CC BY
47. Солиев Л. Схематические диаграммы фазовых равновесий многокомпонентных систем. Ж. неорганической химии АН СССР, 1988, Т. 33, № 5, - С.1305 - 1310.
ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В СИСТЕ МЕ KCI-MgCI2-CaCI2-H2O ПРИ 75ОС
Методом трансляции исследованы фазовые равновесия в системе KCI-MgCI2-CaCI2-H2O при 75 С. Установлены наличия в системе 6 дивариантных полей, 9 моновариантных кривых и 4 нонвариантных точек с равновесными твёрдыми фазами. На основе полученных данных впервые построена замкнутая фазовая диаграмма (фазовый комплекс) исследованной системы.нми.й двунасыщения, 31- моновариантных кривых тринасыщения и 11 - нонвариантных точек четыренасыщенияравновесными твёрдыми фа
Ключевые слова: система - метод трансляции - фазовые равновесия - компоненты -диаграмма — нонвариантные точки - моновариантные кривые - дивариантные поля.
PHASE BALANCE IN THE SYSTEM OF KCI-MGCI2-CACI2-H2O IN 750С TEMPERATURE
With the help of translation method, the phase balance of KCI-MgCI2-CaCI2-H2O system in 750C temperature is learned. It is defined that for the above-mentioned system supporting 750С temperature and four - component level, the existence of 4 nonvariant points, 9 monovariant lines and 6 diavariant area are specific. On the basis of the achieved reasoning the blind schematic phase balance system is created.
Key words: system - translation method - phase balances -- connected diagram -components - nonvariants points - lines of monovariants - squares of divariants.
Сведения об авторах:
Сайфуллоева М. - соискатель кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного педагогического университета им. Садриддина Айни, Тел. (+992) 902902859.
Тошов А.-кандидат химических наук, доцент кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного педагогического университета им. Садриддина Айни, Тел. (+992) 915491122.
Низомов И. - кандидат химических наук, доцент кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного педагогического университета им. Садриддина Айни, Тел. (+992) 935075558.
About the authors:
Sayfulloeva M. - Post-graduate of the Department of General and Inorganic Chemistry, Tajik State Pedagogical University named after S. Aini. Phone: (+992) 9929029028
Toshov A. - Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor of the Department of the General and Inorganic Chemistry of Tajik State Pedagogical University named after Sadriddin Aini. Phone: (+992) 915491122.
Nizomov I. -Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor of the Department of the General and Inorganic Chemistry of Tajik State Pedagogical University named after Sadriddin Aini. Phone: (+992) 935075558.
ВЛИЯНИЕ ХРОМА НА КОРРОЗИОННО-ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦИНКОВОГО СПЛАВА Zn5Al, В НЕЙТРАЛЬНОЙ СРЕДЕ
Рахимов Ф.А., Эшов Б.Б.
ГНУ «Центр исследования инновационных технологий» при НАНТ Ганиев И.Н., Обидов З.Р.
ГНУ «Институт химии им. В.И. Никитина» НАНТ
Цинк наиболее часто используется в электрохимических производствах металлопокрытий. До 40% от мировых запасов цинка расходуется для защиты металлоконструкций от коррозии. В атмосферных условиях поверхность цинка тускнеет вследствие образования тонкого слоя оксида, защищающего металл от дальнейшего окисления [1].
В работе [2] сообщаются об особенностях получения и преимуществах использования электрохимических покрытий из сплавов цинка с хромом и оловом. Исследованы особенности нанесения покрытий Zn-Cr, Zn-Sn и сплавами на основе каждого из этих
металлов. Выявлено, что такие покрытия обладают преимуществами по сравнению с покрытиями, образованными только одним из металлов. Показана эффективность их использования в атмосферных условиях повышенной жесткости (морские среды, приморские зоны, тропики и другие факторы внешней среды).
В настоящее время для защиты от коррозии изделий из стали и чугуна применяются металлические покрытия, наносимые на поверхность изделий различными методами. Наиболее универсальными и распространенными являются цинк-алюминиевые покрытия типа «Гальфан-1» и «Гальфан-2» (сплавы цинка с 5 и 55 мас.% алюминия) с высокими защитными свойствами, которое можно наносить горячим методом путем погружения стальных конструкций в расплав покрываемого металла [3-5]. Исследованы анодное поведение указанных сплавов в кислых, нейтральных и щелочных средах. Показана эффективность их легирования третьими компонентами, при легированных скорость коррозии гальфановых сплавов уменьшаются в 2-5 раза. Также известно, что введение небольшого количества хрома в состав цинкового покрытия в процессе электролиза даёт возможность получать покрытия 2п- Сг сплавами, которые отличаются более высокой защитной способностью, чем цинковые покрытия [2]. Исходя из этого в качестве легирующего компонента сплава 2п5Л1 был выбран хром.
Образцы сплавов для исследования были получены из цинка марки ХЧ(гранулированный), алюминия марки А7 и его лигатуры с хромом (2% Сг) в тиглях из оксида алюминия в шахтной печи электрического сопротивления типа СШОЛ в интервале температур 650-750°С. Из полученных сплавов в графитовую изложницу отливали стержни диаметром 8 мм и длиной 140 мм, боковая часть которых покрывалась смесью 50% канифоли + 50% парафина, что позволяло во всех образцах исследовать одинаковую, подготовленную площадь поверхности сплава.
Перед погружением образца в рабочий электролит его торцовую часть зачищали наждачной бумагой, полировали, обезжиривали, затем погружали в электролит №С1 для исследования. В ячейке поддерживалась постоянная температура электролита (20°С) с помощью термостата МКШ-8. Электродом сравнения служил насыщенный хлорид-серебряный, вспомогательным - платиновый электрод.
Коррозионно-электрохимические исследования анодного поведения сплава Zn5Al, легированного хромом, проводилось в электролите 0.03, 0.3 и 3%-ного №С1 на потенциостате ПИ-50.1.1 со скоростью развёртки потенциала 2 мВ/сек по методике, описанной в работах [6-8].
При электрохимических исследованиях образцы потенциодинамически поляризовали в положительном направлении от стационарного потенциала, установившегося при погружении, до резкого возрастания тока в результате питтингообразования. Затем образцы поляризовали в обратном направлении до потенциала - 1600 мВ, в результате чего происходило подщелачивание при электродного слоя поверхности сплава. Наконец, образцы поляризовали в положительном направлении, получив потенциодинамические поляризационные кривые вышеуказанных сплавов, далее определяли электрохимические параметры сплава Zn5Al, легированного хромом.
Расчёт плотности тока коррозии как основной электрохимической характеристики процесса коррозии проводили по катодной кривой с учётом наклона тафелевской прямой, равной Ьк = 0.12 В [9,10].
Зависимость потенциала свободной коррозии сплавов от времени играет важную роль в установлении пассивности поверхности в различных средах. Приведенные в табл. 1 изменения потенциала свободной коррозии (-Есв.корр., В) цинк-алюминиевого сплава Zn5Al, легированного хромом, во времени в средах 0.03; 0.3 и 3%-ного электролита №С1 фиксировались в течение 1 часа. Независимо от химического состава для всех исследованных групп сплавов отмечено смещение потенциала в положительную область, что характеризует динамику формирования защитной оксидной плёнки на поверхности образцов
при контакте с электролитом, которая завершается к 40 мин от начала погружения в электролит.
