ГЛАВА 2
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. вольтамперометрия с линейной разверткой потенциала
Исследование анодного поведения системы Sn| OHЇ проводилось в трехэлектродной
электрохимической ячейке. В качестве рабочего электрода использовался оловянный
стержень (ОВЧ-000), запрессованный в тефлон. Его поляризацию от внешнего
источника тока осуществляли с помощью вспомогательного платинового электрода.
Перед измерениями поверхность рабочего электрода шлифовали наждачной бумагой,
обезжиривали оксидом магния, промывали дистиллированной водой и раствором
гидроксида натрия и катодно восстанавливали в 0,5 М NaOH в течение 120 с при
плотности тока 500 А/м2. подобная методика описана в [127]. Потенциалы рабочего
электрода измерены и приведены по отношению к хлорсеребряному полуэлементу
ЭВЛ1–М3.1 в насыщенном растворе хлорида калия. Для элиминирования диффузионного
потенциала электрод сравнения и рабочий соединены через электролитический ключ
и сосуд с исследуемым электролитом, который связан с хлорсеребряным
полуэлементом солевым мостиком, заполненным насыщенным раствором хлорида
калия.
Все измерения проводились с помощью комплекта импульсного потенциостата
ПИ-50-1.1. Регистрация поляризационных кривых осуществлялась с помощью
двухкоординатного самописца Н 307/2. Режим изменения потенциала задавали с
помощью программатора ПР–8. Термостатирование ячейки производилось в выносном
теплообменнике ультратермостата U-4 (Т ± 0,2 К).
2.2. Испытания защитной способности пленок на олове в серусодержащих средах
При испытаниях предварительно оксидированных электродов в серусодержащих средах
(атмосфере диоксида серы SO2 и слабокислых растворах сульфида натрия) критерием
разрушения конверсионного покрытия являлось выделение темно-коричневых
сернистых соединений олова на поверхности образцов.
Атмосферу диоксида серы создавали, смешивая растворы тиосульфата натрия и
серной кислоты в герметичной камере (объем 500 мл) с тестируемыми образцами.
Испытания проводились в течение 24 часов при комнатной температуре. традиционно
рекомендованную в [3] концентрацию SO2 генерировали, смешивая растворы 6 мл
0,01 М Na2S2O3 и 1 мл 0,05 М H2SO4. При более жестком режиме испытаний
использованы растворы 1 М Na2S2O3 и 5 М H2SO4 с целью повышения концентрации
агрессивного компонента во влажной атмосфере.
Сульфид-содержащие среды для экспресс-контроля готовили, вводя в кипящий 0,52 М
раствор уксусной кислоты 5 % Na2S в расчете 20 мл/л согласно методике,
описанной в [50]. В полученном модельном растворе тестировали оловянные образцы
в течение 60 с. Ионы гидроксония Н3О+ разрушают конверсионное покрытие на
олове. Ионы гидроксония Н3О+ разрушают конверсионное покрытие на олове, а
выделяющийся при взаимодействии сульфида натрия и СН3СООН сероводород
Na2S + 2 CH3COOH = H2S + 2 CH3COONa (2.1)
реагирует со свободной от оксидов поверхностью металла, вследствие чего на ней
образуются темно-коричневые пятна SnS.
Коррозионную стойкость конверсионных покрытий на олове в среде H2S испытывали
также в более жестких условиях по сравнению с традиционными [50]. Испытания
проводили при более высокой концентрации активирующего агента H3O+,
разрушающего оксидно-гидроксидную пленку, в 2,08 М растворе CH3COOH [128].
2.3. регистрация кривых самоактивации
При отключенном поляризующем токе потенциал оксидированного электрода
вследствие разрушения сформированной пленки в агрессивной среде смещается к
более отрицательным значениям. скорость релаксации потенциала к стационарному
значению, и время активации фа (время уменьшения потенциала до стационарного
значения, которое соответствует поверхности, свободной от оксидов) зависят от
толщины и коррозионной стойкости конверсионного покрытия. В качестве критерия
скорости разрушения пленки использовано время активации фа. Обоснование данного
метода проведено в главе 4. Для испытаний защитной способности конверсионных
пленок применялись модельные среды с различными pH: щелочные (0,5 – 4,0 М
NaOH), буферные растворы уксусной и лимонной кислот (0,5 М СН3СООН + 0,5 М
СН3СООК, 0,5 M C6H5O7H3 + 0,5 M C6H5O7Na3), кислые (0,5 M H2SO4), а также
нейтральные (3 %, 5 %, 10 % растворы хлорида натрия).
Предварительно олово обрабатывали анодированием в растворе гидроксида натрия
или хроматированием по традиционным методикам: химически в 0,4 М K2Cr2O7 [22]
или катодно в 0,1 M Na2Cr2O7 [17]. Формирование конверсионных покрытий
проводили в потенциостатическом режиме с использованием комплекта потенциостата
ПИ–50–1.1 на оборудовании, описанном ранее, или в гальваностатическом режиме в
двухэлектродной ячейке с помощью источника постоянного тока Б5 – 47, а также Б5
– 50. При анодной обработке применялись катоды из нержавеющей стали.
Поляризация оловянных электродов при катодном хроматировании осуществлялось с
помощью свинцовых анодов согласно [20]. Контроль защитных свойств полученных
пленок проводили непосредственно после обработки, а также после хранения
испытываемых образцов в течение 1 года.
2.4. Испытания адгезии лака на оксидированных оловянных образцах
Проведены сравнительные испытания адгезии лака на основе фенолоформальдегидных
смол, применяемых для покрытия консервной тары из луженой жести [12, 13].
Стойкость лакокрасочных покрытий оценивали по скорости их разрушения. В
качестве критерия разрушения использовано отслаивание лака, которое
контролировали визуально после испытаний образцов в течение 1 часа в кипящих
модельных средах (питьевая вода или 3 г/л NaCl) по ГОСТ 5981–88 [130]. Перед
испытанием поверхность оловянных образцов анодировали в щелочных электролитах
или обрабатывали в бихроматных рас