›
›

Bài giảng Ăn mòn và bảo vệ kim loại - Đặng Kim Triết

pdf 42 trang phuongnguyen 120
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Ăn mòn và bảo vệ kim loại - Đặng Kim Triết", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_an_mon_va_bao_ve_kim_loai_dang_kim_triet.pdf

Nội dung text: Bài giảng Ăn mòn và bảo vệ kim loại - Đặng Kim Triết

  1. TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC COÂNG NGHIEÄP THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH KHOA COÂNG NGHEÄ HOÙA HOÏC ›&š BAØI GIAÛNG AÊN MOØN VAØ BAÛO VEÄ KIM LOAÏI Ngöôøi soaïn : Ñaëng Kim Trieát TP. HCM, 01-2005
  2. CHÖÔNG I KHAÙI NIEÄM VEÀ AÊN MOØN KIM LOAÏI I. ÑÒNH NGHÓA AÊN MOØN KIM LOAÏI VAØ YÙ NGHÓA CUÛA VIEÄC NGHIEÂN CÖÙU AÊN MOØN KIM LOAÏI: AÊn moøn kim loaïi laø söï phaù huûy kim loaïi do töông taùc hoùa hoïc hoaëc ñieän hoùa cuûa kim loaïi vôùi moâi tröôøng xung quanh. Söï gaãy, ñöùt, söï xaâm thöïc, maøi moøn, tröông nôû cao phaân töû khoâng goïi laø aên moøn. Söï bieán daïng cuûa caáu truùc khi thay ñoåi nhieät ñoä khoâng goïi laø aên moøn. Nghieân cöùu veà aên moøn laø nghieân cöùu xaùc ñònh nhöõng qui luaät chung veà söï phaù huûy kim loaïi do taùc duïng hoùa lyù cuûa moâi tröôøng beân ngoaøi. Ña soá caùc kim loaïi kyõ thuaät khoâng oån ñònh veà maët nhieät ñoäng. Chuùng coù xu höôùng bò oxy hoùa. Xu höôùng naøy ñöôïc theå hieän qua naêng löôïng töï do khi tieán haønh caùc phaûn öùng. Nghieân cöùu veà quaù trình nhieät ñoäng cho pheùp ta keát luaän coù hoaëc khoâng coù khaû naêng quaù trình aên moøn kim loaïi. Tuy nhieân muoán bieát ñöôïc toác ñoä aên moøn ta phaûi nghieân cöùu aên moøn kim loaïi ngöôøi ta ruùt ra ñöôïc caùc phöông phaùp taïo ra treân beà maët kim loaïi moät ñieàu kieän naøo ñoù ñeå giaûm hay khoâng xaûy ra phaûn öùng aên moøn kim loaïi ngöôøi ta goïi ñoù laø choáng aên moøn kim loaïi. Khi ñaùnh giaù nhöõng maát maùt do aên moøn, ngöôøi ta phaûi khaûo saùt taát caû nhöõng haäu quaû do aên moøn gaây ra. Nhöõng maát maùt do aên moøn coù theå chia thaønh maát maùt tröïc tieáp vaø maát maùt giaùn tieáp. AÊn moøn kim loaïi gaây ra nhöõng thieät haïi voâ cuøng nghieâm troïng vì theá nghieân cöùu veà aên moøn vaø choáng aên moøn kim loaïi laø coâng vieäc heát söùc quan troïng trong taát caû caùc lónh vöïc khoa hoïc kyõ thuaät khaùc nhau. II. PHAÂN LOAÏI CAÙC QUAÙ TRÌNH AÊN MOØN KIM LOAÏI : Coù nhieàu caùch phaân loaïi caùc quaù trình aên moøn kim loaïi. Thoâng thöôøng coù 3 caùch : 1. Phaân loaïi theo cô cheá cuûa quaù trình aên moøn : Theo cô cheá cuûa quaù trình ngöôøi ta chia ra laøm hai loaïi aên moøn hoùa hoïc vaø aên moøn ñieän hoùa : a. AÊn moøn hoùa hoïc : AÊn moøn hoùa hoïc laø quaù trình aên moøn do taùc duïng hoùa hoïc giöõa kim loaïi vôùi moâi tröôøng. Thí duï : töông taùc giöõa kim loaïi vôùi moâi tröôøng loûng khoâng daãn ñieän, hay caùc khí khoâ.
  3. b. AÊn moøn ñieän hoùa : AÊn moøn ñieän hoùa laø quaù trình aên moøn do taùc duïng ñieän hoùa hoïc giöõa kim loaïi vôùi moâi tröôøng phaûn öùng ñieän hoùa, noù tuaân theo qui luaät ñoäng hoïc ñieän hoùa. AÊn moøn ñieän hoùa xaûy ra 2 quaù trình ñoàng thôøi. - Quaù trình anot laø quaù trình bieán ñoåi tröïc tieáp kim loaïi thaønh ion hydrat hoùa trong dung dòch. n+ Me + xH2O ® Me (H2O) x + ne Trong kim loaïi coøn moät löôïng töông ñöông caùc electron dö thöøa. - Quaù trình catot laø quaù trình laøm cho caùc electron dö quaù trình anot bò ñoàng hoùa do moät vaøi chaát nhaän electron, ñöôïc goïi laø chaát khöû phaân cöïc. Nghieân cöùu chi tieát cô cheá quaù trình aên moøn hoùa hoïc vaø ñieän hoùa hoïc cho thaáy khoâng coù ranh giôùi phaân bieät roõ neùt giöõa chuùng. Trong nhieàu tröôøng hôïp, söï bieán ñoåi chaäm töø cô cheá hoùa hoïc sang cô cheá ñieän hoùa coù theå xaûy ra vaø ngöôïc laïi. Söï aên moøn trong dung dòch ñieän ly coù theå xaûy ra theo caû cô cheá ñieän hoùa laãn cô cheá hoùa hoïc. 2. Phaân loaïi theo ñieàu kieän cuûa quaù trình aên moøn : - AÊn moøn khí quyeån laø aên moøn kim loaïi trong khí quyeån hay caùc khí aåm öôùt khaùc. - AÊn moøn trong chaát ñieän ly (axít, bazô, muoái) - AÊn moøn döôùi ñaát nghóa laø aên moøn caùc coâng trình ngaàm döôùi ñaát. - AÊn moøn ñieän gaây ra döôùi taùc duïng cuûa doøng ñieän ngoaøi hay caùc doøng lang thang. - AÊn moøn döôùi taùc duïng cuûa ñieän theá gaây ra do taùc duïng ñoàng thôøi cuûa moâi tröôøng xaâm thöïc vaø cuûa ñieän theá treân kim loaïi. - AÊn moøn sinh vaät hoïc vaø aên moøn gaây ra do caùc vi sinh vaät hay saûn phaåm chuyeån hoùa cuûa chuùng. c. Phaân loaïi theo daïng ñaëc tröng cuûa aên moøn : - AÊn moøn toaøn boä xaûy ra treân toaøn boä beà maët kim loaïi, noù coù theå ñeàu ñaën hoaëc khoâng ñeàu. - AÊn moøn cuïc boä taäp trung ôû caùc khu rieâng bieät cuûa beà maët ví duï : aên moøn hang hoác, aên moøn ñieåm. - AÊn moøn giöõa caùc tinh theå laø söï phaù huûy kim loaïi doïc theo ranh giôùi giöõa caùc tinh theå. - AÊn moøn xuyeân tinh hình thaønh caùc veát raïn xuyeân tinh daãn ñeán söï phaù huûy toaøn boä kim loaïi.
  4. III. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP ÑAÙNH GIAÙ ÑOÄ AÊN MOØN : 1. Ñaùnh giaù ñoä aên moøn theo thieät haïi veà khoái löôïng : Ngöôøi ta ñaùnh giaù ñoä aên moøn baèng maét thöôøng ñeå xaùc ñònh söï ñoàng ñeàu cuûa beà maët, ñaëc ñieåm caùc saûn phaåm aên moøn ñoä baùm dính cuûa saûn phaåm aên moøn vôùi beà maët kim loaïi kieåu aên moøn. Ñoái vôùi söï aên moøn toaøn boä, ñeàu hoøa. Toác ñoä aên moøn coù theå bieåu dieãn baèng söï thieät haïi khoái löôïng cuûa moät ñôn vò beà maët trong moät ñôn vò thôøi gian ñöôïc bieåu thò baèng coâng thöùc : Dm Q = . g/m2 . giôø ; mg / cm2 ngaøy (1-1) S . t Trong ñoù : Q - toác ñoä aên moøn : g/m2 . giôø ; mg / cm2 . ngaøy Dm - thieät haïi khoái löôïng g ; mg Dm = G1 – Ngöôøi G1 - Khoái löôïng tröôùc khi thí nghieäm : g ; mg G2 - Khoái löôïng sau khi thí nghieäm : g ; mg S - Dieän tích beà maët : m2 ; cm2 t - Thôøi gian thí nghieäm : giôø ; ngaøy 2. Ñaùnh giaù toác ñoä aên moøn theo chæ soá ñoä saâu aên moøn : Chæ soá thieät haïi veà khoái löôïng khoâng cho pheùp so saùnh söï aên moøn cuûa caùc kim loaïi coù khoái löôïng rieâng khaùc nhau. Do ñoù ngöôøi ta ñöa ra vieäc ñaùn giaù toác ñoä aên moøn theo chæ soá ñoä saâu ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc : Q P = 8,76 ; mm / naêm (1 - 2) d Trong ñoù : P - chæ soá ñoä saâu aên moøn mm/naêm Q - toác ñoä aên moøn theo khoái löôïng g/m2 . giôø d - Khoái löôïng rieâng cuûa kim loaïi g/m2 8,76 - heä soá Thöù nguyeân cuûa chæ soá ñoä saâu : g / m2 . giôø g cm3 1.000 mm3 P = = = = 7,76 mm/naêm g / cm2 m2 giôø . g 106 mm2 .1naêm /8760
  5. 3. Thang oån ñònh aên moøn : Chæ soá ñoä saâu aên moøn Nhoùm oån ñònh Baäc P . mm/naêm Beàn hoaøn toaøn 0,001 1 0,001 – 0,005 2 Ñoä beàn cao 0,005 – 0,01 3 0,01 – 0,05 4 Ñoä beàn trung bình 0,05 – 0,1 5 0,1 – 0,5 6 Ñoä beàn yeáu 0,5 – 1,0 7 1,0 – 5,0 8 Ñoä beàn raát yeáu 5,0 – 10,0 9 Khoâng beàn > 10 10 Ñoái vôùi aên moøn cuïc boä, toác ñoä aên moøn khoâng theå tính baèng chæ soá aên moøn khoái löôïng hay chæ soá ñoä saâu, maø ñöôïc xaùc ñònh baèng chæ soá cô khí, ñöôïc tính theo coâng thöùc : s0 - s1 K0 = . 100% (1 – 3) s0 Trong ñoù : K - chæ soá cô khí % 2 s0 - ñoä beàn keùo ban ñaàu, kg / cm 2 s1 - ñoä beàn keùo sau khi aên moøn, kg/cm IV- KIM LOAÏI VAØ HÔÏP KIM : 1. Kim loaïi : Quaù trình aên moøn kim loaïi laø quaù trình töông taùc giöõa kim loaïi vaø moâi tröôøng. Coù nhieàu yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình aên moøn. Moät trong nhöõng yeáu toá ñoù laø caáu taïo kim loaïi. Trong kim loaïi toàn taïi caû nguyeân töû vaø ion. Goïi chung laø ion nguyeân töû cuøng caùc ñieän töû töï do. Caùc ion nguyeân töû trong kim loaïi ñöôïc saép xeáp theo qui luaät nhaát ñònh vaø dao ñoäng quanh vò trí caân baèng. Neáu noái taâm cuûa caùc vò trí caùc ion nguyeân töû laïi ta seõ ñöôïc oâ maïng khoâng gian goïi laø maïng löôùi tinh theå. Tuøy theo söï saép xeáp trong khoâng gian cuûa caùc ion nguyeân töû maø taïo neân caùc maïng löôùi tinh theå hình hoïc khaùc nhau. Phaàn nhoû nhaát cuûa caáu taïo hình hoïc trong maïng löôùi tinh theå goïi laø oâ maïng cô sôû. Coù 3 loaïi oâ maïng cô sôû thöôøng gaëp : laäp phöông theå taâm, laäp phöông dieän taâm, luïc giaùc xeáp chaët.
  6. a) Laäp phöông theå taâm : Trong maïng löôùi laäp phöông theå taâm caùc ion nguyeân töû naèm ôû ñænh vaø giöõa khoái cuûa hình laäp phöông. Trong moät oâ cô baûn coù 8 ion nguyeân töû ôû a ñænh vaø moät ion nguyeân töû naèm ôû giöõa. a Trong thöïc teá caùc ion nguyeân töû ñöôïc xem nhö quaû caàu xeáp chaët. Soá ion nguyeân töû ôû OÂ maïng laäp phöông theå taâm 1 oâ cô baûn laø : 1 n = 8 + 1 = 2 nguyeân töû 8 (8 ion nguyeân töû thuoäc 8 oâ cô baûn bao quanh noù laø moät oâ thuoäc baûn thaân noù). 3 khoái truï, 2 ion nguyeân töû naèm ôû trung taâm 2 ñaùy cuûa khoái truï. Soá löôïng ion nguyeân töû trong oâ cô baûn laø : 1 1 n = 12 + . 2 + 3 = 6 6 2 Maät ñoä ion nguyeân töû tính toaùn nhö ôû treân : M = 74% Ñoä beàn aên moøn cuûa kim loaïi lieân quan ñeán caáu truùc maïng tinh theå cuûa kim loaïi. Kim loaïi naøo coù caáu truùc chaët cheõ ñoä beàn seõ cao hôn. ÔÛ moät khoaûng nhieät ñoä naøo ñoù, kim loaïi coù nhieàu kieåu maïng tinh theå khaùc nhau. Tính chaát naøy ñöôïc goïi laø tính thuø hình cuûa kim loaïi. OÂ maïng luïc giaùc xeáp chaët Ví duï : Saét laø kim loaïi coù tính thuø hình. Töø 13920C ñeán 15390C saét coù maïng laäp phöông theå taâm. ÔÛ 3310C – 13920C coù maïng laäp phöông dieän taâm. Caùc daïng thuø hình khaùc nhau cuûa cuøng moät nguyeân toá ñöôïc kyù hieäu baèng a, b, g, v.v Ví duï : ÔÛ nhieät ñoä thöôøng, thieác Snb coù maøu saùng, coù tính toát, coù theå 0 haøn ñöôïc. Song khi nung chaûy laøm nguoäi nhanh xuoáng döôùi 30 C Snb chuyeån thaønh Sna coù daïng boät maøu xaùm. Khi thay ñoåi tính thuø hình cuûa kim loaïi, tính chaát ñieän hoùa cuûa kim loaïi cuõng thay ñoåi do ñoù ñoä beàn aên moøn cuõng thay ñoåi.
  7. Maät ñoä ion nguyeân töû M cuûa maïng tinh theå laø phaàn theå tích cuûa maïng do caùc ion nguyeân töû chieám choã tính baèng phaàn traêm : n . v M = 100% (1 - 4) V n - soá nguyeân töû trong 1 oâ cô baûn v - theå tích nguyeân töû V - theå tích oâ cô baûn Neáu xem nguyeân töû nhö hình caàu baùn kính r : 4 V = n r3 3 Ñoái vôùi maïng laäp phöông theå taâm caùc nguyeân töû sít nhau neân : a 3 r = 4 a - khoaûng caùch hai ion nguyeân töû treân cuøng moät maët tinh theå 3 4 æ a 3 ö 2 . n ç ÷ 3 ç 4 ÷ Vaäy M = è ø 100% = 68% a3 b) Laäp phöông dieän taâm : Trong maïng löôùi tinh theå laäp phöông dieän taâm ngoaøi caùc ion nguyeân töû naèm ôû ñænh coøn coù caùc ion nguyeân töû naèm ôû maët beân cuûa hình laäp phöông. Soá ion nguyeân töû naèm trong moät oâ laø : 1 1 N = 8 + 6 = 4 8 2 Maät ñoä nguyeân töû ñöôïc tính laø : 3 4 æ a 2 ö 4 . nç ÷ 3 ç 4 ÷ OÂ maïng laäp phöông dieän taâm M = è ø = 74% a3 c) Luïc giaùc xeáp chaët : Trong maïng löôùi tinh theå luïc giaùc xeáp chaët caùc ion nguyeân töû naèm ôû ñænh luïc giaùc 3 ion nguyeân töû naèm ôû trong taâm.
  8. 2. Hôïp kim : Hôïp kim laø vaät theå chöùa nhieàu nguyeân toá mang tính chaát kim loaïi, nguyeân töû chuû yeáu trong hôïp kim laø kim loaïi. Hôïp kim coù caùc ñaëc tính öu vieät hôn kim loaïi coù ñoä beàn nhieät, ñoä beàn aên moøn cao. Hôïp kim coù caùc daïng caáu taïo : Hôïp kim coù caáu taïo moät pha laø dung dòch raén. Hôïp kim coù caáu taïo moät pha laø hôïp chaát hoùa hoïc. Hôïp kim coù caáu taïo bôûi hai hay nhieàu pha. Cuõng gioáng nhö dung dòch loûng, trong dung dòch raén cuõng phaân bieät nguyeân toá dung moâi vaø nguyeân toá hoøa tan. Nguyeân toá naøo chöùa löôïng nhieàu hôn goïi laø nguyeân toá dung moâi. Coøn caùc nguyeân toá khaùc laø hoøa tan. V. MOÂI TRÖÔØNG AÊN MOØN : 1. Moâi tröôøng chaát khí : Kim loaïi tieáp xuùc vôùi nhieàu moâi tröôøng khí khaùc nhau, trong ñieàu kieän nhieät ñoä, aùp suaát khaùc nhau. Cô caáu aên moøn cuõng hoaøn toaøn khaùc nhau.
  9. CHÖÔNG II AÊN MOØN HOÙA HOÏC I. KHAÙI NIEÄM VEÀ AÊN MOØN HOÙA HOÏC: AÊn moøn hoùa hoïc laø quaù trình phaù huûy kim loaïi do taùc duïng hoùa hoïc cuûa noù vôùi moâi tröôøng xung quanh. AÊn moøn hoùa hoïc tieán haønh khi kim loaïi taùc duïng vôùi chaát loûng khoâng phaân ly hoaëc khí khoâ. Ñaëc ñieåm cuûa aên moøn hoùa hoïc laø quaù trình aên moøn khoâng sinh ra doøng ñieän. Saûn phaåm aên moøn taïo thaønh ngay choã kim loaïi tieáp xuùc vôùi moâi tröôøng. II. AÊN MOØN TRONG MOÂI TRÖÔØNG KHOÂNG PHAÛI LAØ CHAÁT ÑIEÄN LY DAÏNG LOÛNG : Caùc chaát khoâng phaûi laø chaát ñieän ly laø caùc chaát khoâng phaân ly thaønh caùc ion töï do trong dung dòch hoaëc trong traïng thaùi noùng chaûy. Ví duï : Brom loûng, löu huyønh noùng chaûy, nhieàu dung moâi höõu cô (Benzen, tetraclorua cacbon, clorofom ) vaø caùc nhieân lieäu loûng (daàu hoûa, xaêng, daàu khoaùng ) laø caùc chaát khoâng ñieän ly. Caùc chaát loûng höõu cô phaàn lôùn khoâng aên moøn saét, hôïp kim cuûa saét. Nhöng coù moät soá loaïi aên moøn kim loaïi maøu. Ví duï : Hôïp chaát hydrocacbua daãn xuaát halogen, hôïp chaát mecaptan vaø caùc hôïp chaát chöùa löu huyønh. Caùc saûn phaåm daàu moû (xaêng, daàu löûa, daàu khoaùng ) laø saûn phaåm höõu cô khoâng ñieän ly, noù gaây aên moøn do laãn taïp chaát, hoaëc trong thaønh phaàn coù chöùa hôïp chaát hydrocacbua khoâng no, coù khaû naêng bò oxy hoùa, caùc saûn phaåm ñoù seõ aên moøn kim loaïi. Ví duï : Xaêng craêcking trong thaønh phaàn coù caùc andehyt axit, nhöïa vaø caùc saûn phaåm khaùc raát deã bò oxy hoùa bôûi oxy trong khoâng khí. Chính saûn phaåm naøy gaây aên moøn kim loaïi. III. AÊN MOØN KIM LOAÏI TRONG MOÂI TRÖÔØNG KHÍ : 1. Khaùi nieäm : Quaù trình aên moøn kim loaïi do taùc duïng hoùa hoïc cuûa caùc chaát khí vôùi kim loaïi goïi laø söï aên moøn trong moâi tröôøng khí. Quaù trình aên moøn khí phoå bieán nhaát laø söï oâxi hoùa kim loaïi trong moâi tröôøng khoâng khí ôû nhieät ñoä cao.
  10. Toác ñoä aên moøn khí phuï thuoäc vaøo tính chaát cuûa kim loaïi vaø hôïp kim, tính chaát cuûa moâi tröôøng, khí, nhieät ñoä, tính chaát cuûa saûn phaåm aên moøn. 2. Khaû naêng oxy hoùa kim loaïi vaø ñoä beàn cuûa maøng oxyt : a) Khaû naêng oxy hoùa kim loaïi : Muoán bieát quaù trình phaûn öùng coù xaûy ra hay khoâng, ta phaûi nghieân cöùu söï bieán thieân theá nhieät ñoäng cuûa noù. Xeùt moät quaù trình aên moøn theo phaûn öùng oxy hoùa kim loaïi : m . n m Me(p) + O2 (k) = Mem Om . n/2 (r) (2-1) 4 Muoán xeùt quaù trình aên moøn kim loaïi coù xaûy ra hay khoâng ta phaûi xeùt bieán thieân theá ñaúng nhieät ñaúng aùp DG khi tieán haønh phaûn öùng treân. Khi aùp suaát P vaø nhieät ñoä T khoâng ñoåi phöông trình ñaúng nhieät ñöôïc vieát döôùi daïng : 1 1 DGT = RT 2,303 lg m.n – 2,303 RT lg m.n (2-2) (P ) 4 (P ) 4 O2 O2 Trong ñoù : R - haèng soá khí lyù töôûng 8,31451 J/mol.k. T - Nhieät ñoä tuyeät ñoái P - AÙp suaát riengâ phaàn cuaû Oxy öùng vôùi traïng thaùi ban ñaàu O2 (P ) - AÙp suaát rieâng phaàn cuaû oxy öùng vôiù tranï g thaiù caân baèng. O2 cb m - soá nguyeân töû kim loaïi trong phaân töû oxyt n - hoùa trò kim loaïi Töø phöông trình treân ta ruùt ra : m.n P 4 O2cb DGT = 2,303RT lg m.n (2-3) P 4 O2 Töø phöông trình (2-3) ta thaáy : Quaù trình oxy hoùa xaûy ra neáu DGT 0 (P ) > P O2 cb O2
  11. Trong thöïc teá ñeå ñôn giaûn ta phaûi so saùnh aùp suaát phaân huûy cuûa oxyt vaø aùp suaát rieâng phaàn cuûa oxy trong khoâng khí. Nhö vaäy neáu chieát aùp suaát phaân huûy maø oxyt, coù theå bieát quaù trình oxy hoùa coù theå xaûy ra hay khoâng. AÙp suaát rieâng phaàn cuûa oxy trong khoâng khí : P = 0,21 at. O2 Ví duï : Cho phaûn öùng baïc oxy hoùa trong khoâng khí theo phaûn öùng : 4Ag + O2 = 2Ag2O Tra baûng ô 3000K aùp suaát phaân huûy cuûa 3000 K 2Ag2O 4Ag + O2 (P ) = 0,69 at > 0,21 at O2 cb 0 0 Nhö vaäy ôû 300 K baïc bò oxy hoùa trò thaønh Ag2O maøu xaùm coøn ôû 400 K 0 ta coù (P )400 K = 0,69 at > 0,21 at O2 cb b) Maøng cuûa saûn phaåm aên moøn vaø ñoä beàn cuûa noù : Caùc saûn phaåm aên moøn kim loaïi do kim loaïi bò oxi hoùa ñeàu ôû daïng maøng baùm treân beà maët kim loaïi. Ñoä daøy cuûa maøng phuï thuoäc maø ñ/c cuûa kim loaïi vaø moâi tröôøng. Maøng saûn phaåm aên moøn ñoâi khi coù khaû naêng baûo veä kim loaïi khoûi bò aên moøn, lôùp maøng coù tính chaát baûo veä caàn phaûi coù tính chaát : - Maøng sít chaët khoâng coù loã xoáp, bao phuû toaøn boä beà maët kim loaïi. - Maøng khoâng bò phaù huûy trong moâi tröôøng aên moøn. - Maøng baùm chaéc leân beà maët kim loaïi. - Heä soá daõn nôû nhieät cuûa maøng xoáp xæ heä soá daõn nôû nhieät cuûa kim loaïi. Ñieàu kieän ñeå lôùp maøng bao phuû kín beà maët kim loaïi laø theå tích oxyt kim loaïi taïo thaønh do moät nguyeân töû gam kim loaïi bò oxy hoùa phaûi lôùn hôn theå tích nguyeân töû gam cuûa kimloaïi ñoù. Theå tích nguyeân töû gam cuûa kim loaïi laø : A VKL = (2-4) d Trong ñoù : A - nguyeân töû gam cuûa kim loaïi (g) d - Khoái löôïng rieâng cuûa kim loaïi (g/cm3) Theå tích oxyt kim loaïi do 1 nguyeân töû gam kim loaïi bò oxy hoùa : M VOX = (2-5) n . D
  12. Trong ñoù : M - phaân töû gam cuûa oxyt kim loaïi (g) n - soá nguyeân töû kim loaïi trong phaân töû oxyùt kim loaïi. D - Khoái löôïng rieângn cuûa oxyt kim loaïi (g/dm3) Ñieàu kieän ñeå lôùp oxit kim loaïi bao phuû kín beà maët kim loaïi laø : VOX M . d VOX > VKL hay = > 1 (2-6) VKL n . DA V Ngöôïc laïi : OX < 1 maøng oxit khoâng bao phuû kín beà maët kim loaïi neáu VKL V tyû soá OX quaù lôùn noù seõ gaây öùng suaát phaù huûy maøng. VKL VOX Ví duï : WO3 coù = 5,35 neân tính baûo veä maøng WO3 keùm. VKL c) Qui luaät phaùt trieån cuûa maøng : Qui luaät phaùt trieån maøng phuø hôïp vôùi qui luaät khuyeán taùn ñoäng hoïc cuûa phaûn öùng hoùa hoïc. + Qui luaät phaùt trieån maøng xoáp : Qui luaät phaùt trieån maøng xoáp bao goàm maáy giai ñoaïn : * Chuyeån chaát oxy hoùa (oxy) ñeán beà maët phaân chia kim loaïi khí. * Chaát phuï chaát oxy hoùa leân beà maët kim loaïi. * Phaûn öùng taïo thaønh oxyt. mn +n mn –2 Me(r) + O2 = m Me + O = Mem Omn/2 (n) 2 2 Vì maøng xoáp khoâng coù tính baûo veä neân oxy ñi qua beà daøy. Neân giai ñoaïn phaûn öùng laø giai ñoaïn chaäm cuûa quaù trình. Toác ñoä phaûn öùng khoâng phuï thuoäc vaøo chieàu daøy cuûa lôùp maøng. Vì maøng xoáp oxy deã daøng loït qua lôùp maøng vaøo beà maët kim loaïi vaø ñöôïc bieåu thò baèng phöông trình : Y = kC Ì t (2-7) Trong ñoù : y - chieàu daøy maøng t - thôøi gian oxi hoùa kC - haèng soá toác ñoä phaûn öùng. C - noàng ñoä chaát oxy hoùa treân beà maët
  13. Tuy nhieân trong thöïc teá söï phaùt trieån cuûa maøng khoâng phaûi ñôn thuoác laø ñöôøng thaúng : y Theo ñoà thò phaùt trieån maøng xoáp giai ñoaïn ñaàu söï phaùt trieån maøng phuï thuoäc vaøo haèng soá toác ñoä phaûn öùng. Sau E ñoù treân beà maët taïo thaønh lôùp oxit moûng tieáp tuïc maïng löôùi tinh theå cuûa kim loaïi. D C Nhöng ñaït tôùi giaù trò tôùi haïn naøo ñoù a A maøng sinh ra öùng suaát noäi vaø gaây ra O t maøng xoáp. Nhö vaäy maøng oket chia laøm hai lôùp : lôùp saùt beà maët moûng vaø laøm Toác ñoä phaùt trieån maøng xoáp chaäm söï khueách taùn. Lôùp tieáp theo daøy hôn chöùa nöôùc loã xoáp. Khoâng gaây trôû ngaïi cho söï khueách taùn. * Qui luaät phaùt trieån maøng sít : Ñoái vôùi kim loaïi khi bò oxi hoùa taïo thaønh lôùp maøng sít coù tính chaát baûo veä kim loaïi toác ñoä phaùt trieån maøng chaäm daàn theo thôøi gian, maøng caøy daøy toác ñoä khueách taùn chaát oxy hoùa qua maøng ñeán beà maët kim loaïi seõ caøng khoù khaên. Söï phaùt trieån cuûa maøng oxit coù caáu taïo sít chaët goàm nhöõng giai ñoaïn sau : a- Kim loaïi phaân ly thaønh ion kim loaïi vaø ñieän töû : Me ® Me+n + ne mn b- Ion kim loaïi chuyeån vaøo lôùp oxit : MemO 2 c- Oxy trong moâi tröôøng chuyeån ñeán beà maët tieáp xuùc giaùc maøng oxit kim loaïi vaø moâi tröôøng khí : d- Oxy haáp thuï treân beà maët maøng oxit. mn mn MemO + O2 = MemO + 2 Ohp 2 2 e- Caùc ñieän töû ôû maøng ion hoùa oxi haáp phuï : –2 Ohp + 2e = O –2 mn f- Chuyeån ion O vaøo lôùp oxit MemO 2 g- Phaûn öùng carbon kim loaïi vôùi ion oxi. +n mn –2 mn mM + O = MemO 2 2
  14. Trong caùc giai ñoaïn treân giai ñoaïn b vaø f laø giai ñoaïn di chuyeån cuûa caùc ion Me+n, O–2 vaø ñieän töû qua maøng. Khi toác ñoä cuûa 2 quaù trình naøy quyeát ñònh toác ñoä chung cuûa quaù trình oxy hoùa kim loaïi thì maøng caøng daøy, toác ñoä phaùt trieån cuûa maøng caøng chaäm. Söï phaùt trieån cuûa maøng khoâng tuaân theo qui luaät ñöôøng thaúng maø thöôøng tuaân theo qui luaät phöùc taïp nhö qui luaät Parabon hay qui luaät Logarit. d) Cô caáu lôùn leân cuûa maøng vaø khueách taùn qua maøng baûo veä : Khi ñaõ hình thaønh maøng oxit, maøng oxit seõ tieáp tuïc lôùn leân. Vuøng lôùn leân cuûa maøng laø vuøng gaëp nhau cuûa 2 luoàng khueách taùn. Khueách taùn ion kim loaïi vaø ñieän töû qua maøng oxyt ra phía ngoaøi moâi tröôøng vaø oxy cuøng khueách taùn vaøo beà maët kim loaïi. Coù theå chia laøm 3 tröôøng hôïp : - Vuøng lôùn leân cuûa maøng laø vuøng goàm maët ngoaøi cuûa maøng, nhö vaäy söï +n khueách taùn qua maøng chuû yeáu do ion kim Me O Me 2 O loaïi vaø ñieän töû. ne hp - Vuøng lôùn leân cuûa maøng laø vuøng beân trong tieáp giaùp vôùi beà maët kim loaïi khueách taùn qua maøng do amin oxy. - Vuøng lôùn leân cuûa maøng laø vuøng Sô ñoà vuøng lôùn leân cuûa maøng giöõa maøng. Söï khueách taùn qua maøng chuû yeáu laø do 2 luoàng khueách taùn. Ña soá caùc tröôøng hôïp xaûy ra phuø hôïp vôùi tröôøng hôïp 1. Vì ñöôøng kính ion kim loaïi vaø ñieän töû nhoû hôn ñöôøng kính ion oxy, neân khueách taùn qua maøng chuû yeáu laø do ion kim loaïi vaø ñieän töû. 3. Caùc nhaân toá aûnh höôûng ñeán toác ñoä aên moøn khí : Toác ñoä aên moøn khí phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá khaùc nhau nhöng coù hai nhaân toá chính : nhaân toá beân trong vaø nhaân toá beân ngoaøi. a) Nhaân toá beân trong : - Aûnh höôûng cuûa thaønh phaàn hôïp kim. Trong hôïp kim coù nhöõng thaønh phaàn choáng aên moøn taïo thaønh maøng oxit coù tính chaát baûo veä cao cho neân nhöõng caáu töû naøy coù theå cho theâm vaøo thaønh phaàn hôïp kim ñeå taïo ra hôïp kim beàn nhieät.
  15. - AÛnh höôûng cuûa caáu truùc kim loaïi. Kim loaïi naøo caáu truù caøng sít chaët thì caøng beàn. - AÛnh höôûng bieán daïng kim loaïi chæ aûnh höôûng ñeàu giai ñoaïn ñaàu cuûa aên moøn, sau ñoù aên moøn phaùt trieån qua maøng oxit neân theå hieän khoâng roõ. - AÛnh höôûng cuûa giai coâng beà maët caøng chôû aûnh höôûng ôû giai ñoaïn ñaàu giai ñoaïn sau theå hieän khoâng roõ reät. b) Nhaân toá beân ngoaøi : - AÛnh höôûng cuûa nhieät ñoä : Nhieät ñoä cao toác ñoä aên moøn lôùn. - AÛnh höôûng thaønh phaàn cuûa moâi tröôøng khi taêng haøm löôïng oxy trong khoâng khí. Toác ñoä oxy hoùa taêng theo nhöng khoâng phaûi theo qui luaät tuyeán tính. - AÛnh höôûng cuûa toác ñoä khoâng khí. Trong giai ñoaïn ñaàu taêng roõ reät, nhöng sau thì khoâng roõ reät. 4. Söï khöû cacbon cuûa theùp, gang vaø söï daøn hydro : a) Söï khöû cacbon cuûa theùp : Khi ñoát chaùy beà maët cuûa theùp, moät thôøi gian seõ gaây ra söï khöû cacbon cuûa theùp. Nguyeân nhaân treân giôùi haïn phaân chia giöõa oxy vaø kim loaïi seõ gaây ra phaûn öùng oxi hoùa, cacbon taïo thaùnh daïng khí. Cacbon seõ khueách taùn ra vuøng phaûn öùng va laøm ngheøo cacbon trong theùp, gang laøm thay ñoåi cô tính cuûa theùp gang. Phaûn öùng khöû cacbon cuûa theùp xaûy ra theo 4 phaûn öùng sau : 1 Fe3C + O2 = 3Fe + CO 2 Fe3C + CO2 = 3Fe + 2CO Fe3C + H2O = 3Fe + CO + H2 Fe3C + H2 = Fe + CH4 b) Söï doøn hydro cuûa theùp : Hydro trong khí quyeån khi ôû nhieät ñoä 250 ¸ 3000C vaø aùp suaát cao laøm giaûm ñoä beàn cuûa theùp 0 khoâng thaáy xaûy ra hieän töôïng aên moøn beân ngoaøi ta goïi ñoù laø aên moøn hydro hay söï doøn hydro cuûa theùp. Nguyeân nhaân laø do : - Hydro hoøa tan trong theùp taïo thaønh dung dòch raén doøn hôn vaø keùm beàn hôn. - Söï thoaùt hydro phaân töû taïo thaønh töø hydro nguyeân töû theo giôùi haïn haït cuûa theùp taïo thaønh khuyeát taät beân trong.
  16. - Laøm ngheøo caùcbon trong theùp theo phaûn öùng : Fe3C + H2 = 3Fe + CH4 - Quaù trình khöû oxy theo giôùi haïn haït vaø taïo thaønh hôi nöôùc phaù huûy maïng tinh theå cuûa kim loaïi : FeO + H2 = Fe + H2O II. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP BAÛO VEÄ AÊN MOØN KHÍ : 1. Phöông phaùp baûo veä aên moøn khí baèng caùch taïo hôïp kim beàn nhieät : Ngöôøi ta ñöa vaøo thaønh phaàn hôïp kim caùc nguyeân toá coù khaû naêng taïo neân hôïp kim coù tính chòu nhieät cao. Hôïp kim ñoù phaûi coù tính chaát : Tính chòu noùng ñoù laø khaû naêng chòu aên moøn hoùa hoïc cuûa moâi tröôøng khí ôû nhieät ñoä cao. Ñoä böùc nhieät : khaû naêng baûo toaøn caùc tính chaát cô lyù ôû nhieät ñoä cao. Ngoaøi ra phaûi coù tính chaát coâng ngheä thoûa maõn caùc yeâu caàu söû duïng nhö tính linh ñoäng khi noùng chaûy (khi ñuùc), ñoä cöùng (khi gia coâng cô). Coù ba thuyeát ñeå giaûi thích cô caáu taïo neân hôïp kim beàn nhieät. a) Thuyeát thöù nhaát : Khi cho moät löôïng nhoû nguyeân toá hôïp kim vaøo kim loaïi. Tröôùc heát nguyeân töû cuûa nguyeân toá hôïp kim bò oxi hoùa trôû thaønh cacbon kim loaïi coù hoùa trò nhaát ñònh. Caùc cacbon naøy hoøa tan vaøo maïng löôùi tinh theå cuûa oxi kim loaïi goác ® laøm giaûm trò soá khuyeát trong maïng löôùi tinh theå cuûa oxit kim loaïi goác. ® Haïn cheá söï khueách taùn ion kim loaïi qua maøng ® toác ñoä oxi hoùa giaûm. Tuøy theo caùc kim loaïi khaùc nhau maø ta ñöa caùc löôïng nhoû caùc nguyeân toá hôïp kim vaøo kim loaïi coù theå laøm giaûm toác ñoä aên moøn cuõng nhö coù theå laøm taêng toác ñoä aên moøn. Ñeå taïo hôïp kim chòu nhieät, nguyeân toá hôïp kim phaûi coù tính chaát : * AÙi löïc cuûa nguyeân toá hôïp kim ñoái vôùi oxi phaûi lôùn hôn aùi löïc cuûa kim loaïi goác vôùi oxi vaø ñöôïc bieåu dieãn baèng baát ñaúng thöùc : (DZT) MemOmn/2 < (DZT) Me*mOmn/2 * Oxyt cuûa nguyeân toá hôïp kim phaûi hoøa tan vôùi oxyt kim loaïi goác.
  17. * Khi taïo hôïp kim cho kim loaïi goác maø oxit cuûa noù dö kim loaïi thì hoùa trò cuûa nguyeân toá hôïp kim phaûi lôùn hôn hoùa trò cuûa nguyeân toá kim loaïi goác. Lyù thuyeát naøy chæ phuø hôïp vôùi ñieàu kieän toác ñoä oxi hoùa phuï thuoäc vaøo quaù trình khueách taùn cation. b) Thuyeát thöù hai : Theo thuyeát naøy khi ñöa nguyeân toá hôïp kim vaøo kim loaïi goác ñeå taïo thaønh hôïp kim chòu nhieät. Trong quaù trình oxy hoùa hôïp kim, maøng oxit cuûa nguyeân toá hôïp kim ñöôïc taïo thaønh treân beà maët cuûa hôïp kim phaûi coù tính baûo veä cao. Noù ngaên caûn caû quaù trình khueách taùn vaø quaù trình oxi hoùa. Vì vaäy yeâu caàu cuûa nguyeân toá hôïp kim phaûi coù tính chaát : + Oxit cuûa nguyeân toá hôïp kim phaûi coù caáu taïo sít ñaëc nghóa laø thoûa maõn ñieàu kieän : VMe*O m n > 1 Vme* + Caáu taïo hôïp kim phaûi coù aùi löïc vôùi oxi maïnh hôn kim loaïi goác. Nghóa laø thoûa maõn ñieàu kieän nhieät ñoäng : (DZT) MemOmn/2 < (DZT) Me*mOmn/2 + Kích thöôùc ion caáu töû hôïp kim phaûi nhoû hôn kích thöôùc ion kim loaïi goác : * ri < ri Ñieàu naøy laøm cho caáu töû hôïp kim deã khueách taùn ra beà maët hôïp kim taïo thaønh oxit cho thoâng soá löôùi nhoû. Toác ñoä khueách taùn kim loaïi qua maøng seõ thaáp do ñoù tính baûo veä caøng cao. + Caáu töû hôïp kim phaûi taïo thaønh oxit coù ñieän töû cao ngaên chaën chuyeån ñoäng cuûa ion vaø ñieän töû qua maøng. + Oxyt cuûa caáu töû hôïp kim phaûi coù nhieät ñoä noùng chaûy vaø thaêng hoa cao. Khoâng keát hôïp vôùi oxyt kim loaïi goác taïo thaønh oxit cuøng tính deã noùng chaûy. + Caáu töû hôïp kim vaø kim loaïi goác phaûi taïo thaønh dung dòch raén vôùi tyû leä hôïp kim nhaát ñònh ñeå taïo thaønh maøng oxyt cuûa caáu töû hôïp kim phaân boá ñeàu vaø bao phuû toaøn boä beà maët hôïp kim. Lyù thuyeát naøy phuø hôïp vôùi hôïp kim khi bò oxy hoùa taïo thaønh oxit cuûa caáu töû hôïp kim coù tính baûo veä cao.
  18. Ví duï : Hôïp kim goác Fe chöùa 8 ¸ 10% Al khi oxi hoùa taïo maøng baûo veä Al2O3. Hôïp kim goác ñoàng chöùa ³ 20% keõm Zn, taïo thaønh ZnO. Hôïp kim goác ñoàng chöùa > 3% Al ® Al2O3. Döïa treân lyù thuyeát naøy, caên cöù vaøo tính chaát cuûa nguyeân toá vaø oxit cuûa noù, ta döï ñoaùn tính chaát ñònh tính vieäc taïo hôïp kim naâng cao tính chòu nhieät cuûa noù. c) Thuyeát thöù 3 : Thuyeát naøy cho raèng neáu caáu töû hôïp kim khi cuøng vôùi kim loaïi goác khi bò oxi hoùa taïo thaønh oxit keùp coù caáu taïo daïng Spenen. Ví duï : Me’Me”2O4 thì oxit keùp naøy coù tính baûo veä caohôn so vôùi oxit cuûa caáu töû hôïp kim. Theo thuyeát naøy nguyeân toá taïo hôïp kim toát nhaát laø taïo hôïp kim goác saét laø giaûm ñöôïc khaû naêng taïo thaønh FeO khi bò oxi hoùa. Bôûi vì ôû nhieät ñoä cao. FeO trong ræ coù tính baûo veä keùm hôn caû. Caùc nguyeân toá hôïp kim nhö : Cr, Ni, Al trong hôïp kim goác saét ñöôïc giaûi thích laø do söï taïo thaønh caùc oxit keùp khi bò oxi hoùa caáu tuùc cuûa noù coù daïng Spinen nhö : FeCr2O4 ; FeAl2O4 ; NiFe2O4 ; NiCr2O4 coù thoâng soá löôùi nhoû, tính baûo veä cao. Caáu töû chuû yeáu ñeå taïo hôïp kim chòu noùng laø Crom. Ví duï: Theùp thöôøng, gang xaùm söû duïng ôû nhieät ñoä khoâng quaù 550 0C. Theùp chöùa 18% Cr söû duïng ñeán 1.0000C Theùp chöùa 25% Cr söû duïng ñeán 1.1000C Theùp chöùa 30% Cr söû duïng ñeán 1.2000C Neáu cho theâm Cr, Si vaø nhoâm vaøo hôïp kim tính chòu noùng coøn cao hôn nöõa. Ví duï hôïp kim sicromal (6% r, 1-2 Si, 0,5 - 1% Al) laø hôïp kim chòu noùng toát. Haøm löôïng Si chòu noùng khoâng quaù 3,5% lôùn hôn seõ raén khoù gia coâng. Trong hôïp kim haøm löôïng Cr cao, neáu ta theâm moät löôïng nhoâm khaùc nhau, seõ taïo hôïp kim chòu noùng toát. Ví duï : Hôïp kim Fecral (12 - 14% Cr, 4 -5% Al) Hôïp kim Cantan (30% Cr, 5% Al, 3% Co) chòu nhieät 1.300 0C Silic vaø nhoâm taêng tính chòu nhieät nhöng giaûm ñoä beàn nhieät neân thöôøng pha Silic vaø theùp Crom hoaëc theùp Crom - Niken.
  19. Ngoaøi ra, ngöôøi ta coøn ñöa vaøo moät löôïng nhoû Molipden (2%) vaø Vonfram (4 ¸ 6%) cuõng taêng ñöôïc tính chòu nhieät cuûa hôïp kim. Söû duïng hôïp kim chòu nhieät trong coâng nghieäp saûn xuaát caàn löu yù ñeán tính chaát cuûa moâi tröôøng. Ví duï : moâi tröôøng khí Oxi, Clo, Brom coù tính oxi hoùa. Moâi tröôøng H2S, SO2, H2 vaø hôi löu huynh laïi coù tính khöû. Moät hôïp kim beàn trong moâi tröôøng oxi hoùa nhöng laïi khoâng beàn trong moâi tröôøng khöû. Ñeå choáng aên moøn khí trong coâng nghieäp saûn xuaát hoùa chaát ngöôøi ta söû duïng hôïp kim tuøy theo tính chaát cuûa moâi tröôøng. Ví duï : Choáng aên moøn hydro ôû nhieät ñoä cao ! 6000C vaø aùp suaát 300at ngöôøi ta duøng hôïp kim saét chöùa 6% Cr. Crom coù khaû naêng ngaên caûn quaù trình khueách taùn cuûa hydro. Theùp cacbon chöùa 0,5% Mo vaø löôïng nhoû Vanadi duøng ñeå cheá taïo thieát bò toång hôïp amoniac. Trong moâi tröôøng H2S duøng hôïp kim chöùa Silic ; Theùp fenet chöùa 25 ¸ 30% Cr theâm 3 ¸ 5% Si chòu ñöôïc nhieät ñoä 1.0000C. 2. Phöông phaùp baûo veä aên moøn khí baèng lôùp phuû baûo veä : Ñeå taïo thaønh lôùp bao phuû kim loaïi ngöôøi ta coù theå bao phuû baèng kim loaïi hoaëc phi kim baèng nhieàu phöông phaùp : khueách taùn nhieät, haøn ñaép, boïc kim loaïi, phun kim loaïi, maï, traùng men chòu nhieät, phuû hôïp chaát khoù noùng chaûy, phuû baèng kim loaïi, goám. a. Phöông phaùp khueách taùn nhieät (thaám nhieät) Döôùi taùc duïng cuûa nhieät ñoä cao, dao ñoäng nhieät cuûa caùc nguyeân töû kim loaïi goác, coù theå chuyeån dôøi khoûi vò trí cuûa noù trong maïng löôùi tinh theå vaø taïo neân nhöõng vò trí khuyeát. ÔÛ ñieàu kieän ñoù cuõng do dao ñoäng nhieät maø caùc nguyeân toá cuûa nguyeân toá hôïp kim töø beà maët kim loaïi goác khueách taùn maø chieám caùc vò trí khuyeát maø taïo caùc hôïp kim töông öùng. Muoán taïo lôùp phuû baûo veä ngöôøi ta söû duïng kim loaïi khueách taùn daïng boät, daïng noùng chaûy hoaëc daïng hôi. Ñôn giaûn nhaát laø duøng daïng boät. Töø cô caáu khueách taùn ta thaáy : muoán coù khaû naêng xaâm nhaäp vaøo maïng löôùi kim loaïi goác : kích thöôùc nguyeân töû kim loaïi khueách taùn khoâng ñöôïc lôùn hôn kích thöôùc cuûa nguyeân töû kim loaïi goác quaù 10 ¸ 15%. Tuøy theo kim loaïi khueách taùn maø ngöôøi ta goïi quaù trình ñoù laø thaám nhieät nhaân, thaám nhieät Crom hay thaám Silic.
  20. + Thaám nhieät nhoâm : Ngöôøi ta thöôøng bao phuû lôùp khueách taùn nhieät nhoâm cho caùc chi tieát baèng theùp, gang ñeå baûo veä caùc chi tieát ñoù trong caùc moâi tröôøng khí ôû nhieät ñoä cao. Quaù trình thaám nhieät nhoâm cho caùc chi tieát baèng theùp, gang tieán haønh nhö sau : - Laøm saïch ræ vaø chaát baån baèng phöông phaùp phun caùt hoaëc phöông phaùp hoùa hoïc. - Ñaët chi tieát trong loø phaûn öùng coù chöùa hoãn hôïp bao goàm : 40 ¸ 50% hôïp kim saét nhoâm (FeAl) ôû daïng boät. 49 - 53% boät nhoâm oxit Al2O3 laø boät trô traùnh thieân keát. 2 - 5% amoân clorua NH4Cl - Loø phaûn öùng ñöôïc ñem vaøo nung ôû nhieät ñoä 900 - 1.0000C trong khoaûng thôøi gian xaùc ñònh (4 - 24 giôø). Khi nung Amon Clorua bò phaân huûy NH4Cl ® NH3 + HCl Khi ñoù : 2Al + 6 HCl = 3 H2 + 2AlCl3 ÔÛ nhieät ñoä cao AlCl3 ôû d5ng hôi vaø xaûy ra phaûn öùng : AlCl3 + Fe= FeCl3 + Al Nhaân thoaùt ra seõ khueách taùn vaøo theùp vaø taïo neân hôïp kim coù thaønh phaàn thay ñoåi. Chieàu daøy lôùp khueách taùn phuï thuoäc vaøo thôøi gian nung vaø nhieät ñoä nung. Sau khi nung thöôøng phaûi uû ôû 9000C trong khoaûng 3 giôø ñeå traùnh doøn beà maët do coù hôïp chaát hoùa hoïc FeCl3 coøn dö. Ñoä beàn chi tieát coù lôùp phuû nhieät nhoâm taêng leân 20 laàn khi laøm vieäc thöôøng xuyeân ôû nhieät ñoä 8000C, taêng 10 laàn neáu laøm vieäc 9500C vaø 7 laàn khi laøm vieäc ôû 1.0000C trong moâi tröôøng khoâng khí. Trong quaù trình laøm vieäc ôû nhieät ñoä cao, haøm löôïng Al treân beà maët chi tieát thaám nhieät nhoâm giaûn daàn vì Al khueách taùn nhieät cuûa noù vaøo saâu trong chi tieát do ñoù ñoä beàn nhieät keùm ñi.
  21. Nhieät nhoâm beàn trong moâi tröôøng SO2, hôi löu huyønh ôû nhieät ñoä cao. Tính chòu nhieät cuûa lôùp nhieät nhoâm trong moâi tröôøng khoâng khí vaø oxi laø do tính baûo veä cuûa Al2O3 hoaëc oxít keùp FeAl2O4. Ngöôøi ta thaám nhieät nhoâm ñeå baûo veä noài hôi, loø phaùt sinh khí, caùc chi tieát baèng theùp gang laøm vieäc trong moâi tröôøng khoâng khí, oxi, SO 2 hoaëc löu huyønh ôû nhieät ñoä cao. + Thaám silic : Quaù trình thaám silic ñöôïc tieán haønh nhö sau : - Laøm saïch beà maët chi tieát caàn thaám. - Ñaët chi tieát trong loø moät ñaàu chöùa boät silic. - Xoâng khí Clo qua lôùp boät thöôøng ñöôïc ñieàu cheá baèng cho axit HCl taùc duïng vôùi Ca(OCl)2. 4HCl + Ca(OCl)2 = CaCl2 + 2H2O+ 2Cl2 Khí Cl2 ñöôïc laøm khoâ baèng axit H2SO4 ñaäm ñaëc. - Khí Cl2 ñöôïc taùc duïng vôùi boät Silic hoaëc Ferosilic theo phaûn öùng : Si + 2Cl2 = SiCl4 Clorua Silic daïng hôi tieáp xuùc vôùi theùp xaûy ra phaûn öùng : 4Fe + 2SiCl4 = 2Si + 4FeCl3 Si keát hôïp vôùi Fe taïo hôïp kim Fe - Si coù ñoä beàn nhieät vaø cô hoïc khaù cao vì taïo oxit keùp FeSiO4. b) Phöông phaùp haøn ñaép : Phöông phaùp haøn ñaép hôïp kim chòu noùng leân beà maët chi tieát hoaëc thieát bò ñeå taïo neân lôùp bao phuû daøy, lieân keát toát vôùi beà maët baûo veä. Ngöôøi ta thöôøng duøng phöông phaùp haøn ñaép ñeå baûo veä aên moøn khí cho caùc chi tieát chòu nhieät ñoä cao ñoàng thôøi chòu taùc ñoäng khí maïnh. Ví duï : Haøn ñaép hôïp kim Sfelit (35 ¸ 50 Co, 20 ¸ 35% Cr, 9 - 15% W, 1 - 2C, vaø coøn laïi laø Fe) cho caùc tua bin khí. Haøn ñaép hôïp kim Stelit hoaëc hoãn hôïp Ni - Cr leân maët muõ van trong ñoäng cô maùy bay. c) Phöông phaùp boïc kim loaïi :
  22. Ñaây laø phöông phaùp hoaøn haûo nhaát ñeå baûo veä kim loaïi coù ñoä beàn thaáp hôn so vôùi moâi tröôøng aên moøn. Phöông phaùp naøy laø duøng kim loaïi coù ñoä beàn cao ñoái vôùi moâi tröôøng ñeå boïc beà maët kim loaïi coát coù ñoä beàn thaáp. Thöôøng boïc 1 maët goïi laø theùp 2 lôùp. Boïc 2 maët goïi laø theùp 3 lôùp. Chuù yù khi söû duïng ôû nhieät ñoä cao phaûi duøng kim loaïi coù ñoä daõn nôû vì nhieät gaàn gioáng nhau. d) Phöông phaùp phun kim loaïi : Baûn chaát cuûa phöông phaùp laø duøng khí neùn, hay khí trô phun kim loaïi hay hôïp kim noùng chaûy beàn nhieät leân beà maët kim loaïi caàn baûo veä. Chaát löôïng lôùp kim loaïi phun phuï thuoäc vaøo raát nhieàu yeáu toá : Ñoä xoáp lôùp phun, kích thöôùc haït phun toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa haït ñeán beà maët lôùp phuû, aùp suaát khí neùn. Khoaûng caùch giöõa voøi phun vaø beà maët chi tieát. Phöông phaùp vaø chaát löôïng chuaån bò beà maët chi tieát, tính chaát ngoïn löûa, thaønh phaàn khí phun v.v ÖÙng duïng lôùp phuû baèng phöông phaùp phun ñeå chòu nhieät, phun kim loaïi coøn ñöôïc duøng ñeå baûo veä lam kim loaïi trong khoâng khí, trong khí quyeån vuøng bieån, nöôùc soâng, cho keát caáu laép saün v.v e) Caùc phöông phaùp khaùc : Ngoaøi caùc phöông phaùp ñaõ neâu ngöôøi ta coøn duøng phöông phaùp maï ñieän, traùng men chòu nhieät, phuû baèng caùc hôïp chaát khoâng noùng chaûy, phuû baèng kim loaïi goám 3. Duøng moâi tröôøng ñeå baûo veä : Phöông phaùp löïa choïn vaø söû duïng thaønh phaàn moâi tröôøng khí thích hôïp ñeå choáng aên moøn khi khí gia coâng nhieät caùc kim loaïi. Veà nguyeân taéc thì taïo ñieàu kieän ñeå loaïi tröø khaû naêng tieán haønh quaù trình aên moøn, nghóa laø theá ñaúng nhieät, ñaúng aùp cuûa kim loaïi trong moâi tröôøng laø döông nghóa laø : DG > 0.
  23. CHÖÔNG III AÊN MOØN ÑIEÄN HOÙA I. KHAÙI NIEÄM VEÀ AÊN MOØN ÑIEÄN HOÙA: Nghieân cöùu moät pin Cu - Zn trong dung dòch ñieän ly ta thaáy keõm bò aên moøn do hieän töôïng hoøa tan. Phaûn öùng xaûy ra treân axit. Zn – 2e = Zn+2 Trong thöïc teá quaù trình aên moøn xaûy ra treân cuøng moät kim loaïi, nghóa laø treân cuøng moät kim loaïi coù caû quaù trình anot vaø catot vaø ñöa ñeán söï phaù huûy kim loaïi. Nhö vaäy treân beà maët kim loaïi coù raát nhieàu catot, anot gaàn nhau taïo thaønh heä thoáng vi pin nhieàu cöïc ta goïi laø aên moøn ñieän hoùa. AÊn moøn ñieän hoùa laø quaù trình aên moøn maø trong ñoù phaùt sinh ra doøng ñieän. Vì vaäy aên moøn ñieän hoùa chæ xaûy ra khi kim loaïi tieáp xuùc vôùi moâi tröôøng ñieän ly. II. ÑIEÄN LY ÑIEÄN CÖÏC VAØ CÔ CAÁU AÊN MOØN ÑIEÄN HOÙA : 1. Ñieän theá ñieän cöïc : Khi nhuùng 1 thanh kim loaïi vaøo dung dòch ñieän ly, giöõa chuùng hình thaønh laïi söï phaân boá ñieän tích. Treân beà maët phaân chia pha taïo thaønh lôùp ñieän tích keùp. Trong ñieàu kieän aên moøn thöôøng gaëp thì cation kim loaïi seõ chuyeån töø maïng löôùi tinh theå vaøo dung dòch ñeå laïi beà maët kim loaïi ñieän töû dö ñeå taïo thaønh ion hydrat hoùa theo phaûn öùng : +n Me + mH2O =Me . mH2O + ne Löôïng ñieän tích do caùc cation kim loaïi chuyeån vaøo dung dòch trong moät ñôn vò thôøi gian chính laø toác ñoä quaù trình thuaän ñöôïc theå hieän baèng doøng ñieän töông öùng i1 . Ta goïi ñoù laø quaù trình oxi hoùa. Caùc cation kim loaïi trong dung dòch chuyeån ñeán beà maët phaân chia pha giöõa dung dòch vaø kim loaïi nhaän ñieän töû ñeå trôû thaønh nguyeân töû theo phaûn öùng: +n Me .mH2O + ne = Me + mH2O Quaù trình naøy ngöôïc vôùi quaù trình thöù nhaát. Toác ñoä cuûa quaù trình ngöôïc naøy laø i2. Ta goïi ñoù laø quaù trình khöû.
  24. Khi toác ñoä i1 > i2 ion kim loaïi seõ chuyeån ra ngoaøi dung dòch quaù trình luùc ñoù laø quaù trình oxi hoùa : ia = i1 – i2 Trong tröôøng hôïp ngöôïc laïi i2 >i1 ion kim loaïi phoùng ñieän, quaù trình luùc ñoù laø quaù trình khöû : ik = i2 – i1 Khi lôùp ñieän tích keùp hình thaønh, ñeán luùc naøo ñoù thieát laäp traïng thaùi caân baèng ñoäng. Quaù trình oxy hoùa baèng quaù trình khöû. Khi ñoù i = i2 = i0. Ta goïi i0 laø doøng ñieän trao ñoåi. Lôùp ñieän tích keùp ñöôïc caân baèng gioáng nhö moät tuï ñieän 2 lôùp ñieän tích traùi daáu vaø xuaát hieän moät böôùc nhaåy ñieän theá. Ñoä cheânh leäch ñieän theá giöõa beà maët kim loaïi vaø dung dòch goïi laø ñieän theá ñieän cöïc cuûa kim loaïi. Raát khoù xaùc ñònh ñöôïc ñieän theá ñieän cöïc moät caùch chính xaùc. Ngöôøi ta chæ xaùc ñònh giaù trò töông ñoái ñieän theá ñieän cöïc baèng caùch so saùnh vôùi ñieän cöïc tieâu chuaån hydro vaø qui öôùc ñieän theá ñieän cöïc tieâu chuaån cuûa hydro baèng khoâng. Ñieän cöïc tieâu chuaån hydro laø moät taám baïch kim (Pt) coù phuû baïch kim ñen (baïch kim daïng haït nhoû, coù khaû naêng haáp phuï hydro toát) nhuùng trong dung dòch chöùa ion hydro coù hoaït ñoäng aHt = 1 (ví duï : noàng ñoä dung dòch H2SO4 noàng ñoä 1,8N hoaëc dung dòch HCl noàng ñoä 1,3N) dung dòch ñöôïc baõo hoøa khí hydro coù aùp suaát baèng 1 at. Muoán xaùc ñònh ñieän theá cuûa moät ñieän cöïc naøo ñoù ta thieát laäp moät pin, trong ñoù moät ñieän cöïc laø ñieän cöïc chuaån hidro, ñieän cöïc kia laø thanh kim loaïi caàn nghieân cöùu nhuùng vaøo dung dòch ñieän ly. Trò soá söùc ñieän ñoäng sinh ra giöõa ñieän cöïc kim loaïi vaø ñieän cöïc chuaån hidro - chính laø trò soá ñieän cöïc kim loaïi trong dung dòch ñieän ly ñoù. Khi xaùc ñònh ñieän theá cöïc chuaån cuûa kimloaïi nhuùng trong dung dòch muoái cuûa noù coù hoaït ñoä cuûa ion kim loaïi a metan = 1. 2. Ñieän theá ñieän cöïc thuaän nghòch vaø khoâng thuaän nghòch : Khi nhuùng moät thanh kim loaïi vaøo chaát ñieän ly coù khaû naêng xuaát hieän ñieän theá ñieän cöïc thuaän nghòch hoaëc khoâng thuaän nghòch tieáp theo baûn chaát cuûa kim loaïi vaø dung dòch ñieän ly. a) Ñieän theá ñieän cöïc thuaän nghòch : Khi nhuùng moät thanh kim loaïi vaøo dung dòch muoái cuûa noù. Neáu quaù trình chæ coù caùc cation kim loaïi tham gia phaûn öùng ngoaøi ra khoâng coøn caùc
  25. cation naøo tham gia vaøo quaù trình ñieän cöïc nöõa. Khi thieát laäp traïng thaùi caân baèng ñoäng, doøng ñieän i1 = i2 = i0 ñöôïc vieát baèng phöông trình thuaän nghòch sau: +n Me + mH2O Me .mH2O + ne Nhö vaäy soá Me ♦ Me+n.mH O löôïng cation hoøa tan 2 i vaøo dung dòch bao 1 nhieâu cuõng baèng soá Kim +n cation. Me ℜ Me .mH2O loaïi i2 Sô ñoà thieát laäp ñieän Keát tuûa treân beà theá ñieän cöïc kim loaïi maët kim loaïi. Keát quaû thuaän nghòch ñieän cöïc kim loaïi khoâng bò aên moøn. Ñieän theá ñieän cöïc ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc : 0 RT j( ) = j( ) + lgnal +n (3-1) Me tn Me tn nF Me j0 - Ñieän theá ñieän cöïc tieâu chuaån cuûa kim loaïi. (Me)tn R - Haèng soá khí lyù töôûng. T - Nhieät ñoä tuyeät ñoái 0K. n - Hoùa trò ion kim loaïi. F - Haèng soá Faraday. aMe+n - Hoaït ñoä ion kim loaïi trong dung dòch. Ta goïi ñoù laø ñieän theá ñieän cöïc thuaän nghòch. b) Ñieän theá ñieän cöïc khoâng thuaän nghòch : +n Ñieän theá ñieän cöïc khoâng thuaän nghòch Me ♦ Me .mH2O i laø ñieän theá xaùc ñònh trong ñieàu kieän, quaù trình 1 +n trao ñoåi ngoaøi ion kim loaïi coøn coù caùc loaïi ion Me ℜ Me .mH2O i2 khaùc cuõng tham gia quaù trình trao ñoåi : Ví duï : + H ♦ H .H2O i ' +n 1 Me + mH2O Me . mH2O + ne H ℜ H+.H O + 2 i ' H + H2O H .H2O + e 2 Ta goïi doøng ñieän thuaän nghòch cuûa quaù trình oxi hoùa - khöû kim loaïi laø I1 vaø I2. Coøn Sô ñoà thieát laäp ñieän theá ñieän cöïc kim loaïi khoâng thuaän nghòch
  26. doøng ñieän thuaän nghòch cuûa quaù trình oxi hoùa khöû hydro laø I1’ vaø I2’. Khi doøng ñieän oån ñònh, toång caùc doøng ñieän thuaän baèng toång caùc doøng ñieän nghòch. I1 + I1’ = I2 + I2’ Nhöng vì I1 > I2 nghóa laø soá cation kim loaïi chuyeån vaøo dung dòch trong moät ñôn vò thôøi gian lôùn hôn soá löôïng cation kim loaïi töø dung dòch keát tuûa baùm vaøo beà maët kim loaïi. Keát quaû kim loaïi bò aên moøn. Ñieän theá ñieän cöïc khoâng thuaän nghòch chæ coù theå xaùc ñònh baèng phöông phaùp ño, khoâng theå tính toaùn theo phöông trình nhieät ñoäng Nerst. Ñieän theá ñieän cöïc khoâng thuaän nghòch phuï thuoäc maø baûn chaát hoùa hoïc, traïng thaùi beà maët cuûa kim loaïi, söï haáp phuï nguyeân töû, phaân töû treân beà maët kim loaïi (ñaëc bieät laø oxy vaø hydro). Ngoaøi ra noù coøn phuï thuoäc vaøo baûn chaát hoùa hoïc, noàng ñoä, nhieät ñoä cuûa dung dòch. 3. Cô cheá aên moøn ñieän hoùa : Söï hoøa tan ñieän hoùa hoïc kim loaïi laø moät quaù trình phöùc taïp bao goàm 3 quaù trình : a) Quaù trình anot : Quaù trình anot laø quaù trình xaûy ra ôû khu vöïc maø kim loaïi bò ion hoùa vaø chuyeån vaøo dung dòch, do ñoù treân beà maët kim loaïi dö moät löôïng ñieän töû töông öùng. Quaù trình xaûy ra theo phöông trình : +mH2O +n ne ¬ Me ¾¾®¾¾ Me .mH2O (3-3) Quaù trình naøy, kim loaïi maát ñieän töû, noù bò oxi hoùa. b) Quaù trình catoát : Quaù trình catoát laø quaù trình xaûy ra ôû khu vöïc maø ôû ñoù caùc ion, nguyeân töû hoaëc phaân töû cuûa chaát ñieän ly nhaän ñieän töû treân beà maët kim loaïi. Ta goïi caùc ion, nguyeân töû, phaân töû ñoù laø chaát khöû cöïc. Chaát khöû cöïc ñaõ nhaän ñieän töû dö treân beà maët kim loaïi theo phöông trình : D + ne ® [D.ne] (3-4) Caùc ion, nguyeân töû, phaân töû nhaän ñieän töû noù ñaõ bò khöû. c) Quaù trình chuyeån ñieän töû : Khi hai quaù trình ñieän cöïc xaûy ra ñoàng thôøi coù söï chuyeån ñieän töø töø vuøng anot sang vuøng catot. Trong dung dòch ñieän ly cuõng coù söï chuyeån cation vaø anion töông öùng.
  27. Nhö vaäy quaù trình aên moøn kim loaïi xaûy ra ñoàng thôøi vôùi söï xuaát hieän doøng ñieän giöõa hai cöïc (hai vuøng) khaùc nhau cuûa kim loaïi. Vuøng kim loaïi bò hoøa tan ñoùng vai troø cöïc döông (anot). Vuøng kia ñoùng vai troø cöïc aâm (catot). Vuøng anot +mH2O +n Me Me .mH2O ne K+ Vuøng canot [D.ne] ne D A Sô ñoà quaù trình aên moøn ñieän hoùq Moät heä thoáng xaûy ra caùc quaù trình nhö treân goïi laø nguyeân toá Gunvame. Vaäy nguyeân toá ganvame laø heä thoáng trong ñoù xaûy r söï bieán ñoåi hoùa chính laø quaù trình laøm vieäc cuûa caùc nguyeân toá ganvame. III. ÑOÄNG HOÏC CAÙC QUAÙ TRÌNH ÑIEÄN CÖÏC : 1. Hieän töôïng phaân cöïc vaø khöû phaân cöïc : a) Phaân cöïc : Khi nhuùng hai thanh kim loaïi khaùc nhau vaøo moät dung dòch ñieän ly. 0 0 Chuùng taïo thaønh hai ñieän cöïc khaùc nhau. jk vaø ja . Khi noái hai ñieän cöïc vôùi nhau baèng moät daây daãn seõ coù moät doøng ñieän chaïy qua trong maïch. Ñieän theá ñieän cöïc luùc naøy leäch khoûi vò trí caân baèng. Ñieän theá ñieän cöïc anoát dòch chuyeån veà phía löông. Ñieän theá catot dòch chuyeån veà phía aâm. Söï dòch chuyeån ñieän theá ra khoûi traïng thaùi caân baèng ta goïi laø söï phaân cöïc. b) Ñöôøng cong phaân cöïc : Ñeå nghieân cöùu quaù trình ñieän cöïc, ngöôøi ta thieát laäp quan heä söï phuï thuoäc giöõa ñieän theá ñieän cöïc (j V) vôùi maät ñoä doøng ñieän (I mA/cm2). Bieåu ñoà thieát laäp söï phuï thuoäc cuûa trò soá ñieän theá ñieän cöïc vaøo maät ñoä doøng ñieän ta goïi ñoù laø ñöôøng cong phaân cöïc. Treân heä toïa ñoä, truïc tung cuûa toïa ñoä ghi trò soá aâm cuûa ñieän theá, truïc hoaønh ghi trò soá maät ñoä doøng ñieän. Ñoä doác cuûa ñöôøng cong phaân cöïc caøng lôùn ñoä phaân cöïc caøng kín, ngöôïc laïi ñoä doác cuûa ñöôøng cong phaân cöïc caøng nhoû thì ñoä phaân cöïc caøng nhoû, nghóa laø quaù trình ñieän cöïc xaûy ra deã daøng hôn.
  28. Ñöôøng cong phaân cöïc coù yù nghóa j thöïc teá ñeå giaûi thích nhöõng ñònh luaät cô 0 baûn cuûa quaù trình aên moøn. jA A Xaây döïng ñöôøng cong phaân cöïc Va baèng thöïc nghieäm laø moät trong nhöõng K phöông phaùp cô baûn ñeå nghieân cöùu cô VK caáu cuûa quaù trình aên moøn. 0 c) Phaân cöïc : jK Nhöõng quaù trình laøm giaûm söï phaân cöïc anot, catot coù nghóa laø laøm O i i cho quaù trình anot vaø catot tieán haønh deã daøng hôn goïi laø söï khöû phaân cöïc Ñoà thò ñöôøng cong phaân cöïc anot, catot. 2. Phaân cöïc anot : Quaù trình anot laø quaù trình hoøa tan kim loaïi nghóa laø ion kim loaïi töø maïng löôùi tinh theå kim loaïi chuyeån vaøo dung dòchvaø taïo thaønh ion hydrat hoùa. +n mH2O +n Me . ne + ¾¾®¾ Me .mH2O + ne Söï phaân cöïc anot ngaên caûn quaù trình anot laøm cho quaù trình anot tieán haønh khoù khaên hôn. Ñieän theá anot chuyeån veà phía döông hôn. Nguyeân nhaân cuûa söï phaân cöïc anot laø a) Laøm chaäm quaù trình phaûn öùng anot aên moøn kim loaïi do phaân cöïc ñieän hoùa hoïc (Dja) ñöôïc goïi laø quaù theá ion hoùa kim loaïi. Khi maät ñoä doøng nhoû (I 10–2 A/m2 söï phuï thuoäc quaù theá vaøo maät ñoä doøng baèng phöông trình : Dja = a1 + b1 lgia (3-6) Trong ñoù : a1 - haèng soá phuï thuoäc vaøo vaät lieäu, traïng thaùi beà maët anot vaø nhieät ñoä. b1 - Haèng soá lieân quan tôùi cô cheá xuaát hieän quaù theá ion hoùa kim loaïi.
  29. b) Laøm chaäm söï khueách taùn ion kim loaïi töø beà maët vaøo dung dòch ñöa ñeán söï phaân cöïc noàng ñoä (Dja)nñ. Söï phaân cöïc noàng ñoä coù theå xaùc ñònh theo phöông trình: ' RT aMe+n (Dja)nñ = 2.303 lg (3-7) nF aMe+n ' aMe+n - hoaït ñoä ion kim loaïi lôùp saùt beà maët aMe+n - hoaït ñoä ion kim loaïi trong dung dòch. c) Taïo thaønh maøng thuï ñoäng treân anot : Trong dung dòch ñieän ly coù chaát oxi hoùa, khoâng coù caùc anion hoaït ñoäng neân noù coù khaû naêng taïo maùng baûo veä laøm cho ñieän theá anot chuyeån veà phía döông hôn. 3. Phaân cöïc catot : Quaù trình catot laø quaù trình khöû nghóa laø quaù trình laáy ñieän töû dö do caùc chaát khöû naøo ñoù. Kyù hieäu laø D. D + ne ® [Dne] (3-8) Ví duï : Do caùc ion bò khöû : + 1 H.H2O + e = H2 + H2O 2 + Ag .mH2O + e = Ag + mH2O Do caùc phaân töû trung tính : – O2 + 4e + 2H2O = 4 OH Maøng khoâng tan : – CuO + 2e + H2O = Cu + 2OH Caùc hôïp chaát höõu cô : + RO + 2e + 4H = RH2 + H2O R - goác cuûa phaân töû höõu cô. Nguyeân nhaân cuûa phaân cöïc catot : - Laøm chaäm quaù trình catot do phaân cöïc ñieän hoùa goïi laø quaù theá cuûa phaûn öùng khöû phaân cöïc catot. Kyù hieäu (hk)ñh
  30. - Laøm chaäm quaù trình catot do phaân cöïc noàng ñoä : (hk)nñ do hai nguyeân nhaân. + Khueách taùn chaát khöû phaân cöïc töø dung dòch ñeán beà maët catot chaäm. + Khueách taùn saûn phaåm catot töø beà maët pha kim loaïi - dung dòch ra dung dòch chaäm. 4. Söï khöû phaân cöïc hydro : a) AÊn moøn kim loaïi vôùi söï khöû phaân cöïc hydro vaø khaû naêng nhieät ñoäng cuûa noù : Quaù trình aên moøn kim loaïi maø chaát khöû phaân cöïc laø ion H+ saûn phaåm thoaùt ra ôû catot laø hydro theo phaûn öùng : + 1 HH2O + e = H + H2O = H2 + H2O 2 Goïi laø aên moøn kim loaïi vôùi söï khöû phaân cöïc hydro. Ñieàu kieän moâi tröôøng : thöôøng tieán haønh trong moâi tröôøng axit. Ñieàu kieän cô baûn ñeå kim loaïi bò aên moøn vôùi söï khöû phaân cöïc hydro laø : (j) < (j ) (3-9) Me tn H2 tn (jMe )tn - ñieän theá ñieän cöïc cuûa kim loaïi (j ) - ñieän theá ñieän cöïc hydro thuaän nghòch. H2 tn 0 RT aH+ (jH )tn = j(H ) + 2,303lg 1 2 2 tn nF P 2 H2 j0 = 0 ñieän theá ñ/c tieâu chuaån cuûa ñieän cöïc hydro. (H2 )tn + aH+ - hoaït ñoä cuûa ion H P - aùp suaát rieâng phaàn cuûa hydro. H2 b) Quaù trình ñieän cöïc : Quaù trình catot khöû phaân cöïc hydro chia laøm 6 giai ñoaïn : + a- Caùc ion hydro bò hidrat hoùa taïo thaønh ion hydroxan (H .H2O) sau ñoù khueách taùn ñeán beà maët ñieän cöïc catot. b- ÔÛ catot caùc ion hydroxan bò khöû thaønh nguyeân töû hydro coù khaû naêng haáp phuï treân beà maët kim loaïi goïi laø hydro haáp phuï :
