Учебное пособие к дисциплине для студентов заочной формы обучения по специальности 140211 «Электроснабжение»

Вид материала

Учебное пособие

Содержание Химическая и электрохимическая коррозия металлов.

Подобный материал:

• Учебное пособие к дисциплине для студентов заочной формы обучения по специальности, 1856.64kb.
• Методические указания к дисциплине и задания к контрольной работе для студентов заочной, 126.92kb.
• Методические указания к дисциплине и темы рефератов для студентов заочной формы обучения, 102.72kb.
• Учебное пособие для студентов заочной формы обучения Санкт-Петербург, 1247.83kb.
• Методические указания к итоговому междисциплинарному экзамену по специальности «электроснабжение», 382.82kb.
• Н. Н. Кувшинова экология учебное пособие, 1072.88kb.
• Учебное пособие для самостоятельной работы студентов специальности 040600 «Сестринское, 1354.95kb.
• Методические указания: краткий курс лекций для студентов заочной формы обучения Санкт-Петербург, 1540.61kb.
• Учебное пособие Для студентов всех специальностей Москва 1999, 1603.73kb.
• Учебное пособие для студентов специальности «Экономика и управление на предприятии», 1271.5kb.

* - стартёрный; ** - стационарный.

В настоящее время активно разрабатываются аккумуляторы с литиевым отрицательным электродом, неводными растворами электролитов и положительным электродом на основе оксидов ванадия, никеля, кобальта и марганца. Достоинством их является высокая удельная энергия.


Химическая и электрохимическая коррозия металлов.

Термин коррозия, т.е. разрушение, происходит от латинского corrodero – разъедать, включает все возможные взаимодействия. Например, измельчающее действие волн на береговые валы, дамбы и обшивку судов (истирание за счёт трения и растворения в воде), действие воздуха и воды на сплавы железа (химическое окисление), растрескивание и осыпание краски (сочетание действия солнечного света, воздуха и воды), разъедание стекла (трение небольшими частицами наряду с растворяющим действием воды), разрушение ракетных сопел (высокая температура и очень активная среда).

Среда, в которой происходит разрушение металла или сплава, называется коррозионной, а образующиеся в результате коррозии химические соединения – продуктами коррозии. Вода и кислород, если судить по причиняемому ими ущербу, - два наиболее коррозионно-активных вещества. Вслед за ними идут хлорид натрия NaCl и углекислый газ СО₂.

Различают два основных вида коррозии металлов – химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия характеризуется разрушением металла непосредственно под действием компонентов окружающей среды. Примерами коррозии такого рода служат разрушение лопаток турбин, находящихся в контакте с горячими топливными газами, коррозия греющих элементов электрических печей, коррозия технологического оборудования под действием таких газов, как Н₂S, Н₂, СО, СО₂, Сl₂, NН₃, перегретого водяного пара, нефти и продуктов её переработки, расплавленной серы и т.п. Из всех видов химической коррозии наибольшее значение с точки зрения наносимого ущерба имеет газовая коррозия, т.е. окисление металлов в атмосфере сухих газов при высокой температуре. Даже водород, являющийся восстановителем, при повышенных температурах разрушает сталь, медь и её сплавы. Водородная коррозия обусловливается способностью водорода к адсорбции, диффузии и растворению в металле. Молекулярный водород, проникая в металл, распределяется в дефектах кристаллической решётки или по границам зёрен. С железом он образует твёрдый раствор, который обладает высокой хрупкостью и малой прочностью. Растворённый водород обезуглероживает сталь, т. е. разрушает цементит

Fe₃C +2H₂ = 3Fe + CH₄

Образовавшийся метан не выделяется из металла, а скапливается по границам зёрен, и в результате возникающего высокого давления происходит внутрикристаллитное растрескивание.

Электрохимическая коррозия встречается значительно чаще, возникает в растворах электролитов и характеризуется разделением в пространстве окислительного и восстановительного процессов. Видами электрохимической коррозии являются атмосферная, подземная, морская, биологическая, коррозия под действием блуждающих токов и др.

