или в теле человека. «Например, приливная энергия или покачивающиеся в океане предметы, такие как буи, могут быть использованы для пассивного преобразования электроэнергии», — заключает Миллер.«По вашим венам периодически пульсирует соленая вода. Это [также] может быть использовано для выработки электроэнергии для питания имплантатов ».

Коррозия | Химия

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

К концу этого модуля вы сможете:

  • Определить коррозию
  • Перечислите некоторые методы, используемые для предотвращения или замедления коррозии.

Коррозия обычно определяется как разложение металлов в результате электрохимического процесса.Образование ржавчины на железе, потускнение серебра и сине-зеленая патина на меди — все это примеры коррозии. Общие затраты на коррозию в Соединенных Штатах значительны и оцениваются более чем в полтриллиона долларов в год.

Статуя Свободы: меняя цвета

Статуя Свободы — достопримечательность, которую признает каждый американец. Статую Свободы легко узнать по ее высоте, положению и уникальному сине-зеленому цвету (рис. 1). Когда эта статуя впервые была доставлена ​​из Франции, она не имела зеленого цвета.Оно было коричневым, цвета его медной «кожи». Так как же Статуя Свободы изменила цвет? Изменение внешнего вида было прямым результатом коррозии. Медь, которая является основным компонентом статуи, медленно подвергалась окислению на воздухе. Окислительно-восстановительные реакции металлической меди в окружающей среде протекают в несколько стадий. Металлическая медь окисляется до оксида меди (I) (Cu 2 O), который имеет красный цвет, а затем до оксида меди (II), который имеет черный цвет.

2Cu ( s ) + [латекс] \ frac {1} {2} [/ latex] O 2 ( г ) ⟶ Cu 2 O ( s ) (красный)
Cu 2 O ( s ) + [латекс] \ frac {1} {2} [/ latex] O 2 ( г ) ⟶ 2CuO ( s ) (черный)

Уголь, часто содержащий большое количество серы, активно сжигался в начале прошлого века.В результате триоксид серы, диоксид углерода и вода реагировали с CuO

.

2CuO ( с ) + CO 2 ( г ) + H 2 O ( л ) ⟶ Cu 2 CO 3 (OH) 2 ( с ) (зеленый )
3CuO ( с ) + 2CO 2 ( г ) + H 2 O ( л ) ⟶ Cu 2 (CO 3 ) 2 (OH) 2 ( s ) (синий)
4CuO ( s ) + SO 3 ( г ) + 3H 2 O ( л ) ⟶ Cu 4 SO 4 (OH) 6 ( с ) (зеленый)

Эти три соединения ответственны за характерную сине-зеленую патину, наблюдаемую сегодня.К счастью, патина создала защитный слой на поверхности, предотвращающий дальнейшую коррозию медной пленки. Формирование защитного слоя — это форма пассивации, которая обсуждается далее в следующей главе.

Рис. 1. (a) Статуя Свободы покрыта медной кожей и изначально была коричневой, как показано на этой картине. (б) Воздействие элементов привело к образованию сине-зеленой патины, наблюдаемой сегодня.

Пожалуй, самый известный пример коррозии — образование ржавчины на железе.Железо ржавеет под воздействием кислорода и воды. Основные этапы ржавления железа, по-видимому, включают следующее (рис. 2). Попадая в атмосферу, железо быстро окисляется.

анод: Fe ( с ) ⟶ Fe 2+ ( водн. ) + 2e E ° Fe 2+ / Fe = -0,44 В

Электроны восстанавливают кислород воздуха в кислых растворах.

катод: O 2 ( г ) + 2H + ( водн. ) + 4e ⟶ 2H 2 O ( л ) E ° O 2 / О 2 = +1.23 В

всего: 2Fe ( с ) + O 2 ( г ) + 4H + ( водн. ) ⟶ 2Fe 2+ ( водн. ) + 2H 2 O ( л ) E ° ячейка = +1,67 В

То, что мы называем ржавчиной, представляет собой гидратированный оксид железа (III), который образуется при дальнейшей реакции ионов железа (II) с кислородом.

4Fe 2+ ( водн. ) + O 2 ( г ) + (4 + 2 x ) H 2 O ( л ) ⟶ 2Fe 2 O 3 · x H 2 O ( с ) + 8H + ( водн. )

Количество молекул воды варьируется, поэтому оно представлено как x .В отличие от патины на меди, образование ржавчины не создает защитного слоя, поэтому коррозия железа продолжается, поскольку ржавчина отслаивается и подвергает свежее железо воздействию атмосферы.