  31. + H.H2O + e = Hhp + H2O c- Moät phaàn nguyeân töû hydro khueách taùn saâu vaøo beà maët kim loaïi : d- Phaàn lôùn nguyeân töû hydro hôïp thaønh phaân töû hydro : Hhp + Hhp = H2 e- Caùc phaân töû H2 khueách taùn vaøo dung dòch qua maët thoaùng khueách taùn vaøo khoâng khí. g- Caùc phaân töû hydro treân beà g maët catot taäp hôïp laïi thaønh boït khí thoaùt ra khoûi beà maët kim loaïi. Caùc giai ñoaïn cuûa phaûn öùng e ñieän ñöôïc bieåu dieãn theo sô ñoà. d Nguyeân nhaân cuûa söï phaân cöï C b do caû phaân cöïc ñieän hoùa vaø phaân cöïc Me noàng ñoä. a H+.H O + Phaân cöïc ñieän hoùa : 2 Söï laøm chaäm quaù trình phaân Sô ñoà caùc giai ñoaïn cuûa quaù trình catot cöïc catot do phaân cöïc ñieän hoùa ñöôïc khöû phaân cöïc Hydro coi laø quaù theá Hydro kyù hieäu laø hK 0 hK = (DVK)dh = VK – VK (3-10) 0 Trong ñoù : VK - ñieän theá cöïc caân baèng VK - ñieän theá ñieän cöïc catot sau khi ñaõ phaân cöïc Quaù theá Hydro phuï thuoäc vaøo maät ñoä doøng ñieän catot, vaät lieäu laøm -2 2 catot, traïng thaùi beà maët, nhieät ñoä Khi maät ñoä doøng ñieän nhoû i K 10 A/m . Quaù theá hydro ñöôïc theå hieän theo phöông trình logarit. hK= a1 + b lgiK (3-12) a1 - haèng soá phuï thuoäc vaøo vaät lieäu, traïng thaùi beà maët vaø nhieät ñoä cuûa 2 ñieän cöïc a1 = hK khi iK = 1 A/m
  32. b- Haèng soá lieân quan ñeán cô cheá xuaát hieän quaù theá. –V H VK G 0 V H2 Ñöôøng cong phaân cöïc catot khi aên moøn vôùi söï khöû phaân cöïc Hydro + Phaân cöïc noàng ñoä : Söï khueách taùn ion hydro ñeán beà maët catot chaäm gaây neân söï phaân cöïc noàng ñoä. Söï phaân cöïc noàng ñoä theå hieän theo phöông trình : * RT aH+ hnñ = (DVK)nñ = F 2,303 lg (3-13) aH+ Trong ñoù : * aH+ - Hoaït ñoä cuûa ion hydro treân beà maët catot. aH+ - Hoaït ñoä cuûa ion Hydro trong theå tích dung dòch. 5. Söï khöû phaân cöïc oxi : a) AÊn moøn kim loaïi vôùi söï khöû phaân cöïc oxi vaø khaû naêng nhieät ñoäng cuûa noù. Quaù trình aên moøn kim loaïi maø chaát khöû phaân cöïc laø oxy hoøa tan trong dung dòch theo phaûn öùng nhö sau : - O2 + 4e + H2O = 4 OH Ñieàu kieän moâi tröôøng : Khi kim loaïi tieáp xuùc vôùi moâi tröôøng trung tính nhö aên moøn trong nöôùc bieån, trong ñaát, trong khí quyeån, axit yeáu hay kieàm. Ñieàu kieän cô baûn laø : (j ) < (j ) (3-14) Me tn O2 tn P 0 RT O 2 (jO ) =j+2,303lg 2 O 2 4F a OH -
  33. j0 - ñieän theá ñieän cöïc tieâu chuaån cuûa ñieän cöïc oxy. O2 P - AÙp suaát rieâng phaàn cuûa oxy. O2 aOH- - Hoaït ñoä cuûa ion Hydroxyn. b) Quaù trình aên moøn khöû phaân cöïc oxi : Quaù trình aên moøn khöû phaân cöïc oxi goàm 6 giai ñoaïn chính : 1. Oxi khueách taùn vaøo dung dòch ñieän ly qua maët thoaùng cuûa dung dòch tieáp xuùc vôùi khoâng khí. 2. Oxi hoøa tan vaøo dung dòch ñieän ly nhôø ñoái löu töï nhieân hoaëc khuaáy troän cöôõng böùc dung dòch ñieän ly. V K.Khí 3. Chuyeån oxi qua lôùp Pran (lôùp chaát ñieän giaûi gaàn beà maët aên moøn kim loaïi coù chieàu V0 daøy laø P) toác ñoä doøng chaát ñieän giaûi thay ñoåi töø 1 O2 V0 ñeán O nhôø söï chuyeån ñoäng cuûa chaát ñieän ly 6 oxi hoøa tan trong. – H O 4. Chuyeån oxi qua lôùp khueách taùn lôùp 4 ® O i ï 2 ñieän giaûi coù chieàu daøy oâ hay maøng saûn phaåm 5 a 2 H o l + aên moøn treân kim loaïi. e 4 m i + 2 K 5. Ion hoùa oxi trong moâi tröôøng kieàm : O 4 3 - O2 + 4e + 2H2O = 4OH d Trong moâi tröôøng axit yeáu : P + O2 + 4e + 4H = 2H2O Sô ñoà quaù trình catot 6. Khueách taùn ion OH– töø beà maët catot khöû phaân cöïc oxi ra dung dòch. Trong 6 giai ñoaïn theá giaûi 4 0,5 laø chaäm hôn caû. Do ñoù hai giai ñoaïn naøy 1 khoáng cheá quaù trình aên moøn khöû phaân cöïc oxi. Khi chaát ñieän ly khoâng chuyeån ñoäng lôùp khueách taùn d lôùn ñeán 1mm, giai ñoaïn chaäm laø giai ñoaïn khueách taùn. Khi khuaáy troän maïnh lôùp khueách taùn chæ coøn 0,02 ¸ 0,1mm toác ñoä aên moøn taêng leân.
  34. IV. CAÙC NHAÂN TOÁ AÛNH HÖÔÛNG ÑEÁN QUAÙ TRÌNH AÊN MOØN ÑIEÄN HOÙA : 1. Caùc nhaân toá beân trong : a) Ñoä beàn nhieät ñoäng cuûa kim loaïi : Kim loaïi bò aên moøn ñieän hoùa khi noù ñoùng vai troø ñieän cöïc anot trong nguyeân toá Ganvame. Veà phöông dieän nhieät ñoäng, quaù trình aên moøn coù khaû naêng töï xaûy ra khi bieán thieân naêng löôïng töï do cuûa noù DG 0. Ñieän theá ñieän cöïc phuï thuoäc vaøo baûn chaát cuûa kim loaïi ñoù. Kim loaïi bò aên moøn trong moâi tröôøng ñieän ly coøn phuï thuoäc vaøo tính chaát cuûa saûn phaåm aên moøn hoaëc khaû naêng thuï ñoäng cuûa noù trong moâi tröôøng ñoù. b) Ñoä beàn cuûa kim loaïi phuï thuoäc vaøo vò trí cuûa noù trong baûng heä thoáng tuaàn hoaøn. Trong moät phaân nhoùm ñoä beàn taêng töø treân xuoáng döôùi, töùc taêng khoái löôïng nguyeân töû. Ví duï: IB IIB VIV Cu Zn Fe Ag Cd Rn Au Hg Oz c) Caáu taïo vaø tính chaát cuûa hôïp kim Hôïp kim ñöôïc duøng nhieàu trong kyõ thuaät. Ñoä beàn cuûa noù phuï thuoäc vaøo thaønh phaàn vaø caáu truùc cuûa noù, coù hai loaïi hôïp kim : Hôïp kim 1 pha vaø hôïp kim nhieàu pha. Hôïp kim 1 pha laø dung dòch raén ñöôïc söû duïng nhieàu trong kyõ thuaät aên moøn. Hôïp kim nhieàu pha ñöôïc taïo thaønh do caùc kim loaïi ôû caùc traïng thaùi keát tinh khaùc nhau. Quan ñieåm ñieän hoùa hôïp kim nhieàu pha ñoä beàn aên moøn keùm. e) Traïng thaùi beà maët kim loaïi : Beà maët kim loaïi ñoàng nhaát, nhaün boùng kim loaïi beàn hôn. Beà maët khoâng ñoàng nhaát deã bò aên moøn hôn.
  35. 2. Caùc nhaân toá beân ngoaøi : a) Ñoä pH cuûa dung dòch : pH = –lg aH+ pH 7 Kieàm + AÛnh höông tröïc tieáp trong tröôøng hôïp ion H+ hoaëc OH– tröïc tieáp tham gia phaûn öùng ñieän cöïc laøm thay ñoåi ñieän theá ñieän cöïc. + AÛnh höôûng giaùn tieáp : taïo maøng saûn phaåm thuï ñoäng laøm giaûm toác ñoä aên moøn hoaëc hoøa tan saûn phaåm aên moøn laøm maát khaû naêng baûo veä cuûa maøng. b) Thaønh phaàn vaø noàng ñoä chaát ñieän ly : Toác ñoä aên moøn ñieän hoùa phuï thuoäc vaøo baûn chaát dung dòch muoái hoøa tan vaø noàng ñoä cuûa noù trong dung dòch. Caùc muoái coù tính oxi hoùa coù taùc duïng taïo maøng thuï ñoäng khi taêng noàng ñoä, toác ñoä aên moøn seõ giaûm. Nhöng neáu caùc muoái oxi hoùa coù taùc duïng khöû phaân cöïc toác ñoä aên moøn taêng khi taêng noàng ñoä. Caùc muoái thuûy phaân (Na2CO3) taïo moâi tröôøng kieàm laøm thay ñoåi ñoä pH vaø aûnh höôûng ñeán toác ñoä aên moøn. - Caùc muoái hoøa tan taùc duïng vôùi kim loaïi taïo saûn phaåm aên moøn khoù hoøa tan. - Toác ñoä aên moøn coøn phuï thuoäc vaøo baûn chaát cuûa cation vaø anion cuûa dung dòch muoán hoøa tan. Neáu söï haáp phuï cuûa cation hoaëc anion laøm thay ñoåi cô caáu cuûa lôùp ñieän tích keùp gaàn ñieän tích ñieän cöïc kim loaïi do ñoù laøm giaûm toác ñoä aên moøn. Ngöôïc laïi phaù huûy maøng thuï ñoäng noù seõ laøm taêng toác ñoä aên moøn. c) Nhieät ñoä vaø aùp suaát moâi tröôøng : Ña soá tröôøng hôïp nhieät ñoä gaây aûnh höôûng ñeán toác ñoä aên moøn. Nhieät ñoä cao toác ñoä aên moøn lôùn. Tuy nhieân coù moät soá tröôøng hôïp khi taêng toác ñoä aên moøn ñeán moät giaù trò naøo ñoù toác ñoä aên moøn laïi bò giaûm. AÙp suaát cuõng aûnh höôûng ñeán toác ñoä aên moøn. Thay ñoåi aùp suaát laøm thay ñoåi ñoä hoøa tan khí trong dung dòch, thay ñoåi quaù trình thuûy phaân vaø laøm taêng öùng suaát noäi trong thieát bò daãn ñeán taêng toác ñoä aên moøn. d) Toác ñoä di chuyeån cuûa dung dòch ñieän ly : AÛnh höôûng cuûa toác ñoä di chuyeån cuûa dung dòch ñeán toác ñoä aên moøn raát phöùc taïp. Coù loaïi khi taêng toác ñoä cuûa dòch toác ñoä aên moøn taêng nhöng sau ñoù
  36. laïi giaûm hoaëc ngöôïc laïi. Ñoái vôùi moâi tröôøng coù caùc anion hoaït ñoäng phaù huûy maøng thuï ñoäng khi taêng toác ñoä di chuyeån cuûa doøng chaûy toác ñoä aên moøn taêng leân. g) AÛnh höôûng cuûa doøng ñieän roø : Doøng ñieän roø laø doøng ñieän töø caùc nguoàn khaùc nhau ñi vaøo loøng ñaát. Quaù trình aên moøn chuû yeáu do doøng 1 chieàu sinh ra. Trong vuøng doøng ñieän ñi qua chia laøm 3 vuøng nhoû : Vuøng catot laø vuøng doøng ñieän taûn ñi vaøo thieát bò hoaëc duøng oáng. Vuøng naøy khoâng bò aên moøn. Vuøng trung hoøa laø vuøng khoâng coù doøng ñieän ñi vaøo kim loaïi khoâng bò aên moøn. Vuøng anot : doøng ñieän töø thieát bò ñi ra ñi vaøo ñaát ñeå trôû veà nguoàn, vuøng naøy kim loaïi bò aên moøn. h) AÛnh höôûng cuûa caáu taïo thieát bò : Caáu taïo thieát bò khoâng hôïp lyù coù theå gaây ra vuøng öùng suaát neân gaây aên moøn maïnh. Keát caáu khoâng hôïp lyù gaây öù ñoïng chaát loûng aên moøn. Keát caáu thieát bò hôïp lyù laø moät trong nhöõng bieän phaùp CAM hieäu quaû. V. XAÙC ÑÒNH TOÁC ÑOÄ AÊN MOØN ÑIEÄN HOÙA THEO ÑIEÀU KIEÄN AÊN MOØN : Phöông phaùp xaùc ñònh toác ñoä aên moøn ñieän hoùa theo bieåu ñoà coøn goïi laø phöông phaùp ñieän hoùa : Trò soá khoái löôïng kim loaïi bò aên moøn ôû anot ñöôïc xaùc ñònh theo ñònh luaät Farañaây. A A Dm = q = IT (3-15) nF nF Trong ñoù : Dm - khoái löôïng kim loaïi bò aên moøn (g) A - nguyeân töû gam cuûa kim loaïi (g) q - ñieän löôïng chaïy töø anot qua catot (culong) I - cöôøng ñoä doøng ñieän aên moøn (A) T - thôøi gian aên moøn (s)
