Механизм протекания электрохимической коррозии. классификация и виды лакокрасочных материалов и покрытий

Введение

Материалы из металлов под воздействием окружающей среды подвергаются разрушению, которое называется коррозией. Коррозия металлов вызывается окислительно-восстановительными реакциями, в результате которых металлы переходят в окисленную форму и теряют свои свойства, что приводит в негодность металлические материалы. Одной из разновидностей коррозии является электрохимическая, для понимания сущности которой необходимо обратиться к механизму её протекания.
Основной способ защиты от коррозии металла – это создание защитных покрытий – металлических, неметаллических или химических. Важную роль среди этих способов защиты играют лакокрасочные материалы и покрытия.
В связи с отмеченным выше, актуализируется рассмотрение особенностей механизма протекания электрохимической коррозии, а также классификации и видов лакокрасочных материалов и покрытий.
Целью реферативной работы является исследование современных представлений о механизме протекания электрохимической коррозии, а также о классификации и видах лакокрасочных материалов и покрытий
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Рассмотреть понятие и сущность электрохимической коррозии.
2. Дать характеристику механизма протекания электрохимической коррозии.
3. Рассмотреть классификацию и виды лакокрасочных материалов и покрытий.
Структура работы. Реферат представлен введением, основной частью из трёх параграфов, заключением и списком литературы.
1. Понятие и сущность электрохимической коррозии
Электрохимическая коррозия металлов – это процесс разрушения металлов в среде различных электролитов, который сопровождается возникновением внутри системы электрического тока. При таком типе коррозии атом удаляется из кристаллической решетки в результате двух сопряженных процессов:
1. Анодного – металл в виде ионов переходит в раствор.
2. Катодного – образовавшиеся при анодном процессе электроны связываются деполяризатором (вещество — окислитель)1.
Сам процесс отвода электронов с катодных участков называется деполяризацией, а вещества, способствующие отводу, – деполяризаторами.
Наибольшее распространение имеет коррозия металлов с водородной и кислородной деполяризацией.
Водородная деполяризация осуществляется на катоде при электрохимической коррозии в кислой среде.
Кислородная деполяризация осуществляется на катоде при электрохимической коррозии в нейтральной среде.
Все металлы по их отношению к электрохимической коррозии можно разбить на 4 группы, которые определяются величинами их стандартных электродных потенциалов:
1. Активные металлы (высокая термодинамическая нестабильность) – это все металлы, находящиеся в интервале «щелочные металлы — кадмий». Их коррозия возможна даже в нейтральных водных средах, в которых отсутствуют кислород или другие окислители.
2. Металлы средней активности (термодинамическая нестабильность) – располагаются между кадмием и водородом. В нейтральных средах, в отсутствии кислорода, не корродируют, но подвергаются коррозии в кислых средах.
3. Малоактивные металлы (промежуточная термодинамическая стабильность) – находятся между водородом и родием. Они устойчивы к коррозии в нейтральных и кислых средах, в которых отсутствует кислород или другие окислители.
4. Благородные металлы (высокая термодинамическая стабильность) – золото, платина, иридий, палладий. Могут подвергаться коррозии лишь в кислых средах при наличии в них сильных окислителей2

.
Электрохимическая коррозия может протекать в различных средах. В зависимости от характера среды выделяют следующие виды электрохимической коррозии:
1. Коррозия в растворах электролитов — в растворах кислот, оснований, солей, в природной воде.
2. Атмосферная коррозия – в атмосферных условиях и в среде любого влажного газа. Это самый распространенный вид коррозии. Например, при взаимодействии железа с компонентами окружающей среды некоторые его участки служат анодом, где происходит окисление железа, а другие – катодом, где происходит восстановление кислорода. Катодом является та поверхность, где больше приток кислорода.
3. Почвенная коррозия – в зависимости от состава почв, а также ее аэрации, коррозия может протекать более или менее интенсивно. Кислые почвы наиболее агрессивны, а песчаные – наименее.
4. Аэрационная коррозия — возникает при неравномерном доступе воздуха к различным частям материала.
5. Морская коррозия – протекает в морской воде, в связи с наличием в ней растворенных солей, газов и органических веществ.
6. Биокоррозия – возникает в результате жизнедеятельности бактерий и других организмов, вырабатывающих такие газы, как CO2, H2S и др., способствующие коррозии металла.
7. Электрокоррозия – происходит под действием блуждающих токов на подземных сооружениях в результате работ электрических железных дорог, трамвайных линий и других агрегатов1.
Таким образом, электрохимическая коррозия – это тип коррозии, который протекает под действием приложенного электрического напряжения при обязательном присутствии электролита и металлов с высокими или низкими окислительно-восстановительными потенциалами (электродные потенциалы).
2. Характеристика механизма протекания электрохимической коррозии
Электрохимическая коррозия является наиболее распространенным типом коррозии. По электрохимическому механизму корродируют металлы в контакте с растворами электролитов (морская вода, остатки флюсов, солей, щелочей). Для радиоэлектроники примером может являться ситуация, когда на печатном узле остатки флюса оказываются между двумя проводниками в условиях конденсации влаги, возникает ток утечки, который приводит к возникновению электрохимической миграции и росту дендритов. Этот процесс уменьшает надежность и срок службы электронных изделий и часто является причиной отказов, связанных с работой в агрессивных условиях окружающей среды.
Типовые признаки электрохимической коррозии — временные и постоянные короткие замыкания. Даже временные короткие замыкания могут приводить к отказу электронных устройств, вызывая сбои в их работе. Постоянные короткие замыкания могут вызывать локальный перегрев печатного узла, приводящий к выгоранию компонентов или участка печатной платы.
Электрохимическая коррозия может протекать в любом участке печатного узла при наличии высокого электрического напряжения и загрязнений, оставшихся после процесса пайки, некачественной отмывки или при неправильном манипулировании с печатным узлом.
Стандартный алгоритм выглядит следующим образом (рис 1):
- анодное растворение металла;
- миграция ионов металлов;
- катодное осаждение ионов металлов.
Рис. 1. Механизм протекания электрохимической коррозии1
Под воздействием электрического напряжения проводник-анод растворяется, отдавая в электролит положительно заряженные ионы металла