Рис. 2. Как только краска поцарапана на окрашенной железной поверхности, возникает коррозия и начинает образовываться ржавчина. Скорость самопроизвольной реакции увеличивается в присутствии электролитов, таких как хлорид натрия, используемый на дорогах для таяния льда и снега или в соленой воде.

Один из способов уберечь железо от коррозии — это держать его в краске.Слой краски предотвращает попадание воды и кислорода, необходимых для образования ржавчины, на утюг. Пока краска остается неповрежденной, утюг защищен от коррозии.

Другие стратегии включают легирование железа другими металлами. Например, нержавеющая сталь — это в основном железо с небольшим содержанием хрома. Хром имеет тенденцию собираться у поверхности, где он образует оксидный слой, защищающий железо.

Оцинкованное железо или оцинкованное железо использует другую стратегию.Цинк окисляется легче, чем железо, потому что цинк имеет более низкий восстановительный потенциал. Поскольку цинк имеет более низкий восстановительный потенциал, это более активный металл. Таким образом, даже если цинковое покрытие поцарапано, цинк все равно будет окисляться раньше железа. Это говорит о том, что этот подход должен работать с другими активными металлами.

Еще один важный способ защиты металла — это сделать его катодом в гальваническом элементе. Это катодная защита и может использоваться не только для железа, но и для других металлов.Например, ржавление подземных резервуаров для хранения железа и труб можно предотвратить или значительно уменьшить, подключив их к более активному металлу, такому как цинк или магний (рис. 3). Это также используется для защиты металлических частей водонагревателей. Более активные металлы (более низкий потенциал восстановления) называются расходуемыми анодами , потому что по мере их использования они коррозируют (окисляются) на аноде. Защищаемый металл служит катодом и поэтому не окисляется (не корродирует). Когда аноды подвергаются надлежащему контролю и периодически заменяются, полезный срок службы резервуара для хранения железа может быть значительно увеличен.

Рис. 3. Одним из способов защиты подземного резервуара для хранения железа является катодная защита. Использование в качестве анода активного металла, такого как цинк или магний, эффективно превращает резервуар для хранения в катод, предотвращая его коррозию (окисление).

Ключевые концепции и краткое изложение

Коррозия — это разрушение металла, вызванное электрохимическим процессом. Ежегодно тратятся большие суммы денег на устранение или предотвращение коррозии. Некоторые металлы, такие как алюминий и медь, образуют защитный слой при коррозии на воздухе.Тонкий слой, который образуется на поверхности металла, предотвращает контакт кислорода с большим количеством атомов металла и, таким образом, «защищает» оставшийся металл от дальнейшей коррозии. Железо разъедает (образует ржавчину) под воздействием воды и кислорода. Ржавчина, образующаяся на металлическом железе, отслаивается, обнажая свежий металл, который также подвергается коррозии. Один из способов предотвратить или замедлить коррозию — нанести на металл покрытие. Покрытие предотвращает контакт воды и кислорода с металлом. Краска или другие покрытия замедляют коррозию, но они неэффективны после царапин.Оцинкованное или оцинкованное железо использует тот факт, что цинк более склонен к окислению, чем железо. Пока покрытие остается, даже если оно поцарапано, цинк будет окисляться раньше железа. Еще один метод защиты металлов — катодная защита. В этом методе легко окисляемый и недорогой металл, часто цинк или магний (расходуемый анод), электрически соединяется с металлом, который необходимо защищать. Более активный металл — это расходуемый анод, который является анодом в гальванической ячейке.«Защищенный» металл — это катод, и он остается неокисленным. Одним из преимуществ катодной защиты является то, что расходуемый анод можно контролировать и при необходимости заменять.

