CC BY
19
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2017, том 60, №1-2_
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 620.193
Ф.Р.Сафарова, З.Р.Обидов, Д.Б.Бободжонов, В.Д.Абулхаев, академик АН Республики Таджикистан И.Н.Ганиев
АНОДНОЕ ПОВЕДЕНИЕ СПЛАВА Zn5Al, ЛЕГИРОВАННОГО ИНДИЕМ,
В СРЕДЕ ЭЛЕКТРОЛИТА ШО
поведения
Институт химии им. В.И.Никитина АН Республики Таджикистан
В работе приведены результаты потенциодинамического исследования анодного поведения сплава 2п5А1, легированного индием, в среде электролита ЫаС1 различной концентрации. Показано, что легирование цинк-алюминиевого сплава индием уменьшает скорость коррозии исходного сплава 2п5А1 в 2-5 раз.
Ключевые слова: сплав 2п5А1, индий, потенциостатический метод, электролит ЫаС1, потенциал коррозии, скорость коррозии, анодное поведение.
Сплавы цинка с алюминием используются как анодные материалы для защиты от коррозии стальных сооружений. Известно, что для защиты стали от коррозии разработано несколько типов 2п-
А1 покрытий [1-9]. Для повышения коэффициента полезного действия протекторов из указанных сплавов при защите от коррозии необходимо дополнительное легирование более электроотрицательными металлами. Известно, что металлы подгруппы галлия, отличаясь значительной электроотрицательностью, часто используются как легирующие добавки для смещения коррозионного потенциала металла - основы в область отрицательных потенциалов [10-12]. Учитывая данную особенность указанных металлов, в качестве легирующего компонента сплава 2п5А1 был выбран металлический ин-
стве лег
дий.
Для проведения исследований была получена серия сплавов, содержащих индия от 0.01 до 1.0 мас.%, в шахтной печи типа СШОЛ в тиглях из оксида алюминия. Из расплава отливались цилиндрические образцы диаметром 8 мм и высотой 140 мм. Боковые части образцов покрывались корро-зионностойким лаком. Рабочей поверхностью служил торец электрода. Перед погружением электрода в электролит его торцевую часть зачищали наждачной бумагой, полировали, обезжиривали, тщательно промывали спиртом и затем погружали в электролит №С1. Температура электролита в ячейке поддерживалась постоянная - 20°С с помощью термостата MLШ-8.
Электрохимические исследования легированных индием сплавов проводили потенциостати-ческим методом в потенциодинамическом режиме на потенциостате ПИ-50.1.1 в среде №С1. Электродом сравнения служил хлорсеребряный, впомогательным - платиновый. Подробно методика электрохимического исследования сплавов описана в работах [13-15].
Адрес для корреспонденции: Сафарова Фарзона Раджабалиевна. 734063, Республика Таджикистан, г. Душанбе, ул. Айни 299/2, Институт химии АНРТ. Е-таИ: [email protected]
Образцы сплавов потенциодинамически поляризовали в положительном направлении от потенциала, установившегося при погружении, до резкого возрастания тока в результате питтингообра-зования. Затем образцы поляризовали в обратном направлении. Наконец, образцы поляризовали вновь в положительном направлении и из анодных кривых определяли основные электрохимические характеристики оголённой рабочей поверхности образцов электродов. Кривые прямого и обратного тока снимались со скоростью развертки потенциала 2 мВ/с.
В табл. 1 приведены зависимости бестокового потенциала коррозии сплава 2п5А1, легированного индием, во времени в электролите №С1 различной концентрации, которые фиксировались в течение 1 ч. Видно, что в первые минуты погружения сплава в электролит происходит резкое смещение потенциала в положительную область. Стабилизация потенциала свободной коррозии сплава 2п5А1, содержащего индий, происходит в течение 35 мин от начала процесса. С ростом содержания индия наблюдается смещение потенциала свободной коррозии в отрицательную область. По мере
ьшае
что свиде-
увеличения концентрации хлорид-ионов в электролите потенциал коррозии умен тельствует о растворении оксидного слоя и снижении коррозионной стойкости сплавов в среде №С1.
