Електрохімічна активність аморфних сплавів Al₈₇Gd₅Ni₈ і Al₈₇(Gd,Y)₅(Ni,Fe)₈ у розчинах основ

Abstract

Досліджено електрохімічну активність аморфних металевих сплавів (АМС) на основі алюмінію Al₈₇Gd₅Ni₈ і Al₈₇(Gd,Y)₅(Ni,Fe)₈. Сплави готували методом швидкого гартування (10⁵–10⁷ К/с) з розплаву у вигляді стрічки шириною ~2 см і товщиною ~20 мкм. Внаслідок способу охолодження розплаву розрізняли контактний бік (к), який безпосередньо стикається з охолоджуючим елементом, і зовнішній (з). Методи дослідження: хронопотенціометрія, циклічна вольтаметрія та скануюча електронна мікроскопія з аналізатором елементного складу. У лужних водних розчинах NaOH на поверхні АМС Al87Y4Gd1Ni8, а особливо легованих Fe, формуються захисні оксидно-гідроксидні шари, що суттєво підвищує антикорозійний опір поверхні. Якщо атоми Al контактують з електропровіднішими металами, то протони розряджаються на катодних ділянках і не руйнують захисних покрить на матриці сплаву. У водних розчинах NH₄OH корозія сплавів прискорюється. Струми корозії АМС Al₈₇Gd₅Ni₈ зростають у 20–25 разів, а Al₈₇Gd