Химия: упражнения в конце главы

  1. Какой элемент каждой пары металлов более подвержен коррозии (окислению)?
    1. мг или Ca
    2. Au или Hg
    3. Fe или Zn
    4. Ag или Pt
  2. Рассмотрим следующие металлы: Ag, Au, Mg, Ni и Zn. Какой из этих металлов можно использовать в качестве расходуемого анода в катодной защите подземного стального резервуара для хранения? Сталь в основном состоит из железа, поэтому используйте −0.447 В в качестве стандартного понижающего потенциала для стали.
  3. Алюминий ( E Al 3+ / Al = -2,07 В) окисляется легче, чем железо (E∘ Fe 3+ / Fe = -0,477 В), и тем не менее, когда оба при воздействии окружающей среды необработанный алюминий имеет очень хорошую коррозионную стойкость, в то время как коррозионная стойкость необработанного железа оставляет желать лучшего. Объясните это наблюдение.
  4. Если образец железа и образец цинка соприкасаются, цинк разъедает, а железо — нет.Если образец железа соприкасается с образцом меди, железо разъедает, а медь — нет. Объясните этот феномен.
  5. Предположим, у вас есть три разных металла: A, B и C. Когда металлы A и B соприкасаются, B корродирует, а A не корродирует. Когда металлы A и C соприкасаются, A корродирует, а C не корродирует. Основываясь на этой информации, какой металл подвергается коррозии, а какой не подвергается коррозии при контакте B и C?
  6. Почему жертвенный анод из металлического лития может быть плохим выбором, несмотря на то, что его E Li + / Li = −3.04 В, которое может защитить все другие металлы, перечисленные в стандартной таблице восстановительного потенциала?
Избранные ответы

2. Mg и Zn

4. Оба примера включают катодную защиту. (Жертвенный) анод — это металл, который коррозирует (окисляется или вступает в реакцию). В случае железа (-0,447 В) и цинка (-0,7618 В) цинк имеет более отрицательный стандартный восстановительный потенциал и поэтому служит анодом. В случае железа и меди (0,34 В) железо имеет меньший стандартный восстановительный потенциал и поэтому подвергается коррозии (служит анодом).

6. Хотя восстановительный потенциал лития делает его способным защищать другие металлы, этот высокий потенциал также указывает на то, насколько литий реакционноспособен; он будет иметь спонтанную реакцию с большинством веществ. Это означает, что литий будет быстро реагировать с другими веществами, даже с теми, которые не окисляют металл, который он пытается защитить. Такая реактивность означает, что расходуемый анод будет быстро истощаться и его нужно будет часто заменять. (Необязательная дополнительная причина: опасность возгорания в присутствии воды.)

Глоссарий

катодная защита
Метод защиты металла с помощью расходуемого анода и эффективного получения металла, который нуждается в защите катода, предотвращая его окисление

коррозия
разрушение металла в результате электрохимического процесса

оцинкованное железо
метод защиты железа путем покрытия его цинком, который окисляется раньше железа; оцинкованное железо

расходуемый анод
более активный, недорогой металл, используемый в качестве анода в катодной защите; часто делают из магния или цинка

Коррозия металлов

Теория коррозии металлов

Коррозия определяется как повреждение материала в результате химическая, часто электрохимическая реакция с окружающей средой.Согласно этому определению термин «коррозия» может применяться ко всем материалы, в том числе неметаллы. Но на практике слово коррозия в основном используется в в сочетании с металлическими материалами.

Почему металлы корродируют? Помимо золота, платины и некоторых других, в чистом виде металлы в природе не встречаются. Они обычно химически связаны с другими веществами в рудах, такими как сульфиды, оксиды и т. д.Энергия должна быть затрачена (например, в доменной печи) для извлечения металлов из сульфиды, оксиды и т. д. для получения чистых металлов.

Чистые металлы содержат больше связанной энергии, представляя собой более высокое энергетическое состояние, чем в природе в виде сульфидов или оксидов.


Энергетическое состояние металла в различных формах

Поскольку весь материал во Вселенной стремится вернуться к своему низкому уровню энергетическое состояние, чистые металлы также стремятся вернуться к своему самому низкому энергетическому состоянию которые у них были в виде сульфидов или оксидов.Один из способов, которыми металлы могут возврат к низкому уровню энергии происходит за счет коррозии. Продукты коррозии металлы часто представляют собой сульфиды или оксиды.

Химическая и электрохимическая коррозия

Химическая коррозия может рассматриваться как окисление и происходит под действием сухих газов, часто при высоких температурах. С другой стороны, имеет место электрохимическая коррозия. электродными реакциями, часто во влажной среде, т.е.е. влажная коррозия.

Все металлы в сухом воздухе покрыты очень тонким слоем оксида, мощность около 100 (10 -2 м). Этот слой образован химическими веществами. коррозия кислородом воздуха. При очень высоких температурах реакция с кислородом в воздухе может продолжаться без ограничений, и металл быстро превратится в оксид.


