Коррозия художественных изделии

Категория:
Художественное материаловедение


Коррозия художественных изделии

Слово коррозия происходит от лат, corrodere — разрушаться и означает разрушение металлов. Этот процесс по своей природе чрезвычайно сложен и до конца еще не разгадан. Например, крыша на здании английского Парламента покрыта уральским железом в 1820 г.; с тех пор она ни разу не перекрывалась, не ремонтировалась и даже не красилась, так как на блестящих железных листах нет ржавчины!

Различают два типа коррозии: химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия определяется чисто химическими процессами и главным образом окислением. Даже в среде сухого воздуха при комнатной температуре в результате воздействия кислорода воздуха на поверхности металлоизделий появляется тонкий слой окисла — окисная пленка, представляющая собой пример химической коррозии. При нагреве металла окисление усиливается. Окалина, образующаяся на раскаленной поверхности металла, также относится к явлению химической коррозии.

Электрохимическая коррозия в отличие от химической возникает при наличии физико-химической неоднородности металлов, в присутствии жидкости, способной проводить электрический ток.

Эти два типа коррозии не всегда можно разграничить, так как в воздухе всегда присутствует влага в виде водяных паров, которые легко конденсируются на поверхности изделия, и химическая коррозия переходит в электрохимическую.

Процессы, протекающие при электрохимической коррозии, сходны с явлениями, происходящими в гальваническом элементе. Для того чтобы началась электрохимическая коррозия, необходимы следующие условия: наличие двух разнородных металлов; контакт между ними; присутствие электролита.

Электролитом называется водный раствор солей, кислот или щелочей. Особенность таких растворов заключается в том, что молекулы солей, кислот или щелочей, растворяясь в воде, подвергаются диссоциации, т. е. распадаются на ионы, несущие положительные и отрицательные заряды.

В природе вода всегда содержит в растворенном состоянии те или иные химические вещества и является электролитом (только дистиллированная вода не может служить электролитом).

Установлено, что металлы обладают различной химической активностью, которая характеризуется электродным потенциалом, измеренным относительно водорода (потенциал которого условно принят равным нулю).

Каждые два металла образуют гальваническую пару; при этом электродвижущая сила у них тем больше, чем дальше в ряду электрохимических напряжений стоят друг от друга взятые металлы. Это происходит потому, что электродвижущая сила равна разности потенциалов обоих металлов.

Например, если взять медь и железо, то разность их потенциалов равна 0,34—(—0,44) = 0,78; а пары железо—цинк соответственно —0,44—(—0,76) = 0,32. Следовательно, коррозия в первом случае будет протекать интенсивнее, чем во втором, примерно в два с лишним раза. Причем в первом случае разрушится железо, а во втором случае цинк.

Металл, который в паре имеет относительно меньший электродный потенциал и, следовательно, подвергается коррозии, называется анодом, а металл, обладающий относительно большим потенциалом, — катодом. Так, например, в первой паре медь — железо анодом является железо, а во второй паре железо — цинк анодом является цинк.

Кроме величины разности потенциалов на скорость коррозии влияет температура. С повышением температуры интенсивность коррозии увеличивается. Кроме того, на скорость коррозии влияет и концентрация электролита — чем выше концентрация, тем скорость больше. Наоборот, коррозия замедляется благодаря поляризации электродов, которая представляет собой скопление ионов анодного металла вблизи анода. Такое скопление ионов затрудняет доступ электролита к аноду и ослабляет его растворение. Это приводит к уменьшению электродвижущей силы, а следовательно, и замедлению коррозии.

По форме различают следующие виды коррозии.

Равномерная коррозия, которая возникает в тех случаях, когда потенциалы зерен металла очень мало разнятся между собой или одинаковы. Равномерная коррозия неопасна, так как происходит только поверхностное разрушение металла и образование оксидных пленок, состоящих из окислов металла и препятствующих распространению коррозии вглубь.

Равномерная коррозия относится к химической коррозии; примером может служить образование защитных оксидных пленок на алюминии.

Местная коррозия, которая наблюдается у сплавов с разными потенциалами зерен.

Все сплавы состоят из зерен двух или нескольких металлов. Но, как уже отмечалось, и в чистых металлах, за исключением самых высоких марок, всегда присутствуют примеси. Поэтому поверхность почти любого металлического изделия, если на него попадает вода (электролит), представляет собой как бы многоэлектродный элемент, в котором одни из зерен служат анодами, а другие катодами. Примером такого сплава является латунь. В образовавшейся гальванопаре зерна различных металлов или растворов подвергаются разрушению и растворению. Появляются пустоты, в них вновь проникает электролит, и процесс идет в глубину, латунное изделие разрушается.

Интеркристаллическая коррозия — наиболее опасная форма. Она возникает в тех случаях, когда различные части зерен, образующих сплавы, имеют неодинаковый потенциал. Например, грани зерен имеют меньший потенциал, чем центральные части зерен. В этом случае процесс коррозии протекает внутри зерен, причем разрушается их периферийная часть. Такой вид коррозии встречается иногда в алюминиевых сплавах и в хромоникелевых сталях при нарушении технологических норм их производства и термической обработки.

Растрескивающаяся коррозия, возникающая в деформированных металлах и являющаяся результатом образования гальванопары на-гартованными и ненагартованными участками одного и того же металла или сплава.

Нагартованные участки обладают меньшим потенциалом по сравнению с недеформированными участками. Поэтому они становятся анодами и разрушаются. Кроме того, в деформированных изделиях всегда имеются внутренние напряжения, которые, действуя совместно с процессами коррозии, обусловливают образование трещин и разрывов. Например, клепаные изделия, в которых заклепки сделаны из того же металла, что и само изделие, все же подвергаются электрохимической коррозии; причем заклепки, как наиболее нагар-тованные, становятся анодом и разрушаются.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум