225
Пленки на металлах по толщине мoгyт быть подразделены на три группы.
Тонкие (невидимые) с толщиной от единиц до 40,0 нм (400
А).
Средние (дающие цвета
побежалости), толщина которых колеблется от 40,0
до 500,0 нм (от 400 до 5000
А),
Толстые (видимые) толщиной свыше 500,0 нм (5000 А;
к этим пленкам относится также термическая окалина на стали). Защитными
свойствами могут обладать только пленки, покрывающие сплошным слоем всю
поверхность металла.
Характер пленки определяется условиями, сформулированными Пиллингом
и Бедвортсом следующим образом: если v
ок
/v
м
< 1, то пленка не может быть
сплошной; если v
ок
/v
м
> 1, то пленка может быть сплошной. Обобьем оксида;
v
ок
— объем металла, пошедшего на образование молекулы оксида). Для
щелочноземельных металлов (К, Na, Ca, Mg и др.) соотношение v
ок
:
v
м
находится в пределах 0,45 : 0,81. На этих металлах образуются рыхлые
пористые пленки. На таких металлах, как Cd, Al, Sn, Zn, Be, Си, Si, Fe и др., в
результате химической коррозии характерно образование сплошных или
малопористых пленок (v
ок
:
v
м
находится в пределах 1,21 : 2,14). По мере
утолщения таких пленок скорость коррозии металла тормозится. При
определенных толщинах образуются совершенно сплошные пленки,
обладающие значительными защитными свойствами
Электрохимическая коррозия металлов
Основное отличие электрохимического механизма коррозии металлов от
чисто химического заключается в том, что взаимодействие среды с металлом
разделяется на два в значительной степени самостоятельно протекающих
процесса: анодный и катодный. В большинстве случаев для электрохимической
коррозии характерна локализация анодного и катодного процессов на
различных участках, что является вторым существенным отличием
электрохимического механизма от чисто химического. Электрохимическая
коррозия аналогична реакции в гальваническом элементе, работа которого
кратко рассмотрена ниже.
Все металлы, погруженные в электролит, в большей или меньшей степени
стремятся перейти в раствор с образованием соответствующих ионов. Водные
растворы электролитов состоят из положительно заряженных (катионов) и
отрицательно заряженных (анионов) частиц, окруженных оболочкой из
молекул воды (гидра- тированных ионов). Молекулы воды имеют удлиненную
форму, причем положительные и отрицательные заряды расположены в разных
концах молекулы. Ион-атомы, находящиеся на поверхности металла,
притягиваются диполями воды, и если силы притяжения больше, чем силы
связи между ионами и электронами ов металле, то некоторое количество ионов-
атомов перейдет в раствор в виде гидратированных ионов-атомов. Эти ионы
вследствие электростатического притяжения электронами, находящимися в
металле, не могут удалиться от его поверхности. Образовавшийся двойной