Классификация металлических покрытий
|
В зависимости от характера защиты различают анодные и катодные покрытия. По отношению к железу и сплавам на железной основе анодными являются только цинковые и отчасти кадмиевые покрытия, так как в короткозамкнутом элементе железо—цинк или железо—кадмий растворимым электродом, т. е. анодом, является цинк или кадмий. Все остальные покрытия относятся к группе катодных и железо или сплавы на железной основе защищают ими от коррозии только при условии, если исключена возможность образования гальванических микроэлементов. Такое условие соблюдается при абсолютной целостности гальванического покрытия, при отсутствии в нем пор даже микроскопических размеров. В простейшем случае средой элементов является атмосферный воздух, всегда содержащий некоторое количество водяных паров и промышленных газов. Следует, однако, отметить, что анодный или катодный характер защиты определяется средой и условиями, в которых эксплуатируются покрываемые изделия. Так, например, наиболее типичное анодное покрытие (цинковое) перестает электрохимически защищать железо от коррозии при температуре воды 70—80° С. Потенциал цинка при этом заметно облагораживается. Олово является типичным катодным покрытием в обычной атмосфере или в водных растворах неорганических соединений и анодным покрытием в присутствии органических кислот, в частности различных пищевых сред. В последнем случае образуются комплексные соединения олова и его потенциал резко смещается в сторону отрицательных значений. Кадмий имеет потенциал, очень близкий к потенциалу железа, и в зависимости от окружающей среды может или не может защищать железо электрохимически. Н.Д. Томатов на основании выполненных под его руководством исследований установил, что если металл покрытия является эффективным катодом и имеются благоприятные условия для пассивирования основного металла в порах, то вследствие анодной поляризации основного металла катодное несплошное покрытие может защищать основной металл не только механически, но и электрохимически. Это положение было продемонстрировано на примере поведения хромистой (13% Cr) и хромоникелевой (18% Cr, 9% Ni) стали, покрытой тонкими слоями (0,05—2 мкм) платины или меди, в 0,1—0,5%-ной H2SO4 и 0,5%-ной HCl. В слоях таких толщин медные покрытия, полученные из сернокислых электролитов, и платиновые покрытия из фосфатных электролитов заведомо пористы. Исследования показали, что в серной кислоте покрытые образцы корродируют меньше, чем непокрытые, а в соляной кислоте пористые покрытия приводили к более сильной коррозии. Данные Н.Д. Томашова лишний раз подтверждают положение, по которому суждение о том, будет ли металлическое покрытие защищать от коррозии электрохимически или механически, можно иметь не только на основании стационарных потенциалов основного металла и покрытия, но и с учетом анодной и катодной поляризации, в частности анодной пассивности. В короткозамкнутом гальваническом элементе металл — покрытие начальные потенциалы основы и покрытия могут поменяться своими местами. В серной кислоте анодно поляризованная нержавеющая сталь сильно пассивируется и пористые покрытия меди и платины ее электрохимически защищают. В соляной кислоте пассивность не проявляется и пористые катодные покрытия ускоряют коррозию, т. е. вследствие большой анодной поляризации нержавеющей стали в порах и склонности ее к пассивированию в серной кислоте эффективный потенциал медного и платинового покрытий становится отрицательнее потенциала основы; в соляной кислоте, где пассивирование невозможно, катодный характер покрытий сохраняется. |
