X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

ПАРА МЕТАЛЛОВ В ЖИДКОЙ СРЕДЕ.

Известно, что алюминий обладает хорошими антикоррозийными свойствами благодаря наличию оксидной плёнки Al₂O₃, которая хорошо связана со структурой материала, а в случае её повреждения быстро восстанавливается. Проанализировать процесс восстановления оксидной плёнки алюминия и является целью данной работы.

----------------------------------------------------------------------------------------------------

Ключевые слова: коррозия, оксид, плёнка, электролит, сплав, материал, гальваника.

Eroshenko E. V.

Ogloblin G. V.

Amgpgu, Komsomolsk on Amur, Russia.

A COUPLE OF METALS IN A LIQUID MEDIUM.

It is known that aluminium has good corrosion properties due to the presence of oxide film of Al2O3, which is well connected with the structure of the material, and in case of its damage is quickly restored. To perform the recovery process of the oxide film of aluminium is the purpose of this work.

----------------------------------------------------------------------------------------------------

Key words: corrosion, oxide film, electrolyte, alloy, material, electroplating.

Для проведения опыта с парой металлов Al-Al на необходимы два отрезка алюминиевой проволоки диаметром 5мм, длиной по 100мм, ёмкость на 100мл, солевой раствор, наждачная бумага, 2 проводника, гальванометр со средней точкой.

Опыт1. Собираем схему опыта рис.1.Где 1,2-провода с зажимами 3,4 к гальванометру 8 от алюминиевых электродов 5,6 помещенных в сосуд с электролитом 7. В замкнутой цепи появляется незначительный ток в данном случае порядка 5 При этом электрод 5 отрицателен, а электрод 6 положителен. В динамике этот ток падает до нулевых значений [2]. Это выполняется при равной концентрации электролита у электродов 5,6.

Рис.1.Гальваническая пара металлов Al-Al.

В действительности мы имеем гальваническую пару оксидных плёнок алюминия Al₂O₃.Толщина оксидных плёнок порядка 30нм

Опыт 2. Извлекаем из электролита электрод 5.С помощью наждачной шкурки удаляем оксидную плёнку с активного участка электрода 5 (участок погружаемый в электролит).

Рис.2.

Опускаем электрод в электролит. Ток в замкнутой цепи возрастает в несколько десятков раз рис.2. при этом он испытывает ряд изменений рис.3.

Рис.3.Временная диаграмма гальванического тока пары Al-Al₂O₃

Так на участке ОС рис.3 ток резко возрастает со скоростью V₁ до значения С. На участке СД ток падает со скоростью V₂ , падение тока замедляется на участке ДЖ.Процесс падения тока продолжится и его величина возможено зависит от роста толщины оксидной плёнки.В этой связи можно предположить, что динамика роста плёнки пропорцииональна динамики изменения велечины тока.

Более сложный процесс наблюдаем при использовани сплавов алюмения.Методика опыта ааналогична описанной выше, но в отличии от первого опыта электроды 5 и 6 из сплава алюминия рис. 4.В точке К ток для двух индентичных электродов.Зачистим электрод 5 наждачной шкуркой и опустим его в электролит.Отрезок КА характеризует резкое изменение тока как по величтне так и по направлению.Достигнув предельного значения величина тока начинает падать.

Рис.4.Динамика тока в гальванической паре Сплав Аl- Al₂O₃.

Ток проходит нулевую точку О, где вновь происходит изменение его направления и величины. Ток растёт до точки С по кривой ОС достигнув этого значения он начинает падать по кривой СД до точки Д.В точке Д процесс резко замедляется. Исходя из этого можно предположить, что мы имеем пару электродов сплав-Al₂O₃, где 5 электрод сплав, а 6 оксидная плёнка.

Таким образом, на отрезке АОСД мы наблюдаем процесс восстановления оксидной плёнки на электроде 5 и её толщина изменяется в начальный период со скоростью V₁ до точки С, а затем со скоростью V₂ до точки Д, участок ДЖ характеризует замедление процесса окисления с равномерной скоростью V₃.Ток в цепи будет падать до нулевых значений характеризуя процесс восстановления оксидной плёнки.

Литература.

1. Войтович И.Д., Лебедева Т.С., Шпилевой П.Б., Беднов Н.В. Покрытия из нанопористого анодного оксида алюминия для сенсорных применений // Наносистемы, наноматериалы, нанотехнологии – 2014. – Т.12,№1–С.169–180.2. Сацкевич Я.В., Смирнов А.Г., Степанов А.А. Технология формирования солнечного элемента с наноструктурированным алюминиевым электродом // Энергетика в современном мире: VI Международная заочная научно-практическая конференция 2-6 декабря 2013 г.: сборник статей / Забайкальский гос. ун-т. – Чита: ЗабГУ. – 2013. – С. 6–10. 3. Сокол В.А. Особенности роста пористого оксида алюминия // Доклады БГУИР. – 2003. – Т. 1, № 1. – С. 75–82.4. Хенли В.Ф. Анодное оксидирование алюминия и его сплавов. Пер. с анг. / Под ред. Синявского В. С. ¬– М. : Металлургия, 1986. – 153 с.5. Зейниденов А.К., Ибраев Н.Х., Оспанова Ж., Аганина Г. Получение нанопористых пленок оксида алюминия с удаленным барьерным слоем // Материалы Международной научно-технической конференции INTERMATIC – 2012. – Москва. – 2012. – Ч. 3. – С. 162–164.6. Sharma G., Pishko M.V., Grimes C.A. Fabrication of metallic nanowire arrays by electrodeposition into nanoporous alumina membranes: effect of barrier layer // J. Mater. Sci. – 2007. – V. 42. – P. 4738–4744.7. Brevnov D.A., Rama Rao G.V., López G.P., Atanassov P.B. Dynamics and temperature dependence of etching processes of porous and barrier aluminum oxide layers // Electrochimica Acta. – 2004. – V. 49. – P. 2487–2494.8. Bondarenko A. S., Ragoisha G. A. Variable Mott-Schottky plots acquisition by potentiodynamic electrochemical impedance spectroscopy // J. Solid State Electrochem. Presented at the 4th Baltic Conference on Electrochemistry – Greifswald – 2005. – С. 1–7.

Код для цитирования: Скопировать