  37. n - hoùa trò cuûa kim loaïi F - haèng soá Faraday (F = 96.500) Toác ñoä aên moøn ñieän hoùa tính baèng khoái löôïng kim loaïi bò aên moøn treân ñôn vò dieän tích trong moät ñôn vò thôøi gian, ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc : m A I A Km = = = = iA (3-16) SA T nF SA nF Trong ñoù : 2 2 SA - dieän tích ñieän cöïc anot (m , cm ) 2 2 iA - maät ñoä duøng anot (A/m ; A/cm ) 2 2 km : toác ñoä aên moøn kim loaïi (g/m .s ; g/cm .s)
  38. CHÖÔNG IV PHÖÔNG PHAÙP CHOÁNG AÊN MOØN I. PHÖÔNG PHAÙP HÔÏP KIM HOÙA : 1) Ñöa vaøo hôïp kim caùc caáu töû coù khaû naêng taïo maøng saûn phaåm. Ví duï : Hôïp kim Cu - Al ; Cu - Zn 2) Ñöa vaøo kim loaïi caùc caáu töû laøm giaûm hoaït tính catot cuûa hôïp kim. Ví duï : laøm taêng quaù theá Hydro aên moøn trong ñöôïc Axít nhö hôïp kim Manhe Mangan. 3) Ñöa vaøo kim loaïi caùc caáu töû laøm giaûm hoaït tính anot. Ví duï : Cu - Au, N - Cu. 4) Traùnh taïo lieân haït coù hoaït tính anot. 5) San baèng giaù trò ñieän theá cuûa haït vaø lieân haït. II. PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ MOÂI TRÖÔØNG : 1. Giaûm haøm löôïng chaát khöû phaân cöïc : Ví duï : Khöû phaân cöïc H+ ta trung hoøa moâi tröôøng baèng voâi soáng. 2. Khöû oxy hoaëc khöû ngaäm khí trong nöôùc baèng : + Taùch nhieät : t0 cao oxy hoøa tan giaûm. + Troän nöôùc vôùi caùc khí khoâng chöùa oxi. + Phöông phaùp hoùa hoïc cho vaøo nöôùc chöùa chaát khöû : Na2SO3 ; SO2 ; Na2S2O4 Na2SO3 + O2 = 2Na2SO4 3. Duøng chaát laøm chaäm aên moøn : Chaát laøm chaäm (hay chaát öùc cheá) laø caùc chaát khi cho löôïng nhoû chaát laøm chaäm aên moøn vaøo moâi tröôøng. Toác ñoä aên moøn kim loaïi hoaëc hôïp kim giaûm ñi raát nhanh. Do cô caáu taùc duïng ngöôøi ta chia ra : Chaát laøm chaäm anot Chaát laøm chaäm catot Chaát taïo maøng Chaát laøm chaäm do taùc duïng ñoàng thôøi cuûa caùc loaïi treân. Moät soá chaát laøm chaäm aên moøn chính duøng laø : - Chaát laøm chaäm aên moøn trong axit. - Chaát laøm chaäm aên moøn trong nöôùc vaø dung dòch muoái. - Chaát laøm chaäm aên moøn trong khoâng khí.
  39. III. PHÖÔNG PHAÙP BAO PHUÛ BAÛO VEÄ : 1. Bao phuû kim loaïi : Bao phuû ñeå choáng aên moøn cho kim loaïi neáu chia laøm 2 loaïi : a) Bao phuû catot : ngaên noù khoâng cho kim loaïi neàn taùc duïng vôùi moâi tröôøng. Kim loaïi phuû coù ñieän theá döông hôn so vôùi kim loaïi neàn trong ñieàu kieän moâi tröôøng caàn baûo veä. b) Bao phuû anot : Kim loaïi phuû coù ñieän theá aâm hôn kim loaïi neàn, khi lôùp phuû bò phaù hoaïi cuïc boä kim loaïi neàn vaãn khoâng bò aên moøn. Ñeå taïo lôùp phuû ta söû duïng caùc phöông phaùp : - Nhuùng trong kim loaïi noùng chaûy. - Khueách taùn nhieät. - Phöông phaùp nhieät cô. - Phöông phaùp maï ñieän (1837) - Phöông phaùp hoùa hoïc. - Phöông phaùp tieáp xuùc . - Phöông phaùp phun kim loaïi. 2. Bao phuû baèng hôïp chaát hoùa hoïc : Laø phöông phaùp taïo lôùp beà maët kim loaïi thaønh hôïp chaát hoùa hoïc coù tính baûo veä cao nhôø doøng ñieän hoaëc chaát phaûn öùng. a) Oxi hoùa : Ngöôøi ta taït oxi hoùa beà maët caùc chi tieát baèng theùp nhoâm ñeå baûo veä aên moøn trong khoâng khí. Coù theå oxi hoùa baèng hoùa hoïc hoaëc oxi hoùa baèng ñieän ñeå taïo lôùp maøng oxit coù khaû naêng baûo veä. b) Phot phat hoùa : Phot phaùt hoùa laø taïo neân beà maët kim loaïi moät lôùp maøng phot phaùt coù khaû naêng baûo veä. c) Sunfua hoùa : Taïo neân beà maët chi tieát moät lôùp maøng sunfua ôû nhieät ñoä cao ñeå baûo veä caùc chi tieát baèng theùp gang. d) Nitrat hoùa : - Taïo neân beà maët kim loaïi lôùp phuû baûo veä coù chöùc ion NO2 coù taùc duïng nhö chaát laøm chaäm aên moøn.
  40. e) Nitô hoùa (thaám nitô) 0 Thaám nitô ôû nhieät ñoä 650 ¸ 750 C trong beå chöùa NH3 ion Nitô chieám choã dö thöøa trong maïng löôùi tinh theå coù tính chaát baûo veä aên moøn kim loaïi. 3. Bao phuû baèng vaät lieäu phi kim : a) Bao phuû baèng hôïp chaát höõu cô : + Bao phuû baèng sơn phuû : laø phöông phaùp coå ñieån duøng ñeå baûo veä kim loaïi trong khoâng khí, nöôùc soâng, nöôùc bieån v.v + Bao phuû baèng vöõa traùt : Moät soá vöõa traùt thöôøng duøng : - Vöõa traùt epoxi : nhöïa Epoxy, chaát ñoän, chaát maøu, chaát hoáa dung môi vaø chaát ñoùng raén. - Vöõa traùt faolit : goàm Rezolfenol fomaldehit, chaát ñoän (boät graphít, amian), dung moâi (röôïu etylic) - Lôùp cao su. + Bao phuû baèng vaät lieäu cuoän. Duøng lôùp phuû daïng cuoän coù theå laøm lôùp phuû ñoäc laäp, ngöôøi ta daùn lôùp phuû daïng cuoän leân beà maët kim loaïi caàn baûo veä. + Bao phuû lôùp poplymer daïng taám. b) Bao phuû baèng hôïp chaát voâ cô : + Bao phuû baèng beâtoâng chòu axit. + Bao phuû vöõa traùt chòu axit. + Xaây loùt. + Bao phuû baèng lôùp men. IV. BAÛO VEÄ KIM LOAÏI BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP ÑIEÄN HOÙA : 1. Baûo veä baèng protectô : Baûo veä baèng Protectô laø noái kim loaïi caàn baûo veä vôùi kim loaïi coù ñieän theá aâm hôn trong cuøng moâi tröôøng aên moøn. Kim loaïi coù ñieän theá aâm hôn goïi laø protectô. Trong quaù trình baûo veä protectô bò aên moøn daàn. Ñeå baûo veä caùc keát caáu baèng theùp trong nöôùc bieån ngöôøi ta duøng protectô laø hôïp kim Al - Zn hoaëc hôïp kim Manhe. 2. Baûo veä catot baèng doøng ñieän beân ngoaøi : Laø phöông phaùp baûo veä kim loaïi baèng doøng ñieän moät chieàu thöïc hieän baèng caùc moái kim loaïi caàn baûo veä vôùi cöïc aâm cuûa nguoàn (ñoùng vai troø catot)
  41. coøn cöïc döông noái vôùi ñieän cöïc phuï (ñoùng vai troø anot) seõ bò aên moøn. Ngöôøi ta hay duøng ñöôøng oáng, ñöôøng ray hoûng ñeå laøm cöïc phuï. 3. Baûo veä anot baèng doøng ñieän ngoaøi : Neáu quaù trình thuï ñoäng xaûy ra treân anot thì toác ñoä aên moøn giaûm ñi raát nhieàu. Kim loaïi thuï ñoäng hoùa ñieän theá ñieän cöïc seõ chuyeån veà phía döông hôn. Ñoái vôùi moät soá kim loaïi deã bò thuï ñoäng trong dung dòch coù moâi tröôøng oxi hoùa maïnh vaø khoâng coù caùc anion hoaït ñoäng khöû thuï ñoäng ta coù theå baûo veä anot baèng doøng ñieän ngoaøi baèng phöông phaùp cöïc hoùa anot kim loaïi caân baûo veä. Nghóa laø noái kim loaïi vaøo cöïc döông cuûa nguoàn ñieän moät chieàu beân ngoaøi laøm cho anot bò thuï ñoäng. V. BAÛO VEÄ BAÈNG CAÙCH CAÁU TAÏO THIEÁT BÒ HÔÏP LYÙ : Ñaëc ñieåm caáu taïo cuûa thieát bò aûnh höôûng lôùn ñeán quaù trình aên moøn caáu taïo thieát bò khoâng hôïp lyù laø nguyeân nhaân taïo ra nhöõng vuøng hoaït ñoäng cuûa kim loaïi laøm taêng toác ñoä aên moøn. Vì theá caáu taïo thieát bò hôïp lyù ñöôïc coi nhö moät bieän phaùp baûo veä kim loaïi. Vì vaäy khi thieát keá caàn löu yù. - Traùnh tieáp xuùc tröïc tieáp giöõa caùc kim loaïi cuøng naèm trong moâi tröôøng ñieän ly. - Loaïi boû öùng suaát, ñaëc bieät öùng suaát cuïc boä khoâng caàn thieát. - Caáu taïo oáng thoaùt khoâng ñoïng moâi tröôøng aên moøn. - Traùnh aên moøn cuïc boä do chaát loûng chaûy doïc thaønh thieát bò. - Giaûm nhoû ñeán möùc toái thieåu caùc khe heïp trong caùc moái noái caùc chi tieát naèm trong dung dòch chaát ñieän ly. - Traùnh caùc goùc cheát gaây neân tính khoâng ñoàng nhaát chaát ñieän ly. VI. TOÅ HÔÏP CAÙC PHÖÔNG PHAÙP BAÛO VEÄ : Trong thöïc teá ngöôøi ta thöôøng duøng toå hôïp caùc phöông phaùp baûo veä laøm sao cho hôïp lyù vaø kinh teá nhaát. Thoâng thöôøng ñeå baûo veä keát caáu kim loaïi trong nöôùc biển người ta thöôøng keát hôïp giöõa phöông phaùp sôn phuû baûo veä vôùi baûo veä baèng protectô hoaëc baûo veä baèng doøng ñieän ngoaøi. Phöông phaùp oxi hoùa hoaëc photphaùt hoùa thöôøng söû duïng laøm lôùp neàn cho sôn phuû. Ngöôøi ta coøn söû duïng phoái hôïp caùc vaät lieäu trong keát caáu baûo veä ñeå ñaït ñöôïc hieäu quaû söû duïng hôïp lyù vaø kinh teá nhaát.
  42. LỊCH THI Lớp TCHD32 Thứ 3 ngày 14 tháng 3 phòng V8.4 Từ 09giơ00 - 10 giờ00 THI LẠI Thứ 5 ngày 23 tháng 3 phòng A 3.3 từ 7giờ 00- 8giơ00