Электрохимические свойства наноструктур на основе железа при кислотной коррозии

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

2011. Вып. 2
ФИЗИКА. ХИМИЯ

УДК 620.173.3

В.Г. Маклецов 

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА
ПРИ КИСЛОТНОЙ КОРРОЗИИ 

Исследовано электрохимическое коррозионное поведение наноструктур в кислых средах. Изучено влияние органических ПАВ и фазового состава на их коррозионное поведение. Применена простейшая модель коррозии 
наносистемы в кислой среде. Это аморфно-нанокристаллическая рекристаллизационно-электрохимическая 
коррозия. 

Ключевые слова: электрохимическое свойства, наноструктуры, кислотная коррозия, ингибирование, аморфнонанокристаллическая рекристаллизационно-электрохимическая коррозия.

Нанотехнология – это современное развитие российской науки.  Использование наноматериа
лов является эффективным технологическим приемом снижения потерь при обработке и эксплуатации изделий из металлов в коррозионной среде, наводороживании, предупреждении локальных разрушений. Исследованию процессов, происходящих при кислотной коррозии металла и ее ингибировании, посвящено огромное количество публикаций в российской и зарубежной научной литературе. 
Однако в последнее десятилетие накоплен новый экспериментальный материал в области исследования механизма процессов, происходящих при  коррозии наноматериалов в нейтральных средах. Разработаны и освоены новые расчетные и экспериментальные методы, которые позволяют в сочетании 
с традиционными методами коррозионно-электрохимических исследований более детально изучить 
проблемы строения наноматериала вблизи границы раздела металл – коррозивная среда, электронные 
характеристики, энергетическое состояние и структуру поверхности металла. Все это позволяет исследовать влияние изменения структуры ближайших к электроду слоев металла при коррозии в средах различной природы, изменение химической природы поверхностного слоя в ходе коррозионного 
процесса и роль этих изменений в защитном действии.

В связи с изложенным детальное рассмотрение нанообъемных и поверхностных эффектов в ма
териале при кислотной коррозии металла является актуальной научной задачей. 

Целью настоящей работы являлось применение электрохимических и коррозионных методов 

для изучения структуры поверхностных слоев металла на основе железа в кислых растворах различного состава в отсутствии и наличии органических веществ различной природы; выявление и обоснование закономерностей влияния состава среды, компонентов сплава, тонкой структуры приповерхностных слоев металла на электрохимическое и коррозионное поведение электродов на основе железа.

Методика эксперимента

Исследуемые электроды изготавливались из термообработанных сталей ШХ-15, Н18, Н18Т3, 

литых сплавов Fe–Si(0-35), фольг Fe-Si-B-Nb-Cu – (Fe73.5 -Si13.5-B9-Nb3-Cu1), механоактивированных порошков состава Fe, Fe –С25, Fe –Si33, Fe –В33, Fe –Рb10, Fe –Ge50, Fe –Sn 33, аморфных сплавов Fe75 –
Сr15 –В10 и Fe75 – Сr15 –В10 + Sn0,7.

Электрохимические исследования производили с помощью авторского автоматизированного 

комплекса в состав которого входили ISA-плата сопряжения LA-154, компьютер Р-2 и программа 
Variator-1, которая позволяла ступенчато изменять потенциал с шагом 0,5 мВ в диапазоне (±5,12 В) 
со скоростями (0,001-1 В/с) и обеспечивала одновременную запись в двухканальном режиме (V, I) 
или АЦП ЛА-70, компьютер Р-1 и стандартная программа PowerGraph 2.0.

В качестве вспомогательного применяли платиновый электрод, а электродом сравнения служил 

хлорид-серебряный электрод. 

Для полного анализа поверхности образцов в настоящей работе использован рентгеноэлектрон
ный спектрометр оригинальной конструкции ЭС-2401 c магниевым анодом, который разработан в 
ФТИ УрО РАН. В качестве образцов использовали пластинки, сколы стали, фольги или порошки, которые травили аргоном послойно. Метод позволяет исследовать в глубину до 10-20 нм и анализировать элементный и химический состав.