Vật liệu kỹ thuật - Phần 1 Cơ sửo vật liệu học - Chương 5

ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT LIỆU5.1.KHÁI NIỆM VỀ ĂN MÒN KIM LOẠI : Trong quá trình sử dụng, cấu trúc và tính chất của vật liệu bị biến đổi theo thời gian làm cho vật liệ bị thoái hoá đi. Đối với vật liệu kim loại nguyên nhân thoái hoá chủyếu là do hiện tượng ăn mòn. Do vị trí quan trọng của vật liệu kim loại trong nền kinh tế nên vấn đề bảo vệ kim loại chống sự phá huỷ do ăn mòn luôn được quan tâm kỹ lưỡng. Người ta ước tính tiêu hao cho...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vật liệu kỹ thuật - Phần 1 Cơ sửo vật liệu học - Chương 5CHÆÅNG 5 : ÀN MOÌN VAÌ BAÍO VÃÛ VÁÛT LIÃÛU5.1.KHAÏI NIÃÛM VÃÖ ÀN MOÌN KIM LOAÛI : Trong quaï trçnh sæí duûng, cáúu truïc vaì tênh cháút cuía váût liãûu bë biãún âäøi theo thåìigian laìm cho váût liãû bë thoaïi hoaï âi. Âäúi våïi váût liãûu kim loaûi nguyãn nhán thoaïi hoaïchuíyãúu laì do hiãûn tæåüng àn moìn. Do vë trê quan troüng cuía váût liãûu kim loaûi trong nãön kinhtãú nãn váún âãö baío vãû kim loaûi chäúng sæû phaï huyí do àn moìn luän âæåüc quan tám kyî læåîng. Ngæåìi ta æåïc tênh tiãu hao cho àn moìn vaì baío vãû kim loaûi åí caïc næåïc cäng nghiãûpphaït triãøn chiãúm cåî 4,20% GDP. Täøn hao kim loaûi do àn moìn ráút låïn, cæï coï nàm nhaì maïyluyãûn kim thç coï mäüt nhaì maïy saín xuáút kim loaûi âãø buì cho täøn hao âoï. Chi phê cho váún âãöàn moìn vaì baío vãû kim loaûi åí Phaïp laì 88 tyí fràng (1982), åí Myî laì 70 tyí USD (1975). Àn moìn kim loaûi laì sæû phaï huyí chuïng do taïc duûng âiãûn hoaï hay hoaï hoüc cuía mäitræåìng xung quanh. Quaï trçnh àn moìn kim loaûi chia ra hai loaûi : *àn moìn hoaï hoüc (àn moìn khä) : laì quaï trênh àn moìn xaíy ra khi kim loaûi taïc duûngvåïi dung dëch khäng âiãûn ly vaì khê khä. *àn moìn âiãûn hoaï : laì sæû àn moìn kim loaûi trong moii træåìng cháút âiãûn giaíi, trongâoï sæû ion hoaï cuía nguyãn tæí kim loaûi, sæû khæí cuía cháút äxy hoaï khäng phaíi xaíy ra chè trongmäüt phaín æïng træûc tiãúp. Âáy laì daûng àn moìn phäø biãún nháút trong kim loaûi.5.1.1.Täúc âäü àn moìn : Âãø xaïc âënh täúc âäü àn moìn kim loaûi ta sæí duûng hai caïch sau :a-Täøn tháút troüng læåüng (PTL) : laì troüng læåüng kim loaûi täøn tháút trãn mäüt âån vë bãö màût, trongmäüt âån vë thåìi gian. m m2 PTL = 1 mg/dm2.ngaìy. (5.1) S .tTrong âoï : - m1, m2 : laì troüng læåüng máùu kim loaûi træåïc vaì sau khi bë àn moìn, mg -S : diãûn têch bãö màût kim loaûi, dm2 -t : thåìi gian, ngaìy.b-Âäü thám nháûp PTN : tênh theo chiãöu sáu kim loaûi bë àn moìn trong mäüt nàm. PTL .0, 0365 PTN = mm/nàm (5.2)Trong âoï : - : laì troüng læåüng riãng cuía kim loaûi, G/cm3 Ngoaìi ra täúc âäü àn moìn coï thãø âæåüc âo bàòng máût âäü doìng âiãûn àn moìn I hoàûc thãøtêch khê hydrä thoaït ra.5.1.2.Âiãûn thãú âiãûn cæûc : Khi kim loaûi tiãúp xuïc våïi cháút âiãûn ly thç taûi bãö màût tiãúp xuïc seî xaíy ra sæû taïc duûnggiæîa cháút âiãûn ly vaì kim loaûi. Taûi vuìng phán chia giæîa hai pha (kim loaûi - dung dëch âiãûnly) xuáút hiãûn låïp âiãûn têch keïp coï âiãûn thãú nháút âënh goüi laì âiãûn thãú âiãûn cæûc. Vê duû : nhuïng Cu vaìo dung dëch sunphat âäöng, giæîa âäöng vaì dung dëch coï cánbàòng sau : 69 äxy hoaï Me ---------------- Men+ + ne khæí Khi coï quaï trçnh cán bàòng giæîa âiãûn cæûc vaì dung dëch coï âiãûn thãú âiãûn cæûc cánbàòng E tênh theo hãû thæïc Nernst : RT E = EO + ln a (5.3) nFTrong âoï : -R : hàòng säú khê, R = 8.31441J/mol.OK -T : nhiãût âäü tuyãût âäúi,OK -F : hàòng säú Faraâáy, F = 96 500 C/mol -a :hoaût âäü cuía ion Men+ trong cháút âiãûn giaíi -EO : âiãûn thãú âiãûn cæûc tiãu chuáøn cuía kim loaûi æïng våïi dung dëch coï hoaût âäü a=1 Trong thæûc tãú ta khäng thãø âo træûc tiãúp giaï trë tuyãût âäúi âiãûn thãú âiãûn cæûc cán bàòng(thuáûn nghëch) giæîa kim loaûi vaì dung dëch chæïa muäúi cuía chuïng. Ta thæåìng tiãún haình âoâiãûn thãú âiãûn cæûc bàòng pin âiãûn hoaï gäöm hai næía pin : mäüt næía pin laì âiãûn cæûc kim loaûinghiãn cæïu, næía kia laì âiãûn cæûc so saïnh. Âiãûn thãú tiãu chuáøn cán bàòng åí 25oC cuía mäüt säú phaín æïng phán cæûc Phaín æïng Âiãûn thãú tiãu chuáøn cán bàòng so våïi âiãûn cæûc hyârä E0, VAu3+ + 3e Au 1.50O2 + 4H+ + 4e 2H2O 1.23 + 0.80Ag + e Ag 4OH - 0.40O2 + 2H2O + 4e 2+ 0.34 ...