Таблица 1
Изменения потенциала (х.с.э.) свободной коррозии (-Есв.корр., В) цинкового сплава 2п5Л1, __легированного хромом, во времени, в электролите №С1_
Элект ролит ШС1 мас.% Содержание хрома в сплаве, мас.% Время, мин
1/3 2/3 1 5 15 30 40 60
0.03 - 1.092 1.089 1.085 1.078 1.068 1.052 1.050 1.050
0.01 1.072 1.066 1.062 1.048 1.040 1.026 1.024 1.024
0.05 1.058 1.053 1.049 1.034 1.030 1.018 1.016 1.016
0.1 1.047 1.042 1.038 1.025 1.020 1.002 0.999 0.999
0.5 1.028 1.022 1.018 1.005 1.000 0.987 0.885 0.885
го о - 1.118 1.115 1.109 1.101 1.090 1.073 1.072 1.070
0.01 1.108 1.104 1.098 1.088 1.080 1.068 1.061 1.058
0.05 1.092 1.086 1.080 1.070 1.064 1.052 1.046 1.044
0.1 1.078 1.074 1.068 1.059 1.049 1.036 1.030 1.028
0.5 1.060 1.055 1.048 1.036 1.026 1.016 1.010 1.008
о го - 1.16 1.156 1.151 1.140 1.125 1.105 1.10 1.10
0.01 1.147 1.142 1.137 1.130 1.110 1.096 1.09 1.09
0.05 1.133 1.128 1.122 1.114 1.098 1.086 1.08 1.07
0.1 1.117 1.114 1.108 1.100 1.084 1.075 1.07 1.06
0.5 1.098 1.094 1.088 1.080 1.064 1.055 1.051 1.04
После одного часа выдержки в электролите 3%-ного №С1 потенциал свободной коррозии сплава Zn5Al составляет -1.100 В, а у легированного сплава, содержащего 0.5 мас.% хрома, - 1.049 В (табл.1). Потенциал свободной коррозии сплава 2п5Л1, легированного хромом, устанавливается значительно быстрее. Также наблюдается, что процесс пассивации, для указанных сплавов зависит от концентрации электролита №С1. С ростом концентрации электролита хлорида натрия в 10 (0.3% №С1) и в 100 раз (3% №С1) потенциал свободной коррозии уменьшается, что косвенно свидетельствует о снижении противокоррозионной устойчивости сплавов по мере роста агрессивности коррозионной среды.
Таблица 2
Коррозионно-электрохимические характеристики (х.с.э.) цинкового
Электр олит ШС1 мас.% Содержание хрома в сплаве, мас.% Электрохимические потенциалы Скорость коррозии
-Есв.корр. -Екорр. -Еп.о. -Ереп. 'корр/ 10 К-103
в А/м2 г/м2 • ч
0.03 - 1.050 1.060 0.915 0.930 0.102 1.24
0.01 1.024 1.048 0.870 0.800 0.040 0.48
0.05 1.016 1.033 0.860 0.790 0.036 0.43
0.1 0.999 1.016 0.850 0.750 0.031 0.37
0.5 0.985 1.000 0.840 0.750 0.028 0.34
го о - 1.070 1.080 0.935 0.950 0.105 1.28
0.01 1.058 1.070 0.910 0.935 0.045 0.54
0.05 1.044 1.060 0.890 0.935 0.041 0.50
0.1 1.028 1.050 0.875 0.910 0.036 0.43
0.5 1.008 1.040 0.860 0.900 0.032 0.39
о го - 1.100 1.115 0.965 0.980 0.109 1.33
0.01 1.090 1.100 0.930 0.950 0.051 0.62
0.05 1.078 1.090 0.915 0.935 0.047 0.57
0.1 1.068 1.080 0.890 0.920 0.042 0.51
0.5 1.049 1.070 0.870 0.920 0.039 0.40
Результаты исследования сплавов представленные в табл. 2, свидетельствуют, что добавки хрома в количествах 0.01-0.5 мас.% сдвигают потенциалы коррозии и питтингообразования сплава 2п5Л1 в положительную область, а с увеличением концентрации хлорид-ионов в электролите - в отрицательную. Сплавы, легированные
хромом различной концентрации характеризуются более низким значением скорости коррозии, чем исходный цинк-алюминиевый сплав (табл. 2).