Электрохимическая коррозия в простейшем случае протекает вследствие работы на поверхности металла короткозамкнутых гальванических элементов – гальванопар.

Причин образования короткозамкнутых гальванопар множество: например, кристаллическая неоднородность металла, микрошероховатость поверхности, наличие примесей и пр.,- все это приводит к тому, что различные участки поверхности имеют различные значения электродного потенциала, т.е. поверхность металла может рассматриваться как совокупность электродов, одни из которых в условиях контакта поверхности с электролитом окружающей среды будут играть роль анода, другие - катода. В отличие от обычных гальванических элементов анод и катод гальванопар на поверхности металла имеют общий электролит.

В типичных случаях электрохимической коррозии короткозамкнутые гальванопары имеют микроскопические размеры и потому называются микрогальванопарами. Коррозию металла вызывает работа не всех микрогальванопар, а лишь тех, в которых металл играет роль анода. Общую схему таких микрогальванопар можно записать следующим образом:

_neˉ

|¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯↓

А − Ме │электролит окружающей среды│катодный участок + К

↑____________________|

При работе таких микрогальванопар коррозию металла вызывает процесс его анодного окисления: Ме = Меⁿ⁺ +neˉ. На катодных участках происходит восстановление окислителя электролита. В кислой среде восстанавливаются ионы Н⁺ согласно уравнению: 2Н⁺ + 2еˉ = Н₂. В остальных случаях протекает процесс восстановления атмосферного кислорода с участием воды: О₂ + 2Н₂О + 4 еˉ = 4ОН‾

ПРИМЕР 6: электрохимическая коррозия железа в кислой среде.

В качестве конкретного примера рассмотрим коррозию железа в воздухе, содержащем сернистый газ SO₂. На поверхности железа в данном случае образуется пленка сернистой кислоты вследствие взаимодействия сернистого газа с парами воды: SO₂ +Н₂О = Н₂ SO₃. Записываем схему микрогальванопар, работа которых в рассматриваемых условиях будет приводить к коррозии железа:

А - Fe| Н₂ SO₃| катодный участок +К

Записываем уравнение электродных процессов, протекающих при работе таких микрогальванопар:

А: Fe = Fe²⁺+2е‾ − окисление железа на анодных участках (коррозия железа)

К: 2Н⁺ + 2еˉ = Н₂ − восстановление ионов Н⁺ на катодных участках.

Fe + 2Н⁺ = Fe²⁺+Н₂ − суммарное уравнение электрохимической коррозии.


ПРИМЕР 7: Атмосферная коррозия железа.

Атмосферная коррозия – это электрохимическая коррозия металлов, протекающая в нейтральной среде. Коррозия железа в данных условиях происходит вследствие работы микрогальванопар: А − Fe| O₂ , Н₂О | катодный участок +К. процессы, протекающие при работе таких микрогальванопар, выражаются следующими уравнениями:

А: Fe = Fe²⁺+2е^- − окисление железа на анодных участках (коррозия железа)

К: О₂ + 2Н₂О + 4 еˉ = 4ОН‾ − восстановление на катодных участках

2 Fe + О₂ + 2 Н₂О = 2 Fe²⁺+4ОН‾ − суммарное уравнение электрохимической коррозии.

Чтобы предохранить металл от разрушения применяются разнообразные способы защиты от электрохимической коррозии, но все они имеют одно общее: обеспечение условий, предотвращающих работу микрогальванопар.

Наиболее распространенным является метод защиты от коррозии путем создания на поверхности металлов изолирующих покрытий: лакокрасочные покрытия, покрытие металлов другими металлами и пр. Механизм защитного действия изолирующих покрытий заключается в том, что они предотвращают доступ окружающей среде к поверхности металла, тем самым делая невозможным работу микрогальванопар (для работы микрогальванопар необходимы не только анодный и катодный участки, но и электролит). При разрушении покрытия, даже незначительном, в месте нарушения сплошности открывается доступ окружающей среды к поверхности металла и тем самым создаются условия для работы микрогальванопар.

