|
6.2. Elektrokimyoviy oksidlash rejimlari
Metall sirtida oksid plyonkasining shakllanishi sirtni silliqlanishga, ya‟ni
elektrokimyoviy potentsialning anod tomonga siljishiga olib keladi. Metall va
qotishmalar yuzasini silliqlaydigan anodli plyonkalar uchta tashqi qatlamdan
iborat: zich tuzilishga ega va metallga tutashgan to'siq qatlamdan, ikkilamchi
namlangan qatlamdan va po‟k tuzilishga ega bo'lgan uchinchi tashqi qatlamdan
iborat.
Metalllar yuzasida oksid qatlami shakllanganda ionlar harakatlanayotgan
qo'shaloq diffuzion elektr qatlami doim hosil bo'ladi. Qo‟shaloq elektr qatlamining
kengligi o'rtacha 10
-10
m ni tashkil qiladi. Metal va qotishmalar sirtida oksid
qatlamni o‟sish tezligi jadal sekinlashdi va ma‟lum kritik qalinlikga yetgandan
keyin o‟sish to‟xtaydi. Alyuminiy uchun 2,0 V potentsialda oksid qatlamining
kritik qalinligi 2
.
10
-9
m ni tashkil qiladi.
Elektrokimyoviy oksidlash - bu elektrolit muhitidan o‟zgarmas elektr tok
o'tkazillganda materiallar, metallar va qotishmalar sirtida oksid plyonkalarini hosil
bo‟lish texnologik jarayoni. Elektrolit muhiti - bu tuzlarni suvdagi yoki boshqa
suyuqliklardagi eritmalari yoki eritilgan tuzlar. Ishlov beriladigan buyum har doim
anod bo‟ladi. Sanoatda qo‟llaniladigan elektrolitiar murakkab tarkibga ega bo‟lib,
har bir metal va qotishma uchun alohida mo‟ljallangan bo‟ladi. Elektrolitlar oksid
va metallarni kam eritadigan, jadal eritadigan va bularning oraliqdagi turlarga
ajraladi. Elektrolitlar tarkibiga ularning elektro‟tkazuvchanligini o‟zgartirish
maqsadida mahsus qo‟shimchalar kiritiladi. Oksid plyonkalarning sifati, ya‟ni
125
po‟kligi, qalinligi, nuqsonlar zichligi va boshqalar elektrolit tarkibi va anodlash
rejimlariga bog‟liq.
Elektrolitik jarayoning asosiy mahsuloti oksid qatlami hisoblanadi, ammo
hozirgi kunda oksid qatlamning o‟sish jarayonining yagona nazariyasi yo‟q.
Ularning barchasi metall va kislorod ionlari yoki gidroksil guruhlari harakatini
ta‟riflaydi, bu harakatlar natijasida oksid hosil bo'ladi. Ushbu o'zaro ta'sir qayerda
sodir bo'lishi: metall-oksid yoki oksid-elektrolit chegarasidami degan savol hanuz
ochiq qolayapti. Bir narsa ayonki, sirtda oksid plyonkasi paydo bo'lganda, metall
atomlarining pastki qatlamdan yuqoriga va kislorodning yoki gidroksil guruhning
qarama-qarshi yo'nalishda diffuzion harakatchanligi qoplama o'sish kinetikasida
asosiy rol o'ynaydi. Oksid qoplamining qalinligi oshgani sayin metall va kislorod
atomlarining diffuziya faolligi pasayadi. Bundan tashqari, anodlash jarayonida
elektrod yuzasida dastlab gaz pufakchalari hosil bo'ladi, ular keyinchalik yaxlit gaz
qatlamini hosil qiladi. Bularning barchasi oksid qoplamaning o'sishini keskin
pasayishiga olib keladi.
Shu munosabat bilan qoplamaning o'sish sur'atini saqlab
qolish uchun shakllantiruvchi potentsialni oshirish kerak. Shu bilan birga,
kuchlanish oshganda elektrokimyoviy jarayon anodlash rejimidan uchqunli,
so'ngra yoyli jarayonga o'tib ketadi. 6.4. rasmda potentsialining shakllanishi oksid
qoplamining qalinligiga bog'liqligi ko'rsatilgan.
6.4.rasm. Potentsialining shakllanishi oksid qoplamining qalinligiga
bog'liqligi:
I – anodlash maydoni; II – uchqun maydoni; III – yoyning maydoni;
U
i
– uchqun kuchlanishi; U – emirilish kuchlanishi
Elektr razryadli rejimida elektrolitlar yoki eritilgan tuzlarad oksidlash yuqori
korroziyabardoshlik, mexanik va tribologik xossalarga ega bo‟lgan qoplamalarni
yaratishga imkon beradi. Uchqunli rejimida anodda turli jadallikdagi uchqunlar
kuzatiladi. Uchqun kanaldagi lokal temperatura 7000 ... 20000
0
C ga va bosim
1000 MPa gacha yetadi. Bunday sharoitda anodda qoplama elementlari orasida
kimyoviy reaktsiyalar uchun qulay rejim shakllanadi, qoplama tarkibiga
korroziyaga chidamli bo'lgan elektrolit komponentlari kiritiladi. Uchqun rejimining
afzalliklari: jarayon davomiyligini kamayishi, elektrolit temperaturasiga nisbatan
126
talablarni uncha kuchli qo‟yilmaganligi, zaxarsiz elektrolitlarda yuqori sifatli
qoplamalar ishlab chiqish mumkinligi.
Keyinchalik kuchlanishning oshishi bilan uchqunli rejim mikroyoyli rejimga
o‟tadi va bu jarayon mikroyoyli oksidlash (MYO) jarayoni deb nomlanadi.
Mikroyoyli oksidlash har doim ham shakllanayotgan qoplama sifatini
yaxshilamaydi, ko'pincha ushbu rejimda hosil bo'lgan qatlamlarning dielektrik
xususiyatlari yomonlashadi, mikroyoyli oksidlash jarayonida kop hollarda
plyonkaning buzilishi kuzatiladi. Metalllar va qotishmalarning MYO jarayoni
doimiy tok zichligida (galvanik rejimda) yoki elektrodlarga qo‟yilgan potentsiallar
farqi o‟zgarmaganda (potentsiostatik rejimda) o‟tkaziladi. Bu ikkita rejimni
birlashtirish, masalan, quvati pasayib borayotgan rejimni qo‟llash istiqbolli
yo'nalish hisoblanadi.
Ventil metallariga
27
metall oksidlari metal - oksidi - metal tizimida metal
musbat potensialda ega bo‟lganda o‟z voltamper tavsifi bilan
n-p
o‟tish
strukturasiga oxshash bo‟lgan metallar kiradi. Bunday metallar – bu Al, Nb, Ta,
Ti, Zr, Hf, W, Bi, Sb, Be, Mg, U. Ventil metallar sirtidagi oksidlar eng yuqori
korroziyabardoshlik xususiyatlarga ega. Masalan, titan sirtidagi oksid plyonkasi
dengiz suvida 4000 yil davomida yozma qog‟oz qalinligida titan qatlami erish
mumkin.
6.5-rasmda AMцM markali alyuminiy qotishmasining oksidlanish
jarayonida qoplama qalinligi va kuchlanishning vaqtga bog'liqligi ko'rsatilgan.
Ko'rinib turibdiki, qoplamaning yuqori o'sish sur'atini ta'minlash uchun
shakllantiruvchi kuchlanish doim o‟sib borishi maqsadga muvofiqdir.
6.5-rasm. 10% li suyuq shishaning suvdagi aralashmasida АМцМ alyuminiy
qotishmasining mikrouoyli oksidlashda qatlam qalinligi (1) va kuchlanishning (2)
vaqtinchalik bogliqligi.
27
Ventil metallar – bu shunday metallarki, ularning oksidlaridan tayyorlangan plyonkalarning har xil yo‟nalishda
tok o‟tkazuvchanligi keskin farq qiladi.
127
Do'stlaringiz bilan baham: |