Окисление металла при разных температурах

При комнатной температуре реакция останавливается, когда слой становится тонким.Эти тонкие слои оксида могут защитить металл от продолжительного воздействия, например в водный раствор. На самом деле именно эти слои оксида и / или продукты коррозии, образующиеся на поверхности металла, которые защищают металл от продолжающегося воздействия в гораздо большей степени, чем коррозия сопротивление самого металла.

Эти слои оксида могут быть более или менее прочными в вода, например.Мы знаем, что обычная углеродистая сталь быстрее корродирует в воде. чем нержавеющая сталь. Разница зависит от состава и проницаемость их соответственно оксидных слоев. Следующее описание явление коррозии касается только электрохимической коррозии, т.е. влажная коррозия.

Ячейки коррозии

Как металлы корродируют в жидкостях? Проиллюстрируем это, с использованием явления коррозии, называемого биметаллической коррозией или гальванической коррозией.Биметаллическая коррозионная ячейка может, например, состоят из стальной пластины и медной пластины в электрическом контакте друг с другом и погружены в водный раствор (электролит).

Электролит содержит растворенный кислород из воздуха. и растворенная соль. Если лампа подключена между стальной пластиной и медная пластина, она загорится. Это указывает на то, что ток течет между металлические пластины.Медь будет положительным электродом, а сталь — быть отрицательным электродом.


Ток течет через лампу от медной пластины к стальной

Движущей силой тока является разница в электрическом потенциал между медью и сталью. Цепь должна быть замкнута и следовательно, ток будет течь в жидкости (электролите) от стального листа. к медной пластине.Ток протекает через положительно заряженный атомы железа (ионы железа) покидают стальную пластину, и стальная пластина корродирует.

Корродирующая металлическая поверхность называется анодом. Кислород и вода расходуются на поверхности медной пластины, а гидроксильные ионы (ОН-), которые имеют отрицательный заряд, образуются. Отрицательные ионы гидроксила «нейтрализовать» положительно заряженные атомы железа.Ионы железа и гидроксила образуют гидроксид железа (ржавчина).

В описанной выше коррозионной ячейке металлическая медь называется катодом. Обе металлические пластины называются электродами, а определение анода и катода дано ниже.

Анод : Электрод, от которого течет положительный ток. в электролит.
Катод : Электрод, через который проходит положительный электрический ток. ток уходит из электролита.

Когда положительные атомы железа переходят в раствор из стальной пластины, электроны остаются в металле и переносятся в обратном направлении, в сторону положительный ток.

Предпосылки для К формированию биметаллической ячейки относятся:
1.Электролит
2. Анод
3. Катод
4. Окислительная среда, например растворенный кислород (O 2 ) или ионы водорода. (H + ).

Электродный потенциал — гальваническая серия

В приведенном выше примере было показано, что движущая сила для протекания тока и, следовательно, Коррозия — это разность электродных потенциалов.Электродный потенциал металл — это показатель склонности металла к растворению и коррозии в определенном электролите.

Также упоминается «благородство» металла. Более благородный металл, чем выше потенциал, тем меньше у него тенденция к раствориться в электролите.

Электродные потенциалы различных металлов могут быть указаны в отношение друг к другу в гальваническом ряду для разных электролитов.В гальванический ряд различных металлов в морской воде показан ниже.

Золото +0,42
Серебро +0,19

Нержавеющая сталь (AISI 304), пассивное состояние

+0.09
Медь +0,02
Олово -0,26

Нержавеющая сталь (AISI 304), активное состояние

-0,29
Свинец -0,31
Сталь -0.46
Кадмий -0,49
Алюминий -0,51
Оцинкованная сталь -0,81
цинк -0,86
Магний -1,36

Учитывая сталь-медь Например, из приведенной выше таблицы будет отмечено, что медь имеет более высокий потенциал ( благороднее), чем обычная углеродистая сталь.Сталь будет анодом и корродирует, тогда как медь будет катодом и не подвергнется коррозии.

Коррозия в микроячейках

Сталь-медь пример показал, как происходит коррозия, когда два разных материала соединен в водном растворе. Как происходит коррозия на поверхности из цельного металла? Когда поверхность металла изучается под микроскопом, будет видно, что это не один однородный металл.Различия в структура и размер зерна возникают на поверхности. Химический состав может варьируются, и могут присутствовать различные примеси.

