Коррозия и электроосаждение
Коррозия и электроосаждение — это прикладные электрохимические процессы, в которых металлы растворяются или осаждаются посредством электродных реакций, определяющих деградацию материалов и технологии нанесения металлических покрытий.
Definition
Раздел прикладной электрохимии, занимающийся электрохимическим растворением металлов (коррозия) и их электрохимическим осаждением (гальваностегия), а также поверхностными пленками и методами их контроля.
Scope
Эта область охватывает электрохимию взаимодействий металл–окружающая среда: спонтанную коррозию металлов посредством сопряженного анодного растворения и катодного восстановления, целенаправленное осаждение металлов методом гальваностегии, образование пассивных пленок и защитных покрытий, а также стратегии защиты от коррозии. Она связывает термодинамическую стабильность, электродную кинетику и химию поверхности с инженерной практикой.
Sub-topics
Core questions
- Как сопряженные анодные и катодные реакции управляют спонтанной коррозией металлов?
- Как металл осаждается контролируемым образом путем пропускания тока через электролит?
- Как пассивные пленки и покрытия замедляют или предотвращают коррозию?
- Какие термодинамические и кинетические факторы определяют, будет ли металл корродировать или останется защищенным?
Key theories
- Теория смешанного потенциала коррозии
- Свободно корродирующий металл принимает коррозионный потенциал, при котором скорости анодного растворения металла и катодного восстановления (кислорода или протонов) равны; этот коррозионный ток определяет скорость потери металла.
- Фарадеевский контроль осаждения
- При электроосаждении количество осажденного металла регулируется законами Фарадея, в то время как зарождение, рост и добавки контролируют морфологию, адгезию и качество покрытия.
Clinical relevance
Коррозия вызывает огромные экономические потери и угрозы безопасности в инфраструктуре, транспорте и промышленности, в то время как электроосаждение обеспечивает создание защитных и декоративных покрытий, электронных соединений и электроэкстракцию металлов; контроль этих процессов имеет центральное значение для материаловедения и использования ресурсов.
History
Законы электролиза Фарадея (1830-е годы) количественно описали осаждение и растворение; Эванс в начале 20 века установил, что коррозия является электрохимическим процессом, а диаграммы потенциал–pH Пурбе (1940-е–1960-е годы) отобразили области термодинамической стабильности металлов.
Key figures
- Marcel Pourbaix
- Ulick R. Evans
- Michael Faraday
Related topics
Seminal works
- jones1996
- paunovic2006
- bard2001
Frequently asked questions
- Является ли коррозия просто ржавлением?
- Ржавление — это специфическая коррозия железа и стали; коррозия в более широком смысле — это электрохимическая деградация любого металла посредством сопряженных реакций окисления и восстановления с окружающей средой.
- Как электроосаждение является обратным процессом коррозии?
- Коррозия — это спонтанное анодное растворение металла с образованием ионов, тогда как электроосаждение использует приложенный ток для восстановления ионов металла обратно на поверхность; оба процесса регулируются одними и теми же электродными реакциями и законами Фарадея.