Таблица 1
Изменения потенциала (х.с.э.) свободной коррозии (-Есв.корр., В) сплава 2п5А1, легированного индием,
Электролит Содержание индия в сплаве, мас.% Время, мин
1/3 23 ' 5 ■ 35 40 60
0.03% №С1 - 1.062 1.060 1.056 1.054 1.052 1.050 1.050 1.050
0.01 1.158 1.154 1.149 1.146 1.146 1.145 1.145 1.145
0.05 1.206 1.203 1.200 1.199 1.198 1.197 1.197 1.197
0.1 1.215 1.211 1.208 1.208 1.206 1.205 1.205 1.205
0.5 1.143 1.139 1.137 1.133 1.132 1.131 1.131 1.131
1.0 1.137 1.135 1.130 1.128 1.126 1.125 1.125 1.125
0.3%№С1 - 1.078 1.077 1.075 1.073 1.072 1.070 1.070 1.070
0.01 1.223 1.222 1.218 1.216 1.216 1.215 1.215 1.215
0.05 1.246 1.242 1.238 1.235 1.234 1.233 1.233 1.233
0.1 1.258 1.253 1.250 1.247 1.247 1.245 1.245 1.245
0.5 1.189 1.188 1.184 1.183 1.181 1.180 1.180 1.180
1.0 1.184 1.182 1.180 1.178 1.176 1.175 1.175 1.175
3% №С1 - 1.108 1.106 1.104 1.103 1.101 1.100 1.100 1.100
0.01 1.287 1.284 1.282 1.280 1.279 1.278 1.278 1.278
0.05 1.291 1.290 1.288 1.287 1.286 1.285 1.285 1.285
0.1 1.298 1.298 1.297 1.296 1.296 1.295 1.295 1.295
0.5 1.274 1.272 1.268 1.265 1.263 1.260 1.260 1.260
1.0 1.253 1.251 1.249 1.247 1.246 1.245 1.245 1.245
Коррозионно-электрохимические характеристики исследованных сплавов в среде электролита №С1 обобщены в табл. 2. Как видно, потенциалы коррозии, питтингообразования и репассивации сплавов по мере роста концентрации легирующей добавки - индия, смещаются в отрицательную область, что оказывает благоприятное влияние на протекторные свойства цинк-алюминиевых сплавов, соответственно, во всех исследуемых средах.
Доклады Академии наук Республики Таджикистан
2017, том 60, №1-2
Таблица 2
Коррозионно-электрохимические характеристики (х.с.э.) сплава 2п5А1, легированного индием,
в среде электролита №С1
ч о Содержание индия Электрохимические потенциалы Скорость коррозии
& (D Ч в сплаве, мас.% -^св.корр. -Екорр. -Е -^pen. i • 10-2 'корр. Avy K-10-3
^ B А/м2 г/м2 • ч
- 1.050 1.060 0.915 0.930 0.102 1.24
о 0.01 1.145 1.150 0.985 0.908 0.026 0.32
£ 0.05 1.197 1.200 1.000 1.011 0.024 0.29
m 0.1 1.205 1.211 1.010 1.027 0.021 0.27
р © 0.5 1.131 1.137 0.960 0.978 0.027 0.33
1.0 1.125 1.132 0.953 0.971 0.028 0.34
- 1.070 1.080 0.935 0.950 0.105 1.28
о 0.01 1.215 1.215 1.035 1.042 ' 0.037 0.45
is 0.05 1.233 1.235 1.044 1.058 0.034 0.41
m © 0.1 1.245 1.250 1.065 1.081 0.032 0.39
0.5 1.180 1.180 1.005 1.018 0.039 0.47
1.0 1.175 1.180 1.000 1.013 0.040 0.48
- 1.100 1.115 0.965 0.980 0.109 1.33
Ö л is 0.01 1.278 1.280 1.090 1.003 0.048 0.58
0.05 1.285 1.280 1.095 1.107 0.045 0.55
0.1 1.295 1.290 1.100 1.114 0.043 0.52
m 0.5 1.260 1.265 1.075 1.085 0.051 0.62
1.0 1.245 ^ 1.250 1.070 1.082 0.053 0.65
Таким образом, можно заключить, что положительная динамика изменения потенциалов коррозии и питтингообразования также благоприятно влияет на изменения коррозионной стойкости сплавов в целом. Скорость коррозии сплавов, легированных индием, в 2-5 раз меньше, чем у исходного сплава 2п5А1. Особенно положительно влияют добавки индия в пределах 0.01-0.1 мас.% (табл. 2). Предложенные составы цинк-алюминиевых сплавов, содержащих индий, могут использоваться в качестве анодного протектора для защиты от коррозии стальных изделий и сооружений.
я • /V
Поступило 11.01.2017 г.
