Пассивность металлов и сплавов. Перечислите возможные условия пассивности. Основные пассиваторы и активаторы.

Пассивностью металла называют состояние металла или сплава, характеризующееся резким уменьшением скорости коррозии (на несколько порядков) в определенных средах. С точки зрения термодинамики пассивный металл не является более благородным, нежели активный, а замедление коррозионного процесса происходит благодаря образованию на поверхности фазовых или адсорбционных слоев, тормозящих анодный процесс ионизации металла.

Возникновение пассивного состояния зависит от природы металла, его свойств, характера среды, концентрации раствора электролита, температуры, скорости движения раствора и ряда других факторов. Пассивность определяет коррозионную стойкость в естественных условиях многих металлических конструкционных материалов, среди них хром, никель, железо, алюминий, титан, цирконий, нержавеющие стали и ряд других.

Пассивное состояние поверхности металла выражается в смещении электродного потенциала в положительную сторону, при этом вместо увеличения скорости коррозии наблюдается ее уменьшение. Например, для хрома скорость растворения снижается на пять-шесть порядков (почти в миллион раз).

Пассивное состояние, как правило, наступает при контакте металла с сильными окислителями. Такими окислителями могут быть кислород, вода,

ионы хромата СrO₄ ^2-, дихромата Сr₂О₇^2-, перманганата МnO₄^- и др. Однако для некоторых металлов возможен переход в пассивное состояние под действием молекул воды (например, для титана).

Пассивность наблюдается в определенных условиях у титана, алюминия, хрома, молибдена, магния, никеля, кобальта, железа и других металлов. Очень многие металлы в той или иной степени в зависимости от условий склонны пассивироваться.

Пассиваторы и депассиваторы (активаторы)

Вещества или процессы, вызывающие в определенных условиях наступление пассивного состояния металлов, называют пассивирующими факторами или пассиваторами.

Пассиваторами являются: 1) окислители, например HNO3,NaNO3, Na2WO4, K2CrO4 O2; 2) анодная поляризация (т.е. Окисление соприкасающейся с электролитом поверхности металла постоянным электрическим током) от внешнего источника постоянного электрического тока или при работе металла в качестве анода в паре с другим металлом, являющимся катодом, которая в подходящих условиях при достижении определенного значения эффективного потенциала металла и соответствующей ему анодной плотности тока может вызвать наступление пассивного состояния металла.

Пассивное состояние металла может в большей или меньшей степени сохраняться и после изменения внешних пассивирующих условий. Например,железо,запассивированное в концентрированной НNO3,в воде и в некоторых других средах, а после осторожного промывания и сушки длительное время сохраняет пассивность в сухом воздухе.

При изменении внешних условий пассивный металл может вновь перейти в активное состояние. Этот процесс называют активацией, или депассивацией. Вещества или процессы, нарушающие пассивное состояние металлов или затрудняющие наступление пассивности, называют активаторами или депассиваторами.

Активаторами являются: 1) восстановители, например водород,2) катодная поляризация (т.е. восстановление соприкасающейся с электролитом поверхности металла постоянным электрическим током от внешнего источника тока или при работе пассивного металла в качестве катода в паре с другим металлом, являющимся анодом);3) некоторые ионы, например H+, галоидные ионы (Cl-, Br -, I-), SO42 - и др., которые поэтому иногда называют активными ионами;4) повышение температуры;5) механическое нарушение пассивной поверхности металла, например царапание, если пассивный металл не находится в пассивирующей среде; на его поверхности возникают при этом гальванические пары царапина (анод) - неповрежденная пассивная поверхность (катод), в результате работы которых катодный восстановительный процесс на пассивных участках оказывает активирующее действие.