ПАССИВНОСТЬ МЕТАЛЛОВ

,

повышенная стойкость металлов против коррозии в условиях, когда термодинамически металл реакционноспособен. Обусловлена образованием защитных поверхностных соединений при взаимодействии металла с компонентами среды в процессе анодного растворения. Переход металла в пассивное состояние наз. пассивацией, образующийся на его пов-сти слой-пассивирующим слоем. Пассивирующие слои тормозят, помимо окисления металлов, также протекание на их пов-сти электродных окислит.-восстановит. р-ций. По составу пассивирующих слоев различают оксидную П. м. и солевую (возможны слои более сложного состава). Термин "П. м." нередко используют для описания торможения поверхностными слоями нек-рых др. гетерог. р-ций: газовой коррозии (оксидные пленки и окалины), электрокристаллизации (адсорбц. пленки ПАВ).

П. м. была открыта М. В. Ломоносовым (1743) на примере устойчивости железа к растворению в концентрир. HNO₃; более подробно эта система была исследована M. Фарадеем (1836), к-рый пришел к выводу об образовании на границе металл-к-та особого защитного слоя. Впоследствии выяснилось, что пассивность характерна для переходных и ряда др. металлов в первую очередь в водных и многих водно-орг. р-рах электролитов, где пассивирующим компонентом является вода.

Основные закономерности П. м. установлены посредством изучения зависимости от электродного потенциала Eстационарной скорости i _ст растворения металла M (см. рис.). При изменении Eпутем анодной поляризации или введения в р-р окислителя (молекул O₂, ионов Fe³⁺, Ce⁴⁺ и др.) наблюдается характерный для активного металла экспо-ненц. рост i _ст с повышением E(участок AB). Затем рост i _ст замедляется и выше нек-рого потенциала Е _пас скорость растворения металла резко снижается (участок CD )и принимает практически постоянное (обычно низкое) значение в интервале потенциалов Е _пп - Е _прп (участок DE -пассивная область), после чего рост скорости растворения возобновляется (участок EF). Значение E _пас обычно наз.потенциалом пассивации, соответствующую ему скорость растворения металла i _кр -критич. током пассивации , Е _пп и i _пп - потенциалом и током полной пассивации (полной пассивности). Потенциал E _прп, при к-ром растворение вновь ускоряется, наз. потенциалом перепассивации (EF- область перепассивации).

Описанные характерные потенциалы и токи (пассивацион-ные характеристики) определяются составами и св-вами металла и среды (см. табл.). В общем случае эти характеристики улучшаются с повышением сродства металла к кислороду, при гомогенизации структуры металлич. материала, в частности аморфизацией или созданием микрокристаллич. структуры.

Значения E_nac, i _кр и Е _пп обычно снижаются при уменьшении т-ры среды, повышении рН (от кислых до нейтральных или слабощелочных р-ров), увеличении концентрации воды в водно-орг. р-рах электролитов. При ниже нек-рого критич. значения (0,01-10%) оксидная П. м.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАССИВНОСТИ НЕК-РЫХ МЕТАЛЛОВ В ДЕАРИРОВАННЫХ 0,5-1 M P-PAX H₂SO₄ при 20 25 ^o С (потенциалы E _пас, Е _пп и Е _прп в В по отношению к нормальному водородному электроду, токи i _кр и i _пп- в А/м ²) становится невозможной: вместо снижения i _кр регистрируется выход на предельный анодный ток. Подобным же образом кривая E-i _ст трансформируется при увеличении концентрации HCl в водном р-ре, т-ры и т. п. Возможен самопроизвольный (без поляризации от внеш. источника) переход металла в пассивное состояние-самопассива-ц и я. Она происходит, если скорость катодного восстановления окислителя i _ок при Е _пас удовлетворяет соотношению: i _ок > i _кр. При этом потенциал коррозии E _кор устанавливается в пассивной области выше Е _пп и отсутствует максимум на зависимости анодного тока от потенциала (см. Коррозия металлов).

	Металл	E пас	i кр	Е пп	i пп	E прп
	Железо	0,5	2

[passivity of metals] — состояние повышенной коррозионной стойкости металла или сплава, вызванное преимущественно торможением кинетики анодного процесса на его поверхности. Пассивность металлов была открыта М. В. Ломоносовым (1738 г.) и независимо Кейером (1790 г.) и М. Фарадеем (1836 г.) как способность внезапного прекращения растворения железа при повышении концентрации HNO₃. Была установлена пассивность и других металлов в разных средах, преимущественно окислительного характера. Согласно адсорбционно-пленочной теории явление пассивности объясняется торможением анодного процесса растворения металла вследствие образования на его поверхности сплошных тонких (1-10 нм) адсорбционных или более утолщенных барьерных слоев обычно оксидной или гидрооксидной природы. Наиболее практически важные металлы по повышению степени совершенства их пассивного состояния можно расположить в ряд: Cu-Pb-Sn — Cd-Zn-Mn-Fe — Co-Ni-Mg-lvlo-Be-Cr-Al-Nb-Ta-Zr-Ti.