Если потенциал электрода измеряется на очевидном однородной поверхности, будет обнаружено, что она значительно варьируется в пределах только доли квадратного миллиметра. Итак, катоды и аноды, возможно, маленькие, но достаточно большой, чтобы вызвать коррозию, может быть сформирован на той же металлической поверхности.В результате анодной и катодной реакций образовалась коррозионная микроячейка. описано ниже.


Анодная часть поверхности корродирована

В случае низкого pH катодная реакция будет: 2e + 2H + → H 2 . Поверхность катода может быть примеси, такие как оксидные включения, усиление графита или более благородная фаза.

1 Коррозия — ее влияние и контроль | Возможности исследований в области науки и техники коррозии

Системы ядерных реакторов

Коммерческие и военные ядерные реакторы испытали широкий спектр проблем с коррозией за последние 55 лет, и, начиная с 1960-х годов, исследования коррозии нашли хорошее применение для смягчения и решения этих проблем. Все действующие предприятия в Соединенных Штатах используют обычную легкую воду с небольшим количеством примесей, но, тем не менее, они на удивление подвержены коррозии.

В системах реакторов с кипящей водой преобладающей проблемой было межкристаллитное коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) в аустенитной нержавеющей стали 304, сенсибилизированной сваркой, что приводило к серьезным простоям оборудования. Эта ситуация была изменена осознанием того, что растрескивание можно контролировать, изменяя химический состав воды и состояние увлажненных поверхностей установки.

Во-первых, было снижено содержание примесей в воде; затем вводили водород в нежелательно высоких концентрациях, чтобы снизить коррозионный потенциал стали.Затем, в классическом применении науки о коррозии, было показано, что влажное осаждение благородных металлов на поверхности растений может обеспечить аналогичный уровень защиты с гораздо более низким содержанием водорода. Все эти практические меры по смягчению последствий были поддержаны обширными научными исследованиями в области коррозии, включая разработку датчиков на месте для мониторинга содержания водорода, электродного потенциала и скорости роста трещин.

В реакторах с водой под давлением проблемы коррозии были связаны в основном с парогенераторами, где сплав 600 на основе никеля изначально использовался для труб, которые отделяли воду теплоносителя первого контура от воды, которая кипятится для привода турбин.Это оказалось плохим выбором, потому что материал был подвержен SCC с обеих сторон. Однако меры по исправлению положения — включая термическую обработку материала труб, замену трубок новым сплавом и уменьшение отложений шлама, возникающего из-за примесей в питающей воде, — продлили срок службы парогенераторов.

В процессе этого смягчения последствий были проведены превосходные исследования в поддержку критических вопросов в области металлургии, химического машиностроения, науки о коррозии и даже геохимии. Теперь отрасль находится в таком положении, что может — с достаточной уверенностью — прогнозировать чрезвычайно долгий срок службы своих новых заводов, а также превышать целевые показатели по продлению срока службы отремонтированных заводов.

Оба типа ядерных установок столкнулись с проблемами SCC из-за облученного нейтронами материала в активной зоне, и некоторые из самых амбициозных исследований коррозии за последние два десятилетия имели дело с полученным сочетанием изменения свойств материала, микроструктуры и поведения SCC с использованием достижений в моделировании и характеристике. В результате экспериментов и фундаментальных исследований срок службы материала можно предсказать более точно, и существуют рекомендации для новых сплавов с повышенной устойчивостью к этой специализированной форме SCC.Конечная цель — количественное прогнозирование срока службы после того, как будут полностью поняты механизмы коррозии и деградации.

Ультратонкие слои ржавчины генерируют электричество из текущей воды — ScienceDaily

Есть много способов вырабатывать электричество — батареи, солнечные панели, ветряные турбины и плотины гидроэлектростанций, чтобы назвать несколько примеров. …. А теперь ржавчина.

Новое исследование, проведенное учеными Калифорнийского технологического института и Северо-Западного университета, показывает, что тонкие пленки ржавчины — оксида железа — могут генерировать электричество, когда по ним течет соленая вода.Эти фильмы представляют собой совершенно новый способ производства электроэнергии и могут быть использованы для разработки новых форм устойчивого производства энергии.

Взаимодействие между соединениями металлов и соленой водой часто генерирует электричество, но обычно это результат химической реакции, в которой одно или несколько соединений превращаются в новые соединения. Подобные реакции — это то, что происходит внутри батарей.

