Корозията на медта и нейните сплави: причини и решения

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Медта и медните сплави имат висока електрическа и топлопроводимост, могат да се обработват, имат добра устойчивост на корозия, така че се използват активно в много индустрии. Но когато навлезе в определена среда, корозията на медта и нейните сплави все още се проявява. Какво е това и как да предпазим продуктите от повреда, ще разгледаме в тази статия.

Какво е корозия

Това е унищожаване на метали в резултат на излагане на околната среда. В страни с добре развита индустрия щетите от корозия са 4-5% от националния доход. Влошават се не само металите, но и механизмите и частите, направени от тях, което води до много високи разходи. Корозиралите тръбопроводи често изпускат вредни химикали, което води до замърсяване на почвата, водата и въздуха. Всичко това се отразява неблагоприятно на здравето на хората. Корозията на медта е нейното спонтанно разрушаване под въздействието на отделни елементи от човешката среда. Причината за повреда на метала е нестабилностто към отделни вещества във въздуха. Колкото по-висока е температурата, толкова по-висока е степента на корозия.

Медни имоти

Медта е първият метал, който човекът започна да използва. Той е златист на цвят, а във въздуха се покрива с оксиден филм и придобива червено-жълт цвят, което го отличава от другите метали, които имат сив оттенък. Той е много пластичен, има висока топлопроводимост, счита се за отличен проводник, на второ място след среброто. В слаба солна киселина, прясна и морска вода корозията на медта е незначителна.

На открито металът се окислява с образуването на оксиден филм, който защитава метала. С течение на времето потъмнява и става кафяво. Слоят, който покрива медта, се нарича патина. Променя цвета си от кафеникав към зелен и дори черен.

Електрохимична корозия

Това е най-често срещаният вид унищожаване на метални изделия. Електрохимичната корозия унищожава машинните части, различни структури, разположени в земята, водата, атмосферата, смазочните и охлаждащи течности. Това е увреждане на повърхността на металите под въздействието на електрически ток, когато по време на химическа реакция се освобождават електрони и се прехвърлят от катоди към аноди. Това се улеснява от хетерогенната химическа структура на металите. Когато медта контактува с желязото, в електролита се появява галванична клетка, където желязото става анод, а медта става катод, тъй като желязото в поредицата от напрежения според периодичната таблица е вляво от медта и е по-активно.

В двойка желязо с мед, желязната корозия се случва по-бързо от медта. Това е така, защото при унищожаване на желязото електроните от него преминават към медта, която остава защитена, докато целият слой желязо бъде напълно унищожен. Това свойство често се използва за защита на части и механизми.

Влияние на примесите върху влошаването на металите

Известно е, че чистите метали практически не корозират. Но на практика всички материали съдържат известно количество примеси. Как те влияят върху безопасността по време на работа на продуктите? Да приемем, че има част, изработена от два метала. Помислете как възниква корозията на медта с алуминия. Когато е изложена на въздух, повърхността му е покрита с тънък филм от вода. Трябва да се отбележи, че водата се разлага на водородни йони и хидроксидни йони, а въглеродният диоксид, разтворен във вода, образува въглеродна киселина. Оказва се, че медта и алуминият, потопени в разтвор, създават галванична клетка. Освен това алуминият е анодът, медта е катодът (алуминият е вляво от медта в серия на напрежение).

Алуминиеви йони влизат в разтвора и излишните електрони преминават към медта, изхвърляйки водородни йони близо до повърхността му. Алуминиеви йони и хидроксидни тонове се комбинират и отлагат върху алуминиевата повърхност като бяло вещество, причинявайки корозия.

Корозия на медта в киселинна среда

Медта проявява добра устойчивост на корозия при всякакви условия, тъй като рядко измества водорода, тъй като е в електрохимичната серия на напрежениетостои близо до благородни метали. Широкото използване на медта в химическата промишленост се дължи на нейната устойчивост на много агресивни органични среди:

• нитрати и сулфиди;
• фенолни смоли;
• оцетна, млечна, лимонена и оксалова киселина;
• калиев и натриев хидроксид;
• слаби разтвори на сярна и солна киселина.

От друга страна, има силно разрушаване на медта в:

• киселинни разтвори на хромови соли;
• минерални киселини - перхлорна и азотна, а корозията се увеличава с увеличаване на концентрацията.
• концентрирана сярна киселина, нарастваща с повишаване на температурата;
• амониев хидроксид;
• окисляващи соли.

Методи за съхранение на метали

Практически всички метали в газообразна или течна среда претърпяват повърхностно разрушаване. Основният начин за защита на медта от корозия е нанасянето на защитен слой върху повърхността на продуктите, състоящ се от:

• Метал - върху медната повърхност на продукта се нанася слой метал, който е по-устойчив на корозия. Например, като него се използват месинг, цинк, хром и никел. В този случай ще настъпи контакт с околната среда и окисляване с метала, използван за покритието. Ако защитният слой е частично повреден, тогава основният метал, медта, се унищожава.
• Неметалните вещества са неорганични покрития, състоящи се от стъкловидна маса, циментова замазка или органични - бои, лакове, битум.
• Химическифилми - защитата се образува по химичен метод, създавайки съединения върху металната повърхност, които надеждно предпазват медта от корозия. За целта се използват оксидни, фосфатни филми или повърхността на сплавите се насища с азот, органични вещества или се обработва с въглерод, чиито съединения надеждно го запазват.

Освен това в състава на медните сплави се въвежда легиращ компонент, който подобрява антикорозионните свойства или съставът на околната среда се променя, премахвайки примесите от нея и въвеждайки инхибитори, които забавят реакцията.

Заключение

Медта не е химически активен елемент, поради това разрушаването й е много бавно в почти всяка среда. Поради това той се използва широко в много сектори на националната икономика. Например металът е много стабилен в чиста прясна и морска вода. Но тъй като съдържанието на кислород се увеличава или водният поток се ускорява, устойчивостта на корозия намалява.