Это интересно
- ОКД
- ЗКС
- ИПО
- КНПВ
- Мондиоринг
- Большой ринг
- Французский ринг
- Аджилити
- Фризби
Опрос
Полезные ссылки
РКФ
Все о дрессировке собак
Стрижка собак в Коломне
Поиск по сайту
Журнал Защита металлов. Физиология поверхности и защита материалов: отзывы. Журнал защита металлов архив
Физикохимия поверхности и защита материалов
О журнале
Физикохимия поверхности и защита материалов публикует материалы, касающиеся теоретических и прикладных аспектов проблем физической химии поверхности материалов, а также защиты различных материалов от коррозии и воздействия окружающей среды. Рассматриваются проблемы комплексообразования на межфазных границах и поверхности материалов, формирования молекулярных и супрамолекулярных структур на межфазных поверхностях, межфазных реакций и процессов в поверхностных слоях композиционных, дисперсных и других гетерогенных материалов, проблемы защиты материалов от коррозии, вопросы формирования наноразмерных и наноструктурированных материалов и покрытий, формирования и модифицирования функциональных слоев и покрытий, физико-химические и расчетные методы изучения структуры и свойств материалов и покрытий, методы прикладной информатики и аналитической хемометрики в физико-химии поверхности и защите материалов.
Приветствуются новые теоретические, прикладные, методологические, инструментальные и другие аспекты проблемы. В журнале публикуются оригинальные статьи с результатами новейших достижений как в фундаментальной, так и прикладной областях, краткие сообщения о наиболее интересных научных достижениях и экспериментальных результатах, аналитические обзоры, информация о научных конференциях, симпозиумах.
Адрес редакции
Физикохимия поверхности и защита материалов117997 Москва, ул. Профсоюзная, д.90.Тел.: +7 (495) 955-4684, +7 (495) 276-7036 (доб. 4141)E-mail: [email protected], [email protected], [email protected]
Редакционная коллегия
Главный редактор
А. Ю. Цивадзе
Редакционная коллегия
Н.П. Алешин, В.В. Арсланов, А.В. Ванников, М.Н. Варгафтик, Ю.Г. Горбунова, В.П. Григорьев, Е.А. Гудилин, А.П. Захаров, Е.Н. Каблов, В.А. Котенев (зам. главного редактора), Ю.И. Кузнецов, А.И. Маршаков, Э. Маттссон (Швеция), В.Г. Мельников, В.М. Новаковский (ответственный секретарь), С.М. Решетников, Н.П. Соколова, Н.Б. Урьев, А.И. Щербаков
Зав. редакцией
О.Н. Никитина
Правила для авторов
Обращаем внимание авторов!
После получения корректуры данного журнала по электронной почте любые исправления необходимо вносить напрямую в pdf файл статьи. Просьба ознакомиться с правилами работы здесь.
Авторский договор
В целях упрощения процедуры взаимодействия между автором (соавторами) и издателем просим направлять договоры о передаче авторского права в редакцию журнала. Договор может быть направлен любым удобным для вас способом в виде электронной копии оригинала (предпочтительно) или на бумажном носителе. Договор по возможности должен быть заполнен на компьютере в формате MS Word или разборчиво от руки и подписан всеми авторами (соавторами, правообладателями).
Данный договор является договором присоединения.
Указанные договоры вступают в силу только при условии принятия статьи к опубликованию на английском языке. Если по каким-либо причинам ваша статья отклонена редколлегией журнала, договор автоматически утрачивает силу. Решение о принятии статьи к публикации является исключительным правом редколлегии соответствующего журнала. Подписание автором договора означает, что автор ознакомился и согласен с условиями договора. Направление рукописи в редакцию считается акцептом и означает, что автор ознакомился с правилами публикации статьи в журнале, согласен с ними и обязаны их выполнять (акцепт).
Cтатьи без оформления соответствующих договоров о передаче авторских прав к рассмотрению не принимаются.
Свои вопросы по заполнению авторского договора Вы можете направлять по электронной почте [email protected], по телефону 8 (495) 334-74-20 (доб. 143,144), через форму обратной связи на сайте или в редакцию журнала.
Подписка
2018, 6 выпусков
Электронная версия журнала доступна по подписке http://elibrary.ru
Информация для подписчиков печатной версии:
подписной индекс издания 70335; 6 номеров в год;Цена подписки на издание за минимальный подписной период — 1575.00 руб.Оформить подписку на печатную версию можно на сайте http://www.pressa-rf.ru, либо на почте по каталогу Пресса России
www.maik.ru
|
if( $_SERVER['REQUEST_URI']=='/Themecontent/show/tema/Biznes-i-Finansi' or $_SERVER['REQUEST_URI']=='/izdanie/110' or $_SERVER['REQUEST_URI']=='/izdanie/311' or $_SERVER['REQUEST_URI']=='/izdanie/432' ){ ?> } ?> = link_to(image_tag('http://pressa.ru/images/preview_3.gif'),'http://pressa.ru/pressa2012ipad') ?> |
Защита металлов
|
old.pressa.ru
Физикохимия поверхности и защита материалов
О научном журнале«Физикохимия поверхности и защита материалов»
Архив научных статейиз журнала «Физикохимия поверхности и защита материалов»
КУДРЯШОВ С.Ю. — 2015 г.
Методом Монте-Карло в “гиббсовском” ансамбле рассчитаны константы Генри адсорбции аргона на графите и графите с предадсорбированным монослоем ксенона с идеальной соразмерной ( x структурой. Описан расчетный алгоритм, показано, что полученные с его помощью результаты хорошо согласуются с литературными данными. Моделирование проводилось в приближении аддитивности атом-атомных потенциалов, взятых в форме Леннарда-Джонса (6,12) с параметрами, найденными из свойств аргона, ксенона и графита без введения каких-либо поправок. Результаты расчетов для обеих адсорбционных систем свидетельствуют как о трансляционной подвижности, так и о колебаниях адсорбированных атомов аргона перпендикулярно поверхности адсорбента. Приближенно вклад колебательной степени свободы в термодинамические характеристики адсорбции аргона может быть учтен в рамках модели гармонического осциллятора.
ПОЖИДАЕВ Ю.Н., ПОМАЗКИНА О.И., ФИЛАТОВА Е.Г. — 2015 г.
Получены изотермы сорбции ионов меди(II) на природном гейландите кальция при рН 1.7 и температуре 298318 K. Обменная сорбционная емкость по ионам Cu(II) при 298 K составила 0.47 мг-экв/г. Рассчитаны константы равновесия ионного обмена и термодинамические функции, включая энергию Гиббса, энтропию и энтальпию сорбции. Осуществлена оценка возможности использования гейландита кальция для очистки сточных вод гальванического производства от ионов тяжелых металлов.
МЕНЬЩИКОВ И.Е., ПУЛИН А.Л., СТРИЖЕНОВ Е.М., ФОМКИН А.А., ЦИВАДЗЕ А.Ю., ШКОЛИН А.В. — 2015 г.
Рассмотрены методы описания адсорбционных равновесий метана на микропористых углеродных адсорбентов рамках теории объемного заполнения микропор Дубинина. Рассчитаны изотермы адсорбции метана на восьми углеродных адсорбентах и сопоставлены с экспериментальные данными в интервале температур (170350 K), при давлениях до 20 МПа. Проведен анализ погрешности описания экспериментальных данных использованными методами. Рекомендован метод описания, опирающийся на использование двух изотерм адсорбции метана при температуре кипения и температуре критической, рассчитываемых по уравнению ДубининаРадушкевича, и свойство линейности изостер адсорбции.
БАЛМАСОВ А.В., ИНАСАРИДЗЕ Л.Н. — 2015 г.
Целью настоящей работы было исследование закономерностей анодного окисления титана в этиленгликолевых и диметилсульфоксидных растворах фторида аммония. Показано, что лимитирующей стадией процесса анодного окисления титана во фторидсодержащих электролитах на основе органических растворителей является массоперенос анионов кислорода через слой оксида к поверхности металла. Формирование оксидного слоя сопровождается протеканием химической реакции растворения образующегося диоксида титана. В процессе анодного окисления титана в изученных средах на его поверхности образуются пленки диоксида титана, имеющие пористую структуру с диаметром пор 3050 нм.
КОЛОСОВ В.Н., ОРЛОВ В.М., ФЕДОРОВА Л.А. — 2015 г.
Исследован процесс бестокового осаждения ниобия на никель в галогенидном расплаве NaCl K2NbF7 с содержанием 1030 мол. % K2NbF7 в присутствии металлического порошка ниобия. При температуре 750°С на поверхности никеля получены покрытия NbNi толщиной до 20 мкм, состоящие из интерметаллидов NbNi3 и NbNi. Они характеризуются малой шероховатостью, отсутствием сквозных дефектов и обеспечивают защиту никеля от коррозионного растворения в галогенидных солевых расплавах. Микротвердость покрытий составляет 8370 ± 350 МПа и в пределах погрешности измерения не изменяется по толщине слоя.
ГУРЬЯНОВ В.В., ДУБИНИНА Л.А., КУРИЛКИН А.А., ПЕТУХОВА Г.А. — 2015 г.
Представлены результаты описания изотерм полимолекулярной адсорбции по уравнению БЭТ и уравнению многослойной адсорбции. При сопоставлении параметров обоих уравнений отмечена близость значений емкости монослоя для систем, характеризующихся универсальными дисперсионными взаимодействиями первого слоя адсорбата с поверхностью адсорбента. Установлено, что значения энергетического параметра уравнения многослойной адсорбции пропорциональны константе С уравнения БЭТ в степени 0.37. Полученная зависимость между характеристической энергией адсорбции уравнения многослойной адсорбции и константой С дает возможность на основе параметров уравнения БЭТ определить параметры уравнения многослойной адсорбции и рассчитать изотермы адсорбции на непористых и широкопористых адсорбентах в области как монослойной, так и полимолекулярной адсорбции, не осложненной капиллярной конденсацией.
АГАФОНОВ А.В., АЛЕКСЕЕВА О.В., ГУСЕЙНОВ С.С., НОСКОВ А.В. — 2015 г.
Проведен золь-гель синтез порошка диоксида кремния. Получены образцы пленочных композитов полистирол/диоксид кремния с различной концентрацией наполнителя. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии установлено, что зависимость температуры стеклования композита от его состава имеет немонотонный характер с минимумом при 1 мас. % SiO2. Сделан вывод о пластифицирующем действии малых количеств кремнезема (менее 1 мас. %) и доминировании эффекта межмолекулярных взаимодействий наполнителя с полимером при больших концентрациях SiO2 (более 1 мас. %).
КЛЮЕВ В.А., ЛОЗНЕЦОВА Н.Н., МАЛКИН А.И., ПОПОВ Д.А., ТОПОРОВ Ю.П., ФОМКИН А.А., ШКОЛИН А.В. — 2015 г.
Механическая активация в планетарном шаровом активаторе изменяет адсорбционные свойства порошкообразного вольфрама. При этом изменяются как концентрация поверхностных адсорбционно-активных центров и, соответственно адсорбционная емкость, так и энергия адсорбции. Характер и степень изменения адсорбционных свойств зависят от продолжительности механического воздействия нелинейно.
Разработана методика расчета критерия прочности Kn как характеристики, определяющей среднестатистическую прочность структурной вязи силикатных стекол и расплавов. Исследованы инфракрасные спектры силикатных стекол применяемых в качестве покрытий для защиты низколегированных и малоуглеродистых сталей от высокотемпературной газовой коррозии при технологических нагревах. Установлено, что в изучаемых стеклах катионы алюминия находятся в четверной координации, а ионы бора как в четверной, так и в тройной. Последнее существенно влияет на значения Kn. Рассчитаны значения Kn при температурах службы исследуемых стекловидных покрытий. Проанализирована теснота связи между защитным действием g исследуемых стекловидных покрытий и значениями их Kn. Показано, что в случае стекловидных покрытий температура службы которых попадает в пределы интервала их стеклования существует нелинейная корреляция между g и Kn, причем наблюдается усиление тесноты связи между этими параметрами с ростом температуры. Для температур 900 и 1000°C получены уравнения регрессии, значимые по уровню p = 0.05, связывающие g и Kn.
АМАДЕЛЛИ Р., ВЕЛИЧЕНКО А.Б., ГЛАДЫШЕВСКИЙ Р.Е., ДЕМЧЕНКО П.Ю., ЛУКЬЯНЕНКО Т.В., ШМЫЧКОВА О.Б. — 2015 г.
В работе исследованы диоксидносвинцовые покрытия, осажденные из метансульфонатных электролитов, дополнительно содержащих ионы металлов в высоких степенях окисления. Показано, что при осаждении образуются микромодифицированные добавками диоксидносвинцовые электроды, отличающиеся по своим физико-химическим свойствам от традиционных PbO2-анодов. Выявлена корреляция между условиями осаждения и фазовым составом образующихся осадков.
ЮСИН С.И. — 2015 г.
Изучено влияние условий электрохимического осаждения оксида марганца (габаритная плотность тока, концентрация раствора) на физико-химические свойства полученных углеродно оксидных композиционных материалов (масса осаждающегося оксида марганца(IV), удельная емкость композита). Электрофорезом получены композиционные материалы с различным составам: до 19 массовых процентов добавки MnО2 по отношению к массе исходного активированного углеродного волокна. Удельная емкость получаемых композиционных материалов составляла от 16 до 131 Ф/г.
НАБИУЛИН В.В., ТВАРДОВСКИЙ А.В., ФОМКИН А.А., ШКОЛИН А.В. — 2015 г.
Представлены данные по изменению линейных размеров гранул адсорбента АР-В при физической адсорбции бензола, н-гексана, н-нонана, четыреххлористого углерода и их смесей в диапазоне температур 423473 K в равновесных и неравновесных условиях. Показано, что при определенном выборе параметров адсорбционного процесса возникают волны адсорбционной деформации адсорбента волны сорбострикции.
АГАЕВ Т.Н., АЛИЕВ С.М., ГАРИБОВ А.А., МИРЗОЕВ М.Н. — 2015 г.
Синтезированы уранилсиликаты с различными содержаниями уранила. Для сравнения изучена радиационно-каталитическое активность уранилсиликата с 10%-ном содержанием урана и исходного силиката в процессе радиолитического разложения воды. Гетерогенный радиолиз воды изучен в адсорбированной и жидкой состояниях в контакте с образцами уранилсиликата и силиката. Выявлено влияние уранил катионов, состояния воды и температуры процессов на выход молекулярного водорода. Предложены механизмы гетерогенного радиолиза воды с участием исследуемых образцов уранилсиликата и силиката.
АВЕРИН А.А., ВЫСОЦКИЙ В.В., ЖОРИН В.А., КИСЕЛЕВ М.Р., КОТЕНЕВ В.А., РОЛДУГИН В.И., ЦИВАДЗЕ А.Ю. — 2015 г.
Методами сканирующей электронной микроскопии с рентгеновским зондом, спектроскопии комбинационного рассеяния и термогравиметрии исследованы морфология и состав металл-оксидных нанокомпозитов, полученных интенсивным пластическим деформированием порошка железа и последующим отжигом в режиме ТГА. Показано, что после высокотемпературного отжига активированного деформированием порошка формируется “гематитовый лес” слой наночешуек и нанолистьев гематита “nanoflakes”, “nanoleaves” вертикально растущих из поверхности композита. Данная структура обладает помимо собственных функционалных (сенсорных, каталитических, полупроводниковых, адсорционных) также обладает выраженными свойствами праймеров для дальнейшего формирования защитных поверхностных слоев.
КИЧИГИНА Г.А., КУМЕЕВА Т.Ю., ПРОРОКОВА Н.П. — 2015 г.
Статья посвящена анализу поверхностных свойств полиэфирных текстильных материалов, модифицированных синтезированными в ацетоне и хлористом бутиле теломерами тетрафторэтилена с целью придания материалам высокой гидрофобности. С использованием АСМ показаны особенности морфологии формируемых гидрофобных покрытий при использовании различных растворов теломеров тетрафторэтилена. Проанализированы зависимости характеристик гидрофобности модифицированных текстильных материалов от структуры покрытий. Определена устойчивость покрытий к эксплуатационным воздействиям.
БУРМИСТРОВ В.А., КОЙФМАН О.И., КУВШИНОВА С.А., МАЙОРОВА-ВАЛЬКОВА Л.А., МАМОНТОВ А.О. — 2015 г.
Показано, что представитель каламитных мезогенов 4-(4-нонилоксифенилазо)коричная кислота (НОФАК), при исходных поверхностных концентрациях c 22.8% формирует на поверхности воды плавающие монослои, структурным элементом которых являются двумерные face-on М-наноагрегаты. Определены основные характеристики структуры и свойства М-монослоев (размер формируемых в слое М-наноагрегатов, число молекул в них, расстояния между агрегатами, содержание воды в агрегатах и между ними, сжимаемость, интервал существования по давлению и текущей поверхностной концентрации). Показано, что данное соединение, вследствие специфики молекулярной структуры и формированию водородных связей в слоях на поверхности воды, демонстрирует отличное от большинства исследованных к настоящему времени соединений поведение в ленгмюровских слоях. Установлено формирование двух типов плавающих монослоев НОФАК, исследованы изменения их характеристик в последовательных циклах “компрессиядекомпрессия”.
ВИГДОРОВИЧ В.И., ЦЫГАНКОВА Л.Е., ШЕЛЬ Н.В. — 2015 г.
На основании обобщенных литературных данных оценена энергия связи и химическая активность составляющих малоатомных кластеров Сun, Agn, Aun как функция величины n (n = 28). Посредством графического анализа определены значения n кластеров изученных металлов, при которых энергия связи тождественна этой величине в материнской фазе (n = 1921).
БУХТОЯРОВ О.И., КОСТИН А.В., МОСТАЛЫГИНА Л.В. — 2015 г.
Исследована адсорбция ионов цинка и кадмия на бентонитовых глинах Зырянского месторождения Курганской области (Россия) в зависимости от времени контакта, рН и температуры. Установлено, что силанольные и алюминольные группы глины участвуют в ионном обмене, а также в образовании комплексов с ионами цинка и кадмия, в зависимости от pH превалирует тот или иной процесс. Изучена адсорбция ионов цинка и кадмия из бинарных эквимолярных растворов. С увеличением температуры от 293 до 333 K адсорбция ионов на глине увеличивается. Предложены механизмы сорбции ионов Zn(II) и Cd(II).
БУЛАНОВА А.В., КРАСНОВА М.С., САФРОНОВА И.А., ШАФИГУЛИН Р.В. — 2015 г.
Изучены закономерности сорбции фениламидных производных адамантана из водно-ацетонитрильных растворов на октадецилсиликагеле в условиях высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Рассчитаны изменения термодинамических характеристик при переходе сорбатов из объемного водно-ацетонитрильного раствора в поверхностный слой октадецилсиликагеля.
ГУМЕНЮК О.Л., КВАШУК Ю.В., СИЗАЯ О.И., ЧЕЛЯБИЕВА В.Н. — 2015 г.
Синтезированы новые производные 3,4-дихлор-(2Н)-пиридазин-3-она и с помощью квантово-химических расчетов сделана прогнозная оценка влияния этих веществ на коррозийные свойства стальных конструкций. Экспериментальные данные показали, что исследованные соединения проявляют противокоррозионную эффективность в кислых средах, которая зависит от величины электронной плотности на реакционных центрах молекул, их растворимости и природы кислот.
naukarus.com
Защита металлов. Физиология поверхности и защита материалов: статьи и публикации
На этой странице вы можете оставить и прочитать отзывы авторов и читателей о научном журнале Защита металлов. Физиология поверхности и защита материалов.
Положительные отзывы (Защита металлов. Физиология поверхности и защита материалов): плюсы, преимущества, достоинства — оставляйте их в комментариях.
Отрицательные отзывы (Защита металлов. Физиология поверхности и защита материалов): негатив, недостатки, слабые стороны, минусы — оставляйте их под статьей.
В комментариях вы можете оставить следующую информацию: телефон, электронная почта (email), цены, мнения, официальный сайт, доставка, служба поддержки, печатный сборник, стоимость размещения и пересылки, скидки.
Защита металлов. Физиология поверхности и защита материалов — в этом журнале многие школьники, ученые, учителя, профессора, доценты, специалисты, аспиранты, преподаватели, студенты, педагоги, кандидаты и доктора наук, эксперты, воспитатели, исследователи хотят опубликовать материал, исследование, статью, работу.
Опубликовать текст и получить научную публикацию в журнале Защита металлов. Физиология поверхности и защита материалов можно в одной из следующих сфер: Химия, Нефтегазовая и нефтехимическая промышленность, Металлургия, Материаловедение и Горная промышленность, Машиностроение, Экономика и Финансы, Филология, Лингвистика, Искусство и культура, Образование, Архитектура и строительство, Водные ресурсы, Бизнес, Биология, Телекоммуникации, Космос, Сельское хозяйство, Экология, Климат, География, Медицина, Философия, Реклама и PR, Физика, Энергетика, Социология и психология, Библиотековедение, Математика и Математическое моделирование, Наука и техника, Транспорт и логистика, История, Электроника и Робототехника, Аналитика, IT и информационные технологии, Геофизика и геология, Туризм, отдых, спорт, Продукты питания, Юриспруденция, Нанотехнологии.
Также по окончании очной или заочной научной конференции вы можете опубликоваться в онлайн или печатном сборнике бесплатно или за деньги.
Публикация статей под ключ в журналах РИНЦ, ВАК, Scopusopen-resource.ru
КОРРОЗИЯ - ГЛАВНЫЙ ВРАГ АВИАЦИИ
Без специальной антикоррозионной защиты ресурс металлических изделий весьма ограничен. Ведь как только возникает коррозия, механические свойства материала начинают стремительно меняться, и, если не уследить, если вовремя не ликвидировать коррозионные очаги, приходится подчас ликвидировать все изделие.Все элементы самолетов, базирующихся на палубах авианосцев, требуют надежной защиты от коррозии. На фото: самолеты вертикального взлета Як-38 исправно служат на флоте с 1970-х годов.
Новое здание испытательного центра ВИАМа в Геленджике
В испытательном центре ВИАМа в Геленджике проходят натурные испытания стойкости материалов в условиях влажного морского климата. Часть образцов выставлена на открытой площадке, другие испытывают под крышей.
Сотрудники института авиационных материалов проводят экспертизу состояния металла статуи "Рабочий и колхозница", созданной В. И. Мухиной для павильона Советского Союза на Международной выставке в Париже в 1937 году.
Пораженные коррозией участки деталей "Рабочего и колхозницы" на обычном фото почти не видны, а в отраженном свете выглядят ярко-красными.
‹
›
Лаборатория коррозии и защиты металлов вошла в состав института авиационных материалов уже в момент его образования, а создана была даже раньше - в 1927 году, еще в ЦАГИ.
Первым руководителем лаборатории стал известный советский металловед и коррозионист Г. В. Акимов.
Однажды, находясь в отпуске на Черном море, Акимов обратил внимание на то, что погруженный в воду алюминий в контакте со сталью растворяется намного активней, чем сталь. И Акимов прямо тогда на месте принялся ставить опыты, которые затем легли в основу теории многоэлектродных коррозионных процессов. Эта теория позволила разработать целую систему защиты для любых металлических материалов. По инициативе Акимова под эгидой АН СССР на Баренцевом и на Черном морях, в других районах страны была создана сеть коррозионных климатических станций для испытания материалов в натурных условиях. Сеть эта просуществовала до начала 1990-х годов.
Повышения коррозионной стойкости материала можно добиться несколькими способами. В первую очередь ее определяет состав материала. Но не меньшее влияние оказывают и способы термической и механической обработки, наличие и свойства покрытий и даже конструктивные особенности готового изделия, включая его герметичность и режимы работы. Для правильной и долгой службы изделия очень важно создать такие условия, чтобы можно было нанести на него защитные покрытия во время изготовления, обслуживать детали и контролировать их состояние в процессе эксплуатации.
Как часто случается в технике, улучшение одних свойств материала приводит к ухудшению других. Так и с коррозионной защитой: повышение химической стойкости материала может снизить механическую прочность изготовленных из него деталей. Например, при анодировании - нанесении на металлические детали анодно-окисных покрытий - увеличивается шероховатость детали. Иногда довольно значительно: например, если после механической обработки деталь имела 6-й класс поверхности, то после анодирования класс снижается до 5-го, а то и до 4-го. Может быть, это и не очень страшно, если бы снижение чистоты обработки не уменьшало, причем весьма существенно, усталостную прочность материала.
Традиционно для защиты стальных деталей применяют покрытия на основе кадмия. Кадмий и сам по себе токсичен, но долгое время для кадмирования использовали еще и очень вредные цианистые соединения. Сейчас встал вопрос об отказе не только от цианидов, но и от кадмия вообще. В Европе уже принято решение полностью запретить его применение на новых самолетах. Зато у кадмия есть замечательное свойство: по отношению практически ко всем конструкционным сплавам он имеет свойства анода; следовательно, при попадании влаги покрытие растворяется, а основной металл не страдает. Предлагаемые многими фирмами покрытия на основе никеля или сплава цинка и олова являются катодными и химически не защищают основу. Такие покрытия имеют скорее декоративный характер. Зная это, мы разработали рецептуры новых, исключительно надежных покрытий. Сейчас пока рано говорить об их составе: рецептура и технология нанесения проходят стадию патентования. Можно сказать только, что одно из покрытий сделано на основе сплава, а другое - многослойное. Слои перекрывают поры друг друга, и в результате защитные свойства получаются даже выше, чем у классического кадмия. Некоторые зарубежные фирмы, в том числе "Эрбас", уже проявили к ним интерес. Они тоже настойчиво ищут замену кадмию.
В лаборатории идут работы по созданию покрытий не только для сталей, но и для титана, а также и для высокопрочных алюминиевых сплавов. Для титана, впрочем, защита от коррозии не столь важна: этот металл весьма коррозиестойкий. Но он плохо окрашивается - почти у всех видов красок плохая адгезия к нему. Не так давно удалось создать покрытие, которое позволяет окрашивать титан.
Для защитных покрытий в авиации традиционно широко используется хром. Но и хром вреден для здоровья, он является мутагеном, аллергеном и канцерогеном. Нормы по предельно допустимым концентрациям этого метала чрезвычайно жесткие. Хотя касаются они в основном шестивалентного хрома. Трехвалентный же хром куда более "благожелателен".
В сотрудничестве с Институтом физической химии РАН на основе трехвалентного хрома разработаны новые покрытия. Оказалось, что они имеют даже лучшие свойства, а наносятся так же, как и "старые", - гальваническим способом. Пленка из трехвалентного хрома имеет аморфную структуру (в отличие от кристаллической у шестивалентного хрома). Ее твердость почти на 20% выше, и, самое главное, она не снижает усталостных характеристик основного металла. И этим покрытием очень заинтересовалась фирма "Эрбас". Наша лаборатория в Ульяновске сейчас весьма успешно разрабатывает технологию нового покрытия.
Коррозионная стойкость материала может зависеть от технологии его производства. Вот пример. Некоторое время назад большой популярностью в авиастроении пользовались так называемые прессованные панели. Для их изготовления слиток алюминиевого сплава в разогретом состоянии подвергают обработке давлением, и получают практически готовую деталь. Привлекательность такого метода в том, что, с одной стороны, деталь требует минимальной механической обработки, а с другой - приобретает высокую прочность. И все было бы хорошо, если б не коррозия. Структура материала после обработки давлением становится слоистой, и это определяет высокие механические характеристики материала. Но эта же слоистая структура подвержена так называемой расслаивающей коррозии. К сожалению, такой вид коррозионного разрушения остановить не удается: если началась расслаивающая коррозия, то деталь необратимо растет в толщину и катастрофически теряет прочность. Чтобы предупредить возникновение подобного разрушения, приходится прибегать к большому числу трудоемких дополнительных мероприятий по защите уже изготовленных деталей.
Не все исследования можно провести в закрытых помещениях. Необходимы и так называемые натурные испытания, в ходе которых образцы материалов, а иногда и готовые изделия выставляют на специально оборудованные открытые площадки и выдерживают в течение нескольких лет. Такие исследования дают незаменимые сведения о долговечности материалов в естественных условиях.
Институт имеет несколько собственных площадок для натурных испытаний: в Геленджике - для оценки влияния теплого влажного морского климата; в окрестностях Конакова исследуется влияние умеренного климата в загородных условиях, а в Москве - в условиях промышленного мегаполиса. Кроме того, институт арендует несколько климатических площадок у академических институтов , в том числе в Мурманске - для исследований в условиях морского холодного климата.
Исследования, проведенные в ВИАМе, позволили разработать комплексную систему защиты для обеспечения эксплуатации самолетов до сорока лет. За эту работу в 2001 году коллектив из 15 человек получил премию правительства России. Случай поистине уникальный: еще ни разу премий за коррозионные исследования правительство не вручало.
Рассказывать о коррозионных исследованиях можно бесконечно. Все материалы, создаваемые в ВИАМе, да, пожалуй, все материалы, используемые при строительстве самолетов и вертолетов вообще, исследуются на коррозионную стойкость в нашей лаборатории.
Но нам приходится иметь дело не только с авиационными материалами. Сейчас лаборатория проводит обследование скульптуры "Рабочий и колхозница". Сооружение простояло под открытым небом более 70 лет и, хотя изготовлено из нержавеющей стали, оказалось основательно подпорченным. Фигуры собраны, как из мозаики, из небольших тонких стальных листов, скрепленных точечной сваркой. За время существования скульптуру трижды разбирали; отдельные фрагменты утрачены. Когда на Парижской международной выставке в 1937 году после перевозки из СССР монумент собирали, некоторые части, как говорят, "не сошлись", и пришлось на месте добавлять несколько элементов. К сожалению, серьезных "болячек" на теле рабочего и колхозницы довольно много. Казалось бы, можно просто заменить дефектные элементы их точными копиями, но на самом деле делать этого нельзя. Если заменить более 30% оригинальных элементов, произведение перестанет быть авторским, то есть потеряет свою историческую и художественную ценность. В связи с этим некоторые "язвы" придется залечивать, не заменяя листов, изымая пораженные участки и вваривая лазерной сваркой небольшие заплаты. Совместно с нами по этой теме работает лаборатория неразрушающих методов контроля. Ее сотрудники разработали оригинальный метод фотографирования пораженных коррозией участков. В результате на цветном снимке все пораженные места получаются окрашенными в ярко-красный цвет. Для проведения полного анализа состояния скульптуры нам пришлось сфотографировать все (!) листы, из которых создано это произведение. Их оказалось более шести тысяч.
Но скульптура не только поражена коррозией. Она еще и просто очень грязная, и мы провели довольно большую работу, подбирая моющий состав. Очень важно было найти такое средство, которое не повредило бы материал композиции. И его нашли. Кстати, эта проблема вполне актуальна и для другой известной скульптуры - памятника Юрию Гагарину на Калужской площади.
В нашей лаборатории разработаны специальные пасты, которые позволяют существенным образом замедлить процесс коррозии. После покрытия таким материалом на поверхности металла образуется пассивная пленка, препятствующая развитию коррозионного процесса. Теперь есть уверенность, что если скульптуру соберут вновь, то она простоит еще долгие годы.
См. в номере на ту же тему
Е. КАБЛОВ - ВИАМ - национальное достояние.
А. ЖИРНОВ - Крылатые металлы и сплавы.
И. ДЕМОНИС - Во все лопатки.
М. БРОНФИН - Испытатели - исследователи и контролеры.
Академики дают разрешение на беспосадочный перелет Н. С. Хрущева в Нью-Йорк на сверхдальнем самолете ТУ-114.
И. ФРИДЛЯНДЕР - Старение - не всегда плохо.
Б. ЩЕТАНОВ - Тепловая защита "Бурана" началась с листа кальки.
С. МУБОЯДЖЯН - Плазма против пара: победа за явным преимуществом .
БЮРО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ.
Э. КОНДРАШОВ - Без неметаллических деталей самолеты не летают.
И. КОВАЛЕВ - В науку - со школьной скамьи .
А. ПЕТРОВА - Посадить на клей.
www.nkj.ru
Явление устойчивой электрохимической защиты металлов от коррозии.
Ревашин Борис Геннадьевич
Устойчивая электрохимическая защита от коррозии, железный столб Минарета Кутуб – Минар в Дели, Индия.
В индии, в городе Дели железный столб стоит без видимых устройств антикоррозионной электрохимической защиты более тысячи лет без образования коррозии. В двадцатом веке исследователи отпилили кусочек железа от столба для определения его химического состава. Привезли образец в лабораторию и обнаружили его коррозионное поражение [Л6, стр. 122]. Следовательно, противокоррозионная устойчивость железного столба Минарета Кутуб – Минар обусловлена свойствами материалов под столбом (фигура 1).
Известно, что энергия, необходимая для выхода электрона из твёрдого тела в вакуум в состояние с кинетической энергией, равной нулю, называется эмиссионной постоянной, или работой выхода [Л3, стр. 107, Л4, стр. 129]. Эмиссионные постоянные, относящиеся к чистым образцам, имеются в справочниках по физике [Л4, стр. 160, 161].
ТАБЛИЦА 1. Эмиссионные постоянные железа Fе, кремния Si, алюминия Al, бария Ba, цезия Cs и катодных материалов Ba-W, BaO-SrO, BaO-W, Ba-WO:
| Fe | Si | Al | Ва | Ba-W | BaO-SrO | Сs | Ba-O-W | Ba-WO |
| 4,36 эВ | 4,10 эВ | 3,74 Эв | 2,29 эВ | 1,56 эВ | 1,37 эВ | 1,36 эВ | 1,34 эВ | 1,10 эВ |
Различные металлы, полупроводниковые материалы и химические соединения имеют разную величину эмиссионной постоянной А. Комбинации металлических плёнок и оксидных слоёв используются в электронной технике в качестве катодов для эмиссии электронных пучков в вакуум или газовые среды. Плёночные и оксидные катоды имеют малую величину эмиссионной постоянной в пределах 1,1–2,5 электрон – Вольт.
При соединении двух твёрдых тел с разными величинами эмиссионной постоянной возникает контактная разность потенциалов на границе твёрдых тел за счет перехода электронов из твёрдого тела с меньшей величиной эмиссионной постоянной в твёрдое тело с большей величиной эмиссионной постоянной (фигуры 2, 3). Твёрдые тела – это металлы, полупроводники, диэлектрики, химические соединения, например оксидные плёнки [Л3, стр. 111–118]. В зависимости от конфигурации, электрической и тепловой ёмкости, температуры соприкасающихся твёрдых тел заряды могут перетекать из места контакта твёрдых тел в точки с наименьшей потенциальной энергией, занимая более или менее равновесное положение.
Теория и техника процессов на границах материалов с различными величинами эмиссионной постоянной и контактная разность потенциалов позволяют сделать вывод, что антикоррозионная устойчивость железного столба минарета Кутуб – Минар обусловлена дрейфом электронов из почвенных слоёв под столбом (геологических каменистых пород или мела, песка, глин, либо их смесей) в столб за счёт разницы величин работы выхода электронов из железа и материалов под столбом как показано на фигуре 1. Материал каждого слоя имеет величину эмиссионной постоянной А1, А2, А3. Величина эмиссионной постоянной железа АFe = 4,36 эВ. Соотношение величин эмиссионной постоянной АFe > А1 > А2 > А3 или АFe > А1 > А2 = А3 материалов под столбом обеспечивает дрейф электронов в столб из находящихся под ним слоёв ’’фундамента’’ и позволяет воспроизводить техническими средствами эффект противокоррозионной устойчивости железного столба минарета Кутуб – Минар.
Поверхностные заряды и контактная разность потенциалов (фигуры 2, 3) образуют двойной электрический слой зарядов. Внутри этого слоя существует электрическое поле, уравновешивающее силу притяжения электронов в тело с большей величиной эмиссионной постоянной и устанавливающее состояние равновесия зарядов. Контактная разность потенциалов, определяемая разностью величин эмиссионной постоянной электронов, составляет для металлов от 0,1В до 3,0В [Л3, стр. 112]. В железном столбе минарета Кутуб – Минар электроны накапливаются в основании столба и за счёт взаимного отталкивания, электрической и тепловой ёмкости столба дрейфуют в верхнюю его часть, делая на поверхности избыточный электронный заряд, необходимый для создания защитного электрохимического потенциала, при котором осуществляется полная электрохимическая защита железа при испарении отдельных капель атмосферной влаги. В материале под основанием столба положительные заряды дрейфуют вглубь земли за счет сил отталкивания одноименных зарядов до границы материалов А1–А2. Здесь в свою очередь существует двойной электрический слой (фигура 1) за счет разницы величин эмиссионной постоянной материалов А1 и А2, к колонне обращены отрицательные заряды, вглубь земли – положительные, они расходятся за счет сил взаимного отталкивания до границы материалов А2–А3. Отрицательные заряды на границе А1–А2 реагируют с пришедшими от границы АFe –А1 положительными зарядами, взаимно компенсируя, таким образом с границы А1–А2 растекаются заряды и продолжается реакция разделения зарядов по схемам на фигурах 2 и 3. Аналогичный процесс разделения зарядов и реакция их компенсации происходит на границе материалов А2–А3.
В граните, некоторых других каменистых породах при суточных колебаниях температуры и давления возникает концентрация электронов в определённых частях объёма. Если столб установлен на гранитном основании (фигура 1, вариант), то оно играет роль эмиттера электронов в столб.
Без защиты железо ржавеет в воде (фигура 4). Электрохимическая защита металлов от коррозии основана на катодной поляризации металла до потенциала, при котором прекращается процесс ионизации молекул металла. Источником поляризующего тока может быть гальванический элемент. Защищаемая железная конструкция является катодом. Электрод с положительным потенциалом – протектор разрушается в процессе защиты (фигура 5). Существует вариант электрохимической защиты с внешним источником постоянного тока без разрушения анода – протектора (фигура 6). Металл при этом практически не коррозирует, то есть находится под полной катодной защитой. Потенциал, при котором осуществляется полная защита металла, называется защитным потенциалом, а ток – защитным током. Обязательное условие использования протекторной катодной защиты – присутствие токопроводящей коррозионно – активной среды (вода, влажная почва и тому подобные среды) для замыкания защитного тока, причем необходима максимальная равномерность распределения тока по всей поверхности защищаемой конструкции. Критериями протекторной и катодной защиты являются электрические величины: защитный потенциал и защитная плотность тока. Потенциал стали в природных коррозионно – активных средах в среднем составляет – 0,55 В относительно медносульфатного электрода. Поляризация стальных конструкций до защитного потенциала – 0,85 Вольта относительно того же электрода и его поддержание обеспечивают полную катодную защиту. Этот параметр установлен в 1928 году, подтвержден в дальнейшем многолетней практикой и в настоящее время является принятым критерием катодной защиты стали. Правильно спроектированная и исправная система электрохимической защиты обеспечивает 100% замедление коррозионных процессов [Л5 стр. 139 – 143].
Для осуществления защиты требуется выполнения условий:
- А) конструкция не должна иметь слишком сложную форму;
- Б) на всем протяжении конструкции не должно быть разрывов электрической цепи.
Традиционные системы электрохимической защиты металлов от коррозии нецелесообразно применять в случаях воздействия атмосферной влаги из – за их низкой эффективности [Л5, стр. 141], так как капли атмосферной влаги изолированы от электрической цепи. Одновременно существует пример противокоррозионной устойчивости железного столба Кутуб – Минар, который является индуцированным катодом без традиционного анода – протектора. Борис Ревашин, 22 сентября 2015г.
Л И Т Е Р А Т У Р А :
- Жуков А.П., Малахов А.И. ”Основы металловедения и теории коррозии” М., 1991 г.
- Бэкман В., Швенк В. “Катодная защита от коррозии” М., 1984 г.
- Тэнэсэску Ф., Крамарюк Р. “Электростатика в технике” М., “Энергия”, 1980 г.
- Кошкин Н. и др.,“Справочник по элементарной физике” М., “Наука”, 1988г.
- Юхневич Р. и др., “Техника борьбы с коррозией ” Л., “Химия”, 1980г.
- Воронков Г.Я. “Электричество в мире химии” М., 1987 г.
journalpro.ru
| [1] | Михайлов А. А., Панченко Ю. М., Кузнецов Ю. И. Атмосферная коррозия и защита металлов. — Першин Р.В Тамбов, 2016. — 554 с. В монографии обобщены результаты лабораторных и атмосферных коррозионных испытаний металлов по многочисленным национальным и международным программам в различных регионах мира, начиная с сороковых годов ХХ века. Особое внимание уделено конструкционным металлам, для которых представлен механизм коррозии под тонкими пленками электролитов, проанализировано влияние климатических и аэрохимических факторов на коррозию. Представлены 1-20 летние экспериментальные данные их коррозионной стойкости в различных регионах мира. Дан обзор математическим моделям долгосрочного предсказания коррозионных массопотерь металлов. Представлено картографирование отдельных территорий мира по коррозионной стойкости металлов. Дана информация о коррозии нержавеющей стали, чугуна, Mg, Ni и их сплавов. Рассмотрена коррозионная стойкость и сроки технической пригодности материалов, применяемых в приборостроении и электрических контактах (гальванические покрытия драгоценными металлами, никелем, медью, свинцом и оловом). Рассмотрены методы и средства временной защиты металлов от атмосферной коррозии, к которым относятся: контактные и летучие ингибиторы, пассивация металлов, а также создание внешней среды, исключающей термодинамическую вероятность коррозии металлов. Представлены средства защиты металлов от атмосферной коррозии конверсионными (оксидирование сталей и алюминиевых сплавов, фосфатирование, преобразователи ржавчины), лакокрасочными и гальваническими покрытиями. Книга предназначена для металловедов, инженеров и проектировщиков, которые, не являясь специалистами по коррозии, сталкиваются в своей работе с ее проявлениями в атмосфере и необходимостью защиты от нее металлических изделий. Кроме того, книга может использоваться в качестве справочного пособия для специалистов, занимающихся вопросами проектирования, конструирования, постройки, эксплуатации и ремонта конструкций и сооружений. |
istina.msu.ru