Среди изолирующих защитных покрытий особое место занимают металлические покрытия. По механизму коррозионного разрушения при нарушении целостности покрытия различают анодные и катодные металлические покрытия.

Если электродный потенциал металла покрытия меньше электродного потенциала защищаемого металла, то по отношению к защищаемому металлу металл покрытия является анодом. Поэтому такие металлические покрытия называются анодными. При работе гальванопар в местах нарушения сплошности анодного покрытия разрушается металл покрытия (анод), а защищенный металл (катод) не разрушается.

Если же электродный потенциал металла покрытия больше электродного потенциала защищаемого металла, такое покрытие называется катодным, т.к. по отношению к защищаемому металлу металл покрытия является катодом. Поэтому при работе гальванопар в местах нарушения сплошности катодного покрытия коррозии подвергается защищаемый металл.

ПРИМЕР 8. Коррозионные процессы в нейтральной среде при нарушении сплошности анодного и катодного покрытия на железе.

Для железа (Е= −0,44 В) анодным является покрытие из любого металла с меньшим значением электродного потенциала, например, цинк (Е= −0,76 В). при нарушении сплошности такого покрытия в нейтральной среде будут работать гальванопары:

А - Zn | O₂ , Н₂О | Fe + К. анодный и катодный процессы, протекающие при этом, выражаются уравнениями:

А: Zn = Zn ²⁺+2е^- − окисление цинка (коррозия металла покрытия)

К: О₂ + 2Н₂О + 4 еˉ = 4ОН‾ − восстановление на железе.

2Zn + О₂ + 2 Н₂О = 2 Zn²⁺+4ОН‾ − суммарное уравнение электрохимической коррозии.

Из записанных уравнений видно, что цинк (и любое анодное покрытие) защищает железо от коррозии не только, пока оно цело, но и в случае нарушения сплошности покрытия.

Для создания на железе катодного покрытия необходимо использовать любой металл с большим значением электродного потенциала, например, никель (Е= −0,25 В). При нарушении сплошности никелевого покрытия в нейтральной среде будут работать гальванопары: А– Fe | O₂ , Н₂О | Ni + К. Анодный и катодный процессы при работе данных гальванопар следующие:

А: Fe = Fe ²⁺+2е^- − окисление железа (коррозия защищаемого металла)

К: О₂ + 2Н₂О + 4 еˉ = 4ОН‾ − восстановление на никеле.

2 Fe + О₂ + 2 Н₂О = 2 Fe ²⁺+4ОН‾ − суммарное уравнение электрохимической коррозии.

Как видим, при нарушении сплошности катодное покрытие не защищает железо от коррозии.

Из всех случаев коррозии металлов наиболее типичной и часто встречающейся является коррозия железа (сплавов железа). Из выше рассмотренных примеров видно, что электрохимическая коррозия железа заключается в его анодном окислении, в результате чего образуются ионы Fe²⁺ во внешней среде. Для обнаружения ионов Fe⁺² используется качественная реакция с красной кровяной солью К₃ |Fe (CN₆)|. Данная качественная реакция заключается в том, что комплексные ионы красной кровяной соли, взаимодействуя с ионами Fe ²⁺ , образуют соединение с характерной синей окраской –турнбулеву синь Fe ₃|Fe (CN)₆|₂ : 3 Fe ²⁺+2|Fe (CN₆)|^3- = Fe ₃|Fe (CN)₆|₂

Кроме нанесения металлических покрытий на металлах в технологии часто используется модификация поверхности металла, заключающаяся в получении конверсионных покрытий, т.е. в образовании на металле изоляционного, защитного или декоративного слоя, состоящего из нерастворимых соединений металла основания в виде окислов, хроматов, фосфатов и др.

