Техника - молодёжи 1938-11, страница 10

Наличие трещин, пор и каналов \на поверхности металла способствует проникновению внутрь металла вредно действующих газов. Трещины и поры по своим размерам могут быть столь ничтожны, что межкристаллическую коррозию по внешним признакам трудно обнаружить. И если все же на рисунке действие коррозии весьма заметно, то это лишь потому, что дана микрофотография поверхности металла.

раствором сернокислого цинка и в этот раствор опустим цинковую пластинку.

Теперь соединим обе пластинки проволокой. Получится обычный гальванический элемент. В нем цинковая пластинка будет подвергаться разъеданию, а медная начнет покрываться налетом меди.

В чем причина этого явления?

Вспомним, что в каждом металле, который находится в твердом состоянии, атомы образуют пространственную кристаллическую решетку. Каждый атом содержит равное число протонов и электронов, т. е. положительных и отрицательных частиц электричества. Они друг друга уравновешивают. Такой атом является электрически * нейтральным.

Однако атомы не пребывают в состоянии покоя, они находятся в постоянном движении. Некоторые из них сталкиваются между собой и при этих столкновениях лишаются какого-то числа электронов. Такие атомы уже перестают быть нейтральными, они заряжаются положительно и называются катионами, или положительными ионами.

Все это происходит в металле.

В растворе же совершается процесс электролитической диссоциации: часть нейтральных молекул расщепляется на заряженные атомы, т. е. на положительные и отрицательные ионы.

Подобное явление наблюдается при растворении кислот, щелочей или солей в воде и других растворителях. Такой раствор называется электролитическим.

Что же происходит в нашем гальваническом элементе?

Цинковая пластинка, будучи опущена в электролитический раствор, отдает ему часть своих катионов, потому что силы сцепления ионов раствора сернокислого цинка больше сил внутреннего сцепления ионов пластинки. В результате на металле создается избыток электронов, и цинковая - пластинка заряжается отрицательно.

Поток электронов, подобно струе воды, находящейся под большим давлением, устремляется по проволоке на медную пластинку, туда, где свободных электронов мало.

А там навстречу электронному потоку уже тянутся катионы из раствора медного купороса. На границе двух сред, т. е. на поверхности меди, происходит встреча. Вновь прибывшие электроны соединяются с катионами раствора. Образуются нейтральные атомы, которые и выпадают на пластинке в виде налета меди.

Этот процесс ведет к тому, что в самом растворе медного купороса число катионов убавляется. Отрицательные ионы оказываются в большинстве. Создается как бы повышенное давление этих отрицательных ионов, заставляющее их просачиваться сквозь пористую перегородку в соседний раствор. Мы уже знаем, что цинк отдает раствору свои катионы. Вновь прибывающие отрицательные ионы медного купороса только усиливают этот процесс. Они в свою очередь уводят из цинковой пластинки новые дополнительные партии катионов.

Атомная кристаллическая решет-ка цинка постепенно рушится, и металл гибнет под ударами коррозии.

Гак протекает процесс коррозии металлов.

И всякий раз, когда два неоднородных металла, соединенных между собой, попадают в раствор электролита, неизбежно возникает гальванический элемент. В этом гальваническом элементе один из металлов является страдающей сто

роной: он подвергается, усиленному разъеданию, другой — избегает коррозии.

Любопытный случай произошел в конце прошлого столетия в Америке. Одна фирма построила для участия в международных гонках скоростную яхту. |Но — удивительное дело—' Яхта, не совершив еще ни одного рейса, получила столь тяжелые повреждения от коррозии, что ее пришлось отправить на слом. Тогда ученые долго ломали голову над разгадкой этого необъяснимого явления. А сейчас электрохимическая теория коррозии полностью объясняет случившееся. Корпус яхты был обшит алюминиевыми листами, причем эти! листы скреплялись заклепками, содержавшими медь: получилась пара неоднородных металлов, а роль раствора электролита великолепно сыграла соленая морская вода.

Такого рода коррозия имеет весьма широкое распространение, так как по существу все металлу ческие сооружения — мосты, самолеты, морские суда, вагоны, станки — строятся не из одного, а из нескольких металлов.

Правда, не все эти сооружения соприкасаются с морской водой. Но электролитической средой может явиться даже окружающая нас атмосфера, в которой содержатся и пары воды и углекислый газ. Вода оседает на поверхности металлов тонким слоем и соединяет разнородные металлические поверхности. Углекислый газ, растворяясь в этой воде, образует раствор электролита.

В этом же поверхностном водяном слое могут растворяться и кристаллики соли, которыми особенно богат морской воздух. Неудивительно, что металлические сооружения и машины, находящиеся в условиях морского побережья, быстро выходят из строя. Например, срок службы аэропланов, работающих в районе Соленых озер в Америке, исчисляется всего несколькими месяцами.

Таким образом, два; разнородных металла,¹ соединенных между собой, под воздействием электролитической среды начинают работать как гальваническая пара, и эта работа гибельно сказывается на металле.

Но почему тогда подвергаются коррозии изделия, состоящие как будто из одного металла? Откуда в них гальваническая пара? Ничего загадочного в этом нет. Все применяемые в технике металлы в большинстве своем неоднородны. Это — сплавы металлов «благородных» и «неблагородных», т. е. устойчивых и неустойчивых против I