1. Виткин А.И., Тейндл И.И. Металлические покрытия листовой и полосовой стали. - М.: Метал-
ЛИТЕРАТУРА ндл И.И. Металлически 1971, 493 с.
2. Липкин Я.Н. - Практика противокоррозионной защиты, 1997, № 2, с.7.
3. Обидов З.Р., Амонова А.В., Ганиев И.Н. - Известия вузов. Цветная металлургия, 2013, № 2
Обидов З.Р., Амонова А.В., Гани с. 247-251.
4. Кечин В.А., Люблинский Е.Я. Цинковые сплавы. - М.: Металлургия, 1986, 247 с.
5. Amini R.N., Obidov Z.R., Ganiev I.N., Mohamad R.B. - Journal of Surface Engineered Materials and Advanced Technology, 2012, v. 2, № 2, pp. 110-114.
6. Смирягин А.П. Промышленные цветные металлы и сплавы. - М.: Металлургия, 1981, 560 с.
7. Амини Р.Н., Ганиев И.Н., Обидов З.Р., Ганиева Н.И. - ДАН РТ, 2010, т. 53, № 2, с. 131-134.
8. Обидов З.Р. - Журнал прикладной химии, 2015, т. 88, № 9, с. 1306-1312.
9. Amini R.N., Irani M.B., Ganiev I.N., Obidov Z.R. - Oriental Journal of Chemistry, 2014, v. 30, № 3, pp. 969-973.
10. Одинаева Н.Б., Ганиев И.Н., Обидов З.Р., Амини Р.Н. - ДАН РТ, 2014, т. 57, № 8, с. 686.
11. Одинаева Н.Б., Сафарова Ф.Р., Ганиев И.Н., Обидов З.Р. - Вестник Таджикского технического университета, 2014, №4(28), с. 73.
12. Obidov Z.R., Ganiev I.N., Aliev J.N., Ganieva N.I. - Russian Journal of Applied Chemistry, 2010, v. 83, № 6, pp.1015-1018.
13. Обидов З.Р., Ганиев И.Н. Физикохимия цинк-алюминиевых сплавов с редкоземельными металлами. - Душанбе: ООО «Андалеб-Р», 2015, 334 с.
14. Амини Р.Н., Ганиев И.Н., Обидов З.Р., Ганиева Н.И. Влияние добавок магния на анодное поведение сплава Zn55Al в среде электролита NaCl. - Изв. АН РТ. Отд. физ.-мат., хим., геол. и техн. н., 2009, №4(137), с. 78-82.
15. Обидов З.Р., Ганиев И.Н. Анодные защитные цинк-алюминиевые покрытия с элементами II группы. -Берлин: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012, :
, 288 с.
Ф.Р.Сафарова, З.Р.Обидов, Д.Б.Бобочонов, В.Ч,.Абулхаев, И.Н.Ганиев РАФТОРИ АНОДИИ ХУЛАИ Zn5Al, КИ ДАР МУ^ИТИ ЭЛЕКТРОЛИТИ NaCl БО ИНДИЙ ЧДВХДРОНИДА ШУДААСТ
Институти химияи ба номи В.И.Никитини Академияи илм^ои Цум^урии Тоцикистон
Дар макола натичадои тадкикоти потенсиодинамикии рафтори анодии хулаи Zn5Al, ки дар мудитдои гуногуни электролити NaCl бо индий чавдаронида шудааст, оварда шудааст. Нишон дода шудааст, ки бо индий чавдаронидани хулаи руд-алюминий суръати коррозияи хулаи аввалияи Z^Al-ро 2-5 маротиба кам менамояд.
Калима^ои калидй: хулаи Zn5Al, индий, усули потенсиостатикй, электролити NaCl, потенсиали ~ сур-икоррозилра^ториа"°д^
F.R.Safarova, Z.R.Obidov, D.B.Bobojonov, V.J.Abulhaev, I.N.Ganiev ANODE BEHAVIOUR OF Zn5Al ALLOY, DOPED WITH INDIUM, IN THE MEDIUM OF NaCl ELECTROLYTE
I
oped with
this paper the results of potentiodynamical researches of anode behavior of Zn5Al alloy doped with indium, in NaCl electrolyte of various concentration are presented. The showed that
л
lectrol idium
alloyed zinc-aluminium alloy indium reduces of corrosion rate of initial Zn5Al alloy in 2-5 times. Key words: alloy Zn5Al, indium, potentiostatically method, NaCl electrolyte, corrosion potential, corrosion rate, anode behavior.