Примером может служить самопроизвольное образование оксидной плёнки на алюминии. Процесс направленного создания оксидной плёнки на поверхности металла называется оксидированием. Наиболее эффективным является электрохимический способ оксидирования в гальванической ванне с использованием кислорода, выделяющегося на аноде в результате электролиза воды. Такой способ назван анодированием. Особенно распространено анодирование алюминия и его сплавов и тантала, которые широко используются в конденсаторных структурах и в качестве конструкционного материала. Так, оксидный слой на тантале Та₂О₅ является одним из лучших диэлектриков для создания конденсаторов. Большая диэлектрическая проницаемость ( = 26,8) и электрическая прочность (6,5 МВ/см) позволяют получать удельную ёмкость до 1000 пФ/мм².

Гальваническая ванна при анодировании состоит из разбавленного водного раствора кислоты – серной Н₂SO₄, хромовой Н₂СrO₄, щавелевой СООН –СООН.

Оксидные слои при анодировании алюминия получаются аморфными, плотными, стойкими к химическому воздействию и к истиранию. Слой имеет развитую поверхность. Внешний пористый слой по мере протекания процесса постепенно утолщается, причём наружная поверхность слоя гидратирована (Аl₂O₃ ^. nH₂O), а внутри состав близок к безводной Аl₂O₃. Твёрдость слоя, полученного толстослойным анодированием на чистом алюминии, близка к твёрдости закалённой стали.

Наиболее распространено анодирование в серной кислоте – единственным недостатком этого электролита является невозможность применения его для изделий, имеющих узкие щели и зазоры, из которых трудно удалить кислоту при промывании.

В хромовой кислоте образуются эластичные, стойкие к истиранию слои.

В щавелевой кислоте оксидные слои имеют золотисто-жёлтые и бронзовые оттенки, хорошие изоляционные свойства и способность окрашиваться различными красками.

Анодирование меди и медных сплавов проводят в щелочном электролите. Слои имеют хорошую плотность, синевато-чёрный цвет и высокие защитные свойства.

Наряду с электрохимическим оксидированием (анодированием) для алюминиевых, медных сплавов и оцинкованных сталей применяют химическое оксидирование с добавкой соединений хрома (хроматирование) или фосфора (фосфатирование). Тонкослойное хроматирование называют пассивированием. Его проводят в подкисленном растворе хромпика К₂Сr₂O₇ или Na₂Cr₂O₇. На медных сплавах покрытие прозрачно и не окрашено, на цинке – цвет от радужно-золотистого до жёлтого, на алюминии - жёлтое и зелёное. При воздействии кислых растворов на алюминий происходит частичное травление Al и восстановление части хрома Сr⁺⁶ до Сr⁺³.

Al – 3e = Al⁺³

Cr₂O₇^-2 +6H⁺¹ + 6e = 2 CrO₂^-1 + 3H₂O.

Внедрение соединений хрома в оксидную плёнку алюминия приводит к образованию сложных хроматов, преимущественно на основе Сr⁺³, например Cr(OH)₂HСrO₄Al(OH)₃^.2H₂O жёлтого цвета. Зелёное покрытие на алюминии получают при подкислении раствора ортофосфорной кислотой.

Фосфатированию обычно подвергают стальные поверхности перед нанесением на них лакокрасочных покрытий. Фосфатный слой формируется из Fe₃(PO₄)₂ ^. nH₂O. Они достаточно эластичны, поэтому не разрушаются в зоне резки и гибки, а коррозионная стойкость (при наличии лакокрасочного покрытия) оценивается в 1000 часов, необходимых для распространения коррозии на 2 мм от линии надреза слоя.

Цинкофосфатные слои, содержащие Zn₃(PO₄)₂ ^. nH₂O и ZnFe(PO₄)₂ ^. nH₂O, менее эластичны, но более коррозионностойки.

Всё вышеизложенное в основном относилось к поведению металлов в среде электролитов. Второй вид коррозии – газовая коррозия имеет свои особенности. Она наблюдается в основном при повышенных температурах. Высокотемпературное окисление металлов и сплавов приводит к образованию на их поверхности слоя твёрдых продуктов реакции, называемых окалиной. Этот слой разделяет металл и окружающую среду. Он может проявлять защитные свойства, если является плотным, не имеет пор и трещин, обнаруживает хорошее сцепление с основой, скорость диффузии металла и окислителя через окалину мала и температура плавления окалины достаточно высока.

Плотность слоя продуктов газовой коррозии зависит от того, большим или меньшим является объём продуктов реакции по сравнению с объёмом прокорродировавшего металла. Объём, занимаемый атомной массой металла V_м, составляет

V_м = m / _м

где m – атомная масса металла; _м – плотность металла.

Объём окисла V_ок (или другого продукта реакции) , образовавшегося из 1 г-атома металла, составляет

V_ок = М / n_ок,

где М – молекулярная масса продукта реакции; _ок – плотность продукта реакции; n – число атомов металла в молекуле продукта реакции. Например, для FeO n = 1, для Al₂O₃ n = 2.

Если отношение объёма оксида к объёму металла меньше 1, то окисный слой на металле является пористым и не обладает защитными свойствами и наоборот. Это отношение называется коэффициентом Пиллинга – Бедворта. Для оксидов щелочных и щелочноземельных металлов этот коэффициент меньше 1. Например, для СаО он равен 0,69, для МgО – 0,81. И действительно, эти оксиды не защищают металл – свободный доступ окислителя к поверхности металла сохраняется и замедления реакции не происходит.

Для других металлов коэффициент Пиллинга – Бедворта превышает 1 и, соответственно, оксидные слои обнаруживают значительно лучшие защитные свойства. Так, для алюминия коэффициент равен 1,28, для хрома - 1,99.

Следует отметить, что при высоких температурах защитные свойства оксидных слоёв будут зависеть и от их летучести. Например, для вольфрама V_oк / V_м = 3,4, но образующийся оксид WO₃ является летучим при температуре выше 800^оС. Улетучивание оксида приводит к обнажению поверхности металла и очень быстрому окислению его, что мы и наблюдаем при повреждении стеклянной колбы электрической лампочки накаливания.

Другим распространённым способом борьбы с коррозией металлов являются защитные лакокрасочные покрытия.

Оказывается, ещё до нашей эры использовали битум, свинцовые белила и гипс для защиты шляпок гвоздей от коррозии.

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) способны защищать и эффективно защищают металлы от коррозии, но защита эта в чём-то аналогична металлическим катодным защитным покрытиям. Аналогия заключается в том, что и те и другие покрытия работают как преграда – они преграждают доступ агрессивной среды к металлу. Но есть и существенные отличия. Катодные покрытия после частичного разрушения ускоряют коррозию защищаемого металла. Напротив, нарушение сплошности лакокрасочного материала приводит к коррозии металла в основном только в месте нарушения сплошности. Почему в основном? Потому что непроницаемых лакокрасочных материалов не существует и через какое-то время агрессивная среда всё равно достигнет защищаемый материал и под плёнкой ЛКМ начнётся подплёночная коррозия. Следовательно, нужно знать защитные свойства различных ЛКМ, нужно грамотно выбирать ЛКМ для конкретных условий эксплуатации, нужно соблюдать определённую технологию нанесения ЛКМ, нужно уметь контролировать эффективность защитного действия конкретного ЛКМ.

ПРИМЕР.

Количество влаги (в мг/см²), проникающее за 10 суток через лаковые плёнки на основе различных плёнкообразующих.

Фторсодержащие полимеры 3

Эпоксидная смола 7

Перхлорвиниловая смола 12

Полиуретан 20

Пентафталевые смолы (ПФ)

горячей сушки 32

холодной сушки 47

Нитрат целлюлозы 90

Очевидно, что одно ЛК-покрытие на долго не предохранит металл от коррозии. Необходимо соответствующим образом подготавливать поверхность металла к окраске. Как известно из предыдущего материала, перед окраской нужно удалить продукты коррозии с поверхности металла (лучше всего пескоструйной обработкой) и создать на поверхности металла защитные конверсионные покрытия.

