Металлические покрытия

Для металлических покрытий используют различные металлы, такие как цинк, никель, хром, медь, серебро, олово, золото и др. К преимущест­вам металлических покрытий относятся возможность создания тонких прочных покрытий с хорошей адгезией покрытия к металлу, сходные ко­эффициенты температурного расширения металлов, пластичность и т.д.

Основное защитное действие металлических покрытий заключается в их непроницаемости для воды, а следовательно, в предотвращении образо­вания гальванических элементов.

Все металлические покрытия по возможностям дальнейшей защиты металла после их частичного разрушения подразделяют на катодные и анодные покрытия.

Катодное покрытие - это покрытие из металла, потенциал которого имеет большее значение, чем потенциал защищаемого металла. Катодными покрытиями, например, для железа являются покрытия из олова (Sn), нике­ля (Ni), меди (Сu), серебра (Ag), свинца (Рb).

Рассмотрим в качестве примера белую жесть (лужёное железо, т.е. же­лезо, покрытое оловом) (рис.15)

Рисунок 15 - Коррозия лужёного железа в воде, содержащей растворённый кислород

При повреждении покрытия и при наличии электролита возникает гальванический элемент, в котором железо (Е°_Fe/Fe2+= - 0,44 В) будет вы­полнять функцию анода, а олово (Е° _Sn/Sn²⁺ = - 0,14 В) будет катодом.

Электродные процессы при коррозии в нейтральной среде

Анод: Fe│Fe° - 2 ё → Fe²⁺

Катод:Sn│О₂ +2Н₂О + 4 ё → 4(ОН) ^-

Разрушается, окисляясь, железо. Следовательно, катодное покрытие может защищать металл от коррозии только при отсутствии повреждений. В отсутствие повреждений и при достаточной толщине, катодные покрытия являются очень долговечными.

Анодное покрытие - это покрытие металлом, потенциал которого име­ет меньшее значение, чем потенциал защищаемого металла. Поэтому в случае повреждения покрытие станет функционировать как анод (поэтому и называется анодным) и разрушаться. Защищаемый металл будет катодом, на его поверхности происходит процесс восстановления, характер которого зависит от состава среды.

Рассмотрим коррозию оцинкованного железа в кислой среде (рис.16). При нарушении целостности такого покрытия окисляется цинк (Е°_{Zn/ Zn2+} = - 0,76 В), а на железе (Е°_Fe/Fe2+ = - 0,44 В) протекает процесс восстановления ионов водорода.

Рисунок 16 - Коррозия оцинкованного железа в кислой среде

Запишем процессы на аноде и на катоде:

Анод: Zn│Zn° - 2 ё → Zn²⁺

Катод: Fe│2Н⁺+ 2ё → Н₂

Таким образом, даже после частичного нарушения анодные покрытия продолжают защищать металл от коррозии. Только после разрушения зна­чительных площадей покрытия начнётся коррозия защищаемого металла. Такие покрытия более эффективны, чем катодные или лакокрасочные, но иногда (при малой толщине покрытия) бывают недолговечными.

Дата добавления: 2014-11-29