Таким образом, можно заключить, что легирование цинкового сплава Zn5Al хромом уменьшает скорость его коррозии в 1.5-2.0 раза, в среде электролита NaCl различной концентрации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шлугер А.М., Ажогин Ф.Ф., Ефимов Е.А. Коррозия и защита металлов. - М.: Металлургия, 1981, 216 с.
2. Герасименко А.А. // Технологии в электронной промышленности, 2010, № 7, С. 33.
3. Amini R.N., Obidov Z.R., Ganiev I.N., Mohamad R.B. Potentiodynamical research of Zn-Al-Mg alloy system in the neutral ambience of NaCl electrolyte and influence of Mg on the structure .// Journal of Surface Engineered Materials and Advanced Technology, 2012, v. 2, № 2, РР. 110-114.
4. Кечин В.А., Люблинский Е.Я. Цинковые сплавы. - М.: Металлургия, 1986, 247 с.
5. Obidov Z.R. Anodic behavior and oxidation of strontium-doped Zn5Al and Zn55Al alloys. // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 2012, v. 48, № 3, РР. 352-355.
6. Ганиев И.Н., Алиев Д.Н., Обидов З.Р. Влияние добавок кальция на анодное поведение цинк-алюминиевого покрытия Zn5Al в среде NaCl. // ДАН РТ, 2008, Т. 51, № 9, С. 691-695.
7. Виткин А.И., Тейндл И.И. Металлические покрытия листовой и полосовой стали. - М.: Металлургия, 1971, 493 с.
8. Ф.А. Рахимов, И.Н. Ганиев, З.Р. Обидов, Т.М. Умарова, В.Д. Абулхаев Влияния молибдена на коррозионно-электрохимическое свойства сплава Zn5Al, в нейтральной среде / // Известия АН Республики Таджикистан. Отд. физ.-мат., хим., геол. и техн. наук.- 2017.- № 3 (168). C. 70-75. 9. Обидов З.Р., Ганиев И.Н. Физикохимия цинк-алюминиевых сплавов с редкоземельными металлами. - Душанбе: ООО «Андалеб-Р», 2015, 334 С.
9. Колотыркина Я.М. Металл и коррозия. - М.: Металлургия, 1985, 88 с.
ВЛИЯНИЕ ХРОМА НА КОРРОЗИОННО-ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦИНКОВОГО СПЛАВА Zn5Al, В НЕЙТРАЛЬНОЙ СРЕДЕ
В работе представлены результаты потенциодинамического исследования влияние добавок хрома на коррозионно-электрохимические свойства сплава Zn5Al, в среде электролита NaCl. Показано, что введение в цинк-алюминиевый сплав хрома способствует уменьшению скорости коррозии исходного сплава в 1.5-2.0раза.
Ключевые слова: сплав Zn5Al, хром, потенциостатический метод, электролит NaCl, потенциал коррозии, скорость коррозии.
THE INFLUENCE OF CHROME ON CORROSION-ELECTROCHEMICAL PROPERTIES OF ZINC ALLOY Zn5Al, IN A NEUTRAL ENVIRONMENT
In this article the results of the potentiodynamical researches influence of additives of chromium on corrosion-electrochemical properties of Zn5Al alloy, in the medium of NaCl electrolyte are presented. Showed, that introduction in alloy zinc-aluminium chromium promotes reduction of corrosion rate of an alloy initial at 1.5-2 times.
Key words: Zn5Al alloy, chromium, potentiostatically method, NaCl electrolyte , corrosion potential, corrosion rate.
Сведения об авторах:
Рахимов Фируз Акбарович - к.т.н., ведущий научный сотрудник ГНУ «Центр исследования инновационных технологий» при НАНТ, Адрес: Республика Таджикистан 734063, г. Душанбе, ул. Айни, 299/3. E-mail: [email protected] Ганиев Изатулло Наврузович — д.х.н., профессор, академик НАНТ, заведующий лабораторией ГНУ «Институт химии им. В.И. Никитина» НАНТ. Адрес: Республика Таджикистан 734063, г. Душанбе, ул. Айни, 299/2. E-mail: [email protected]
Обидов Зиёдулло Рахматович — д.х.н., доцент, главный научный сотрудник ГНУ «Институт химии им. В.И. Никитина» НАНТ. Адрес: Республика Таджикистан 734063, г. Душанбе, ул. Айни, 299/2. E-mail: [email protected] Эшов Бахтиер Бадалович - д.т.н., доцент, директор ГНУ «Центр исследования инновационных технологий» при НАНТ, Адрес: Республика Таджикистан 734063, г. Душанбе, ул. Айни, 299/3. E-mail: [email protected] About theauthors:
Rakhimov Firuz Akbarovich - Ph.D., Leading Researcher, State Scientific Institution "Center for Research of Innovative Technologies" at the National Academy of Sciences
and Technology, Address: The Republic of Tajikistan 734063, Dushanbe, st. Aini, 299/3. E-mail: [email protected]
Ganiev Izatullo Navruzovich - Doctor of Chemical Sciences, Professor, Academician of the National Academy of Sciences, the Head of the Laboratory of the State Scientific Institution "Institute of Chemistry named after V.N. Nikitin". Address: The Republic of Tajikistan 734063, Dushanbe, st. Aini, 299/2. E-mail: [email protected] Obidov Ziyodullo Rakhmatovich - Doctor of Chemical Sciences, Associate Professor, Chief Researcher of the State Scientific Institution "Institute of Chemistry named after V. I. Nikitin ". Address: The Republic of Tajikistan 734063, Dushanbe, st. Aini, 299/2. E-mail: [email protected]
Eshov Bakhtiyor Badalovich - Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Director of the State Scientific Institution "Center for Research of Innovative Technologies" at the National Academy of Sciences and Technology. Address: The Republic of Tajikistan 734063, Dushanbe, st. Aini, 299/3. E-mail: [email protected]
УДК 669.3.017.12.293 РАСЧЕТ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СПЛАВОВ
СИСТЕМЫ Cu-Nb
Джураев Т.Д., Тошев М.Т., Нимонов Р.А.
Таджикский технический университет им. академика М. Осими
Сплавы меди широко применяется в различных отраслях промышленности благодаря успешному сочетанию ряда химических, физико-механических и технологических свойств. Известно, что получение сплавов издавна осуществляется методом легирования. Для облегчения этого процесса в современных условиях используют данные по фазовым равновесиям из построенных диаграмм состояния и известных термодинамических свойств [1].
Диаграмма плавкости сплавов системы меди и ниобия (рисунок 1) изучена и построена экспериментально [2] по результатам ДТА и РФА с последующим измерением микротвердости структурных составляющих фаз. Использовались медь чистотой 99,996% (по массе) и ниобий - 99,8% (по массе). По результатам исследований в системе установлено на основе меди и ниобия наличие твердых растворов. В сплавах интерметаллидов не обнаружено. Установлено существование перитектической точки, где содержание ниобия при температуре превращения 1095 °С примерно, равно 0.14% (ат.). Координаты монотектики соответствуют температуре 1675±5 °С и содержанию 33% (ат.). Растворимость ниобия в меди найденная экстраполяцией при температуре монотектики составляют ~4,5% (ат.).
Большой интерес представляет определение констант межчастичного взаимодействия меди и ниобия, которые к настоящему времени не исследованы экспериментально. Этот факт сподвигнул нас к изысканию возможности по применению расчётных методик для определения указанных величин.
Mb, ? а fiпо массе)
10 20 30 40 50 60 70 SO 90 100
7ЯЪ, Чп (ат.)
Рисунок 1. Диаграмма состояния системы Си-ЫЪ Для расчета энергии Гиббса (AG) образовании раствора необходимо знать энтальпию (АН) и энтропию (AS) образования раствора