Напротив, явление, открытое Томом Миллером, профессором химии Калифорнийского технологического института, и Францем Гейгером, профессором химии Dow в Северо-Западном университете, не связано с химическими реакциями, а скорее преобразует кинетическую энергию проточной соленой воды в электричество.

Явление, электрокинетический эффект, наблюдалось ранее в тонких пленках графена — листах атомов углерода, расположенных в гексагональной решетке, — и это замечательно эффективно. Эффект составляет около 30 процентов при преобразовании кинетической энергии в электричество. Для справки: лучшие солнечные панели имеют КПД всего около 20 процентов.

«Подобный эффект был замечен в некоторых других материалах. Вы можете взять каплю соленой воды и перетащить ее по графену и увидеть, как генерируется электричество», — говорит Миллер.

Однако сложно изготовить графеновые пленки и масштабировать их до приемлемых размеров. По словам Миллера, пленки оксида железа, открытые Миллером и Гейгером, относительно легко производить и масштабировать до большего размера.

«По сути, это просто ржавчина на железе, поэтому ее довольно легко сделать на больших площадях», — говорит Миллер. «Это более надежная реализация того, что мы видели в графене».

Хотя ржавчина и образуется на сплавах железа сама по себе, команде нужно было обеспечить ее постоянное образование тонким слоем.Для этого они использовали процесс, называемый физическим осаждением из паровой фазы (PVD), который превращает обычно твердые материалы, в данном случае оксид железа, в пар, который конденсируется на желаемой поверхности. PVD позволил им создать слой оксида железа толщиной 10 нанометров, что примерно в 10 тысяч раз тоньше человеческого волоса.

Когда они взяли покрытое ржавчиной железо и пропустили через него растворы соленой воды различной концентрации, они обнаружили, что он генерирует несколько десятков милливольт и несколько микроампер на см-2.

«Для сравнения: плиты площадью 10 квадратных метров каждая будут генерировать несколько киловатт в час — этого достаточно для стандартного дома в США», — говорит Миллер. «Конечно, менее требовательные приложения, в том числе маломощные устройства в удаленных местах, в ближайшем будущем станут более перспективными».

Механизм, лежащий в основе выработки электричества, сложен, включая адсорбцию и десорбцию ионов, но по сути он работает следующим образом: ионы, присутствующие в соленой воде, притягивают электроны в железе под слоем ржавчины.Вместе с соленой водой движутся и эти ионы, и благодаря этой силе притяжения они увлекают за собой электроны в железе, создавая электрический ток.

Миллер говорит, что этот эффект может быть полезен в определенных сценариях, где есть движущиеся солевые растворы, например, в океане или в человеческом теле.

«Например, энергия приливов или покачивающихся в океане вещей, таких как буи, может быть использована для пассивного преобразования электрической энергии», — говорит он. «По вашим венам периодически пульсирует соленая вода.Это может быть использовано для выработки электроэнергии для питания имплантатов ».

Химическая реакция, вызывающая ржавчину

Ржавчина — это общее название оксида железа. Самая известная форма ржавчины — красноватый налет, образующий чешуйки на железе и стали (Fe 2 O 3 ), но ржавчина также бывает других цветов, включая желтый, коричневый, оранжевый и даже зеленый! Разные цвета отражают различный химический состав ржавчины.

Ржавчина, в частности, относится к оксидам железа или его сплавов, например стали.Окисление других металлов имеет другие названия. Например, на серебре есть потускнение, а на меди — зеленоватый оттенок.

Ключевые выводы: как работает ржавчина

  • Ржавчина — это общее название химического вещества, называемого оксидом железа. Технически это гидрат оксида железа, потому что чистый оксид железа — это не ржавчина.
  • Ржавчина образуется при контакте железа или его сплавов с влажным воздухом. Кислород и вода в воздухе реагируют с металлом с образованием гидратированного оксида.
  • Знакомая красная форма ржавчины (Fe 2 O 3 ), но железо имеет другие степени окисления, поэтому оно может образовывать ржавчину других цветов.

Химическая реакция, образующая ржавчину

Хотя ржавчина считается результатом реакции окисления, стоит отметить , что не все оксиды железа являются ржавчиной . Ржавчина образуется, когда кислород вступает в реакцию с железом, но простого соединения железа и кислорода недостаточно. Хотя около 21% воздуха состоит из кислорода, в сухом воздухе ржавчины не происходит. Встречается во влажном воздухе и в воде. Для образования ржавчины необходимы три химиката: железо, кислород и вода.

железо + вода + кислород → гидратированный оксид железа (III)

Это пример электрохимической реакции и коррозии. Происходят две различные электрохимические реакции:

Происходит анодное растворение или окисление железа, переходящего в водный (водный) раствор:

2Fe → 2Fe 2+ + 4e-

Катодное восстановление кислорода, растворенного в воде, также происходит:

O 2 + 2H 2 O + 4e → 4OH

Ион железа и ион гидроксида реагируют с образованием гидроксида железа:

2Fe 2+ + 4OH → 2Fe (OH) 2

Оксид железа реагирует с кислородом с образованием красной ржавчины Fe 2 O 3 .H 2 O

Из-за электрохимической природы реакции растворенные в воде электролиты способствуют реакции. Например, в соленой воде ржавчина образуется быстрее, чем в чистой.

Помните, что газообразный кислород (O 2) — не единственный источник кислорода в воздухе или воде. Двуокись углерода (CO 2) также содержит кислород. Диоксид углерода и вода реагируют с образованием слабой угольной кислоты. Угольная кислота — лучший электролит, чем чистая вода. Когда кислота атакует железо, вода распадается на водород и кислород.Свободный кислород и растворенное железо образуют оксид железа, высвобождая электроны, которые могут течь к другой части металла. Как только начинается ржавчина, она продолжает разъедать металл.

Предотвращение ржавчины

Ржавчина хрупкая, хрупкая, прогрессирующая и ослабляет железо и сталь. Чтобы защитить железо и его сплавы от ржавчины, поверхность нужно отделить от воздуха и воды. Покрытия можно наносить на утюг. Нержавеющая сталь содержит хром, который образует оксид, подобно тому, как железо образует ржавчину.Разница в том, что оксид хрома не отслаивается, поэтому он образует защитный слой на стали.

Дополнительные ссылки

  • Gräfen, H .; Horn, E.M .; Schlecker, H .; Шиндлер, Х. (2000). «Коррозия». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Wiley-VCH. DOI: 10.1002 / 14356007.b01_08
  • Holleman, A. F .; Виберг, Э. (2001). Неорганическая химия . Академическая пресса. ISBN 0-12-352651-5.
  • Уолдман, Дж.(2015). Ржавчина — самая долгая война . Саймон и Шустер. Нью-Йорк. ISBN 978-1-4516-9159-7.

Типы коррозии и ее предотвращение — различные типы коррозии

Опубликовано в июне 2017 г.

В предыдущем посте мы обсудили основы коррозии — от фундаментальной химической реакции до типов сред, в которых может возникать коррозия. Поскольку коррозия чаще всего возникает в водной среде, теперь мы исследуем различные типы разрушения, которые металл может испытывать в таких условиях:

Равномерная коррозия

Равномерная коррозия считается равномерным воздействием по всей поверхности материала и является наиболее распространенным типом. коррозии.Это также наиболее щадящий метод, поскольку относительно легко оценить степень атаки, а результирующее влияние на характеристики материала довольно легко оценить благодаря способности последовательно воспроизводить и тестировать явление. Этот тип коррозии обычно возникает на относительно больших площадях поверхности материала.

Питтинговая коррозия

Точечная коррозия — один из наиболее разрушительных типов коррозии, поскольку его трудно предсказать, обнаружить и охарактеризовать. Точечная коррозия — это локализованная форма коррозии, при которой либо локальная анодная точка, либо, чаще всего, катодная точка, образует небольшую коррозионную ячейку с окружающей нормальной поверхностью.Как только яма образовалась, она перерастает в «дыру» или «полость», которая принимает одну из множества различных форм. Ямы обычно проникают с поверхности вниз в вертикальном направлении. Точечная коррозия может быть вызвана локальным разрывом или повреждением защитной оксидной пленки или защитного покрытия; это также может быть вызвано неоднородностями самой металлической конструкции. Точечная коррозия опасна, поскольку может привести к разрушению конструкции с относительно низкой общей потерей металла.

Щелевая коррозия

Щелевая коррозия также является локальной формой коррозии и обычно возникает в результате застойной микросреды, в которой существует разница в концентрации ионов между двумя областями металла.Щелевая коррозия происходит в экранированных областях, например под шайбами, головками болтов, прокладками и т. Д., Где кислород ограничен. Эти меньшие площади позволяют проникать коррозионному веществу, но не позволяют достаточной циркуляции внутри, что снижает содержание кислорода, что предотвращает повторную пассивацию. По мере накопления застойного раствора pH меняется от нейтрального. Этот растущий дисбаланс между щелью (микросредой) и внешней поверхностью (объемная среда) способствует более высокой скорости коррозии. Щелевая коррозия часто может происходить при более низких температурах, чем точечная коррозия.Правильная конструкция швов помогает минимизировать щелевую коррозию.

Межкристаллитная коррозия

Исследование микроструктуры металла выявляет зерна, которые образуются во время затвердевания сплава, а также границы между ними. Межкристаллитная коррозия может быть вызвана примесями, присутствующими на этих границах зерен, или обеднением или обогащением легирующего элемента на границах зерен. Межкристаллитная коррозия происходит вдоль или рядом с этими зернами, серьезно влияя на механические свойства металла, в то время как основная часть металла остается нетронутой.

Примером межкристаллитной коррозии является выделение карбида — химическая реакция, которая может происходить, когда металл подвергается воздействию очень высоких температур (например, 800 ° F — 1650 ° F) и / или локальных горячих работах, таких как сварка. В нержавеющих сталях во время этих реакций углерод «поглощает» хром, образуя карбиды и вызывая падение уровня хрома, остающегося в сплаве, ниже 11%, необходимых для поддержания самопроизвольно образующегося пассивного оксидного слоя. 304L и 316L — это улучшенные химические составы нержавеющей стали 304 и 316, которые содержат более низкие уровни углерода и обеспечивают лучшую коррозионную стойкость к осаждению карбидов.

Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC)

Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) является результатом сочетания растягивающего напряжения и коррозионной среды, часто при повышенных температурах. Коррозия под напряжением может быть результатом внешнего напряжения, такого как фактические растягивающие нагрузки на металл или расширение / сжатие из-за быстрых изменений температуры. Это также может быть результатом остаточного напряжения, возникающего в процессе производства, например, в результате холодной штамповки, сварки, механической обработки, шлифования и т. Д. При коррозии под напряжением большая часть поверхности обычно остается нетронутой; однако в микроструктуре появляются мелкие трещины, что затрудняет обнаружение коррозии.Трещины обычно имеют хрупкий вид, форму и распространение в направлении, перпендикулярном месту напряжения. Выбор подходящих материалов для данной среды (включая температуру и управление внешними нагрузками) может снизить вероятность катастрофического отказа из-за SCC.

Гальваническая коррозия

Гальваническая коррозия — это разрушение одного металла вблизи стыка или стыка, которое происходит, когда два электрохимически разнородных металла находятся в электрическом контакте в электролитической среде; например, когда медь контактирует со сталью в морской среде.Однако даже когда эти три условия выполняются, существует множество других факторов, которые влияют на вероятность и количество коррозии, например, температура и качество поверхности металлов. Большие инженерные системы, в конструкции которых используются многие типы металлов, в том числе различные типы крепежа и материалы, подвержены гальванической коррозии, если не проявлять осторожность на этапе проектирования. Выбор металлов, которые расположены как можно ближе друг к другу в гальванической серии, помогает снизить риск гальванической коррозии.

Заключение

В водной среде металлы могут подвергаться не только равномерной коррозии, но также различным видам местной коррозии, включая точечную, щелевую, межкристаллитную, механическую и гальваническую. В областях, где коррозия вызывает беспокойство, изделия из нержавеющей стали предлагают ценность и защиту от этих угроз. Благоприятный химический состав нержавеющей стали делает ее устойчивой ко многим распространенным коррозионным веществам, оставаясь при этом значительно более доступной по цене, чем специальные сплавы, такие как титан и сплавы Inconel®.

Нержавеющая сталь — это высоколегированная низкоуглеродистая сталь с высоким (не менее 11%) содержанием хрома. При воздействии кислородсодержащей среды хром вступает в реакцию с образованием пассивного оксидного слоя на поверхности металла, замедляя дальнейшее окисление и обеспечивая качество самовосстановления, что помогает противостоять равномерной и локальной коррозии. Никель помогает стабилизировать микроструктуру, увеличивая сопротивление SCC.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *