ПАССИВИРОВАНИЕ

ПАССИВИРОВАНИЕ, пассивация металлов, переход поверхности металла в пассивное состояние, при к-ром резко замедляется коррозия. П. вызывается поверхностным окислением металлов. Практич. значение П. исключительно велико, так как все конструкционные металлы без их самопроизвольного П. подвергались бы быстрой коррозии не только в агрессивных хим. средах, но и во влажной земной атмосфере или пресной воде.

Если погрузить металл, склонный к П., в неокислительный водный раствор электролита, подключить его к источнику тока, позволяющему задавать любые значения потенциала (т. н. потенциостату) и записать зависимость плотности тока растворения металла от задаваемого потенциала, то получится поляризационная кривая, близкая к представленной на рисунке. Кривая показывает, что П. металла начинается при потенциале пассивации En и критической плотности тока i_п. С увеличением потенциала от Е_п до Е_пп (потенциала полной пассивации) плотность тока не увеличивается, а снижается в результате П. иногда в 10⁴-10⁵ раз (до i_пл) и далее сохраняется почти без изменений вплоть до потенциала перепассивации Е_пер. Наблюдаемое затем новое ускорение растворения связывают с перепассивацией, или транспассивным состоянием. Интервал от Е_пп до Е_перназывают областью пассивного состояния. В присутствии ионов С1^-, Вr ^-, I^- местное сильное растворение ("питтинг") нек-рых пассивных металлов начинается ещё при потенциале

Все перечисленные величины являются важными характеристиками поведения металлов и при коррозии под действием окислителей. Так, металл корродирует с минимальной скоростью (эквивалентной плотности тока в полностью пассивном состоянии i_пп) тогда, когда окислительно-восстановительный потенциал среды Е_о-в удовлетворяет условию

Для того чтобы П. было самопроизвольным (при отсутствии внеш. источников тока), скорость восстановления окислителя при Е_п должна быть не меньше i_п. Напр., разбавленные растворы азотной кислоты в отношении хрома удовлетворяют обоим этим условиям, а в отношении железа -только первому. Соответственно Сr в них пассивируется сам, a Fe только может сохранять пассивное состояние, созданное каким-то способом ранее. Поскольку для Сr i_п и i_пп в сотни раз меньше, чем для Fe, а Е_пп и Е_пер - на 0,4-0,5 в отрицательнее, Сr несравненно устойчивее Fe в слабо окислительных средах, но вследствие перепассивации значительно сильнее разрушается в сильных окислителях (дымящей азотной к-те, к-тах с добавками перманганатов, хроматов и др.). Сильное повышение концентрации к-ты или щёлочи обычно ведёт к увеличению i_п и i_пп, и в таких средах устойчивы лишь нек-рые металлы. Среди них наибольшее значение имеют Сr, Ni и богатые ими сплавы, Ti, Zr. В нейтральных средах к П. в той или иной мере склонна большая часть металлов. В неводных растворах П. часто оказывается возможным только в присутствии влаги. В теории П. важная роль отводится как адсорбции кислорода, так и образованию окисных слоев.

Перепассивация вызывается образованием высших кислородных соединений металла, к-рые либо растворяются целиком, давая анионы

либо отдают в раствор свои катионы, распадаясь с выделением кислорода (NiО₂). Источниками кислорода, участвующего в образовании пассивирующих слоев, могут быть нек-рые окислители (Н₂О₂, HNO₃). П. могут способствовать анионы, дающие с металлом труднорастворимые соли или смешанные окислы. Однако наиболее универсальным источником пассивирующего кислорода является химически или электрохимически взаимодействующая с металлом вода.

В технике термин "П." означает также спец. хим. или электрохим. обработку металла в подходящем растворителе, повышающую стойкость его исходного пассивного состояния (П. алюминиевой посуды в 30%-ной НNОз, цинковых покрытий в хроматных растворах и т. д.). Вещества, гл. обр. окислители, с помощью к-рых производится П., наз. пассиваторами.

Лит.: Томашов Н. Д., Чернова Г. П., Пассивность и защита металлов от коррозии, М., 1965; Скорчеллетти В. В., Теоретические основы коррозии металлов, Л., 1973; Новаковский В. М., Обоснование и начальные элементы электрохимической теории растворения окислов и пассивных металлов, в сб.: Коррозия и защита от коррозии, т. 2, М., 1973.

В. М. Новаковский.