Для усиления защитных свойств ЛКМ в них вводят пигменты, способные пассивировать поверхность металла. Так, хорошо зарекомендовали себя масляные краски, содержащие свинцовый сурик. Свинцовый сурик способен взаимодействовать с поверхностью металла и образовывать оксидную плёнку, которая снижает коррозионную активность металла. Аналогично действуют хроматные пигменты по отношению к поверхности стали, алюминий-магниевых сплавов и др. Хроматные пигменты действуют следующим образом. При попадании влаги в полимерную плёнку пигмент начинает набухать и частично растворяться. Таким образом, к поверхности металла через плёнку ЛКМ подойдёт не чистый электролит, а электролит, содержащий растворимый хромат. Ионы СrО₄²⁺ образуют на поверхности металла нерастворимые соединения.

Оптимальное содержание пассивирующего пигмента в ЛКМ должно быть в пределах 15 – 20 % от массы плёнкообразующего.

Одним из наиболее опасных видов коррозии с точки зрения последствий является межкристаллитная коррозия, которая особенно ярко проявляется в напряжённых деталях в присутствии электролита. Так вот, применяя лакокрасочное покрытие, состоящее из хроматного грунта и влагозащитной эмали, удаётся повысить усталостную прочность сталей в 4 – 6 раз.


Другой механизм повышения защитных свойств ЛКМ использует идеологию протекторной защиты и заключается в ведении в ЛКМ (обычно в грунтовки) металлического порошка, обладающего меньшим электродным потенциалом, нежели защищаемый металл. Порошок, являясь анодом по отношению к защищаемому металлу, разрушается, окисляется, тем самым защищая металл. Одновременно продукты коррозии пигмента уплотняют плёнку грунтовки. Такие грунтовки на основе эпоксидных, алкидно-стирольных и других смол, содержащие до 95% (масс.) порошка цинка, отлично защищают сталь в атмосферных условиях, особенно при повышенной влажности. Эти грунтовки сверху покрывают влагонепроницаемыми эмалями (2 – 3 слоя) и такая технология надёжно защищает металл в течение 15 лет при эксплуатации в атмосферных условиях.

Надо иметь в виду, что само ЛК-покрытие не вечно и под действием окружающей среды со временем разрушается. Естественно, защитные свойства ЛК-покрытия, подвергшегося хотя бы частичному разрушению, снижаются. Окружающая среда может быть весьма агрессивной. Это ядохимикаты, ГСМ, пыль (сельскохозяйственные машины), кислоты, щёлочи, органические вещества и агрессивные газы (химическое оборудование), морская вода, флора и фауна морей (корабли), радиоактивные излучения, абляционное воздействие воздушных потоков, перепады температуры от –60 до более 300 ⁰С (самолёты) и др.

Рассмотрим действие обычной воды на ЛК-покрытие. Как правило, плёнкообразующими веществами ЛКМ являются полимеры (природные, искусственные или синтетические). Макромолекулы полимеров связаны между собой относительно непрочными силами межмолекулярного взаимодействия (силы Ван-дер-Ваальса) а иногда (в сетчатых полимерах) и прочными химическими связями. За счёт молекулярной подвижности в полимерном покрытии могут образовываться пустоты диаметром 10^-7 – 10^-5 см. С повышением температуры количество пустот возрастает. Кроме того, в покрытии, полученном испарением растворителя, формируются капилляры диаметром 10^-4 – 10^-2 см. Через эти дефекты в ЛКМ проникают молекулы воды. Проникновение воды приводит к протеканию нескольких процессов: набуханию и снижению прочности ЛКМ, уменьшению адгезии покрытия к металлу и проникновению воды к поверхности металла. Вода, достигшая поверхности металла, вызовет его коррозию. Продукты коррозии, растворяясь в воде, превратят её в электролит. Концентрация растворённых веществ в воде под плёнкой ЛКМ будет выше, чем снаружи и начнётся осмос – самопроизвольный переход растворителя (в данном случае воды) в раствор с большей концентрацией через полупроницаемую мембрану – плёнку ЛКМ. Полупроницаемой её называют потому, что она не пропускает или почти не пропускает растворённых в воде веществ. В результате под плёнкой создаётся избыточное давление – десятки атмосфер, что приводит к образованию пузырей и отслаиванию плёнки ЛКМ. Практический вывод: чем более плотно упакованы макромолекулы, чем более прочные связи между макромолекулами (сетчатые полимеры), тем медленнее будет происходить проникновение (диффузия) молеку воды через ЛК-покрытие. Хорошо показали себя в этом отношении перхлорвиниловые и фторсодержащие полимеры.

Но есть и другой показатель – адгезия. А она тем ниже, чем более частую сетку образует полимер и выше тогда, когда полимер содержит полярные функциональные группы - -СООН, -ОН и др. (например, алкидные и эпоксидные полимеры). Адгезия нарушается и в том случае, когда в плёнке ЛКМ создаются значительные внутренние напряжения _вн, превышающие силы адгезии _ад или прочность плёнки _пр. Желательно, чтобы _ад > _вн, а _пр > _вн.

Следовательно, между этими двумя явлениями – непроницаемостью и адгезией, необходимо искать разумный компромисс.

Кроме этих процессов под действием солнечного света, кислорода воздуха и воды в материале ЛК-покрытия может происходить деструкция и структурирование (сшивание). Сначала глянцевая, плёнка эмали через год становится матовой (мелеет), через два года пигмент легко стирается с поверхности, а через три года плёнка становится тоньше на 25 – 30 %. Следовательно, для ЛК-покрытий, эксплуатирующихся на воздухе, нужно использовать свето- и атмосферостойкие материалы. Например, эмали на основе полиуретана не мелеют и сохраняют защитные свойства в течение семи лет непрерывного пребывания на открытом воздухе. Есть и другие способы, повышающие атмосферостойкость ЛК- покрытия. Это всевозможные полировочные составы, в рецептуру которых входят воскообразные и моющие вещества и мягкие наполнители. Эти составы удаляют загрязнения, слегка полируют поверхность и, главное, создают гидрофобный слой толщиной всего в несколько микрон. Эта плёнка снижают влагопроницаемость ЛК-покрытия в 2 – 4 раза и частично способствует защите покрытия от действия солнечных лучей.

Врагами ЛК-покрытий являются также различные бактерии и грибки – их насчитывается около ста тысяч видов. Они развиваются при температуре не ниже 10 – 15 ⁰С и только при высокой влажности воздуха. В результате воздействия микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности защитные свойства покрытия ухудшаются.


Вопросы для самопроверки.

1. Что такое окисление, восстановление, степень окисления?
   
2. Как определяют стандартные электродные потенциалы?
   
3. Когда и для чего употребляется уравнение Нернста?
   
4. Какого условие возможности самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции?
   
5. Какие процессы называются электрохимическими?
   
6. Каков итог протекания химических процессов в гальваническом элементе?
   
7. Почему с течением времени изменяются характеристики гальванических элементов?
   
8. Какие процессы протекают в топливных элементах?
   
9. Какие процессы протекают при электролизе?
   
10. В каких случаях используется закон Фарадея?
    
11. Чем отличается химическая коррозия от электрохимической?
    
12. Перечислите известные Вам способы борьбы с коррозией. Объясните механизм их действия.
    
13. Объясните различия между анодными, катодными и конверсионными покрытиями.
    
14. Что определят коэффициент Пиллинга – Бедворта?
    
15. Какова эффективность защитных лакокрасочных покрытий?
    

Тема 5. Полимеры, агрегатные, фазовые и физические состояния полимеров. Структура и свойства полимеров.