hrvatski

Korozijsko ponašanje željeza u fluoridnom mediju

U radu su istraživani mehanizam i kinetika rasta, kao i svojstva oksidnog filma formiranog na željezu u fluoridnom mediju u ovisnosti o pH vrijednosti i sadržaju fluoridnih iona koji stvaraju korozivni okoliš u procesu proizvodnje aluminija. Istraživanje je provedeno primjenom cikličke voltametrije i elektrokemijske impedancijske spektroskopije u deaeriranim otopinama NaF koncentracija 0, 01 i 0, 1 mol L-1 pri različitim pH vrijednostima (4, 5, 5, 5 i 6, 5). Rast oksidnog filma na željezu, u potenciodinamičkim uvjetima, karakteriziran je pojavom "strujnog platoa" zabilježenog na cikličkim voltamogramima, a analiza dobivenih rezultata pokazala je kako se rast oksidnog filma odvija migracijom iona u električnom polju niske jakosti. Određene su kinetičke veličine rasta oksidnog filma, elektronska provodljivost oksida (~ 10-12 S cm-1), kao i jakost električnog polja kroz oksid (~106 V cm-1). Debljine oksidnih filmova dobivene analizom anodne strujne krivulje pokazuju kako se tanji film boljih zaštitnih svojstava formira u otopini niže koncentracije i više pH vrijednosti (za 0, 01 mol L-1 NaF, pH 6, 5 d = 1, 37 nm). Vrlo visoka vrijednost od 41, 46 nm za debljinu pasivnog filma u otopini NaF koncentracije 0, 1 mol L-1 pri pH 4, 5 upućuje na jako hidratizirani, rahli sloj. Impedancijska mjerenja provedena su na potenciostatski formiranim oksidnim filmovima nakon stabilizacije elektrode (30 minuta) na potencijalu otvorenog kruga. Pri svim ispitivanim uvjetima zabilježeni su niski otpori filma koji ne prelaze 70 kΩ cm2 , a vrijednost otpora, jednako kao i OCP, opada s porastom koncentracije F- i snižavanjem pH. U istom smjeru zabilježen je porast kapaciteta filma od 53 μF cm-2 za otopinu koncentracije 0, 01 mol L-1 pH 6, 5 do 570 μF cm-2 za otopinu koncentracije 0, 1 mol L-1 pH 4, 5. Rezultati provedenih istraživanja pokazuju kako brzina korozije željeza raste sa snižavanjem pH vrijednosti i povećanjem koncentracije fluoridnih iona. U otopini NaF koncentracije 0, 01 mol L-1 pri smanjenju pH od 6, 5 do 4, 5 brzina korozije povećala se gotovo dvostruko, od 0, 25 μg cm-2 h-1 do 0, 48 μg cm-2 h-1, a u otopini NaF koncentracije 0, 1 mol L-1 pri istoj promjeni pH povećanje iznosi gotovo dvadeset puta.

željezo, anodni film, fluoridi, ciklička voltametrija, elektrokemijska impedancijska spektroskopija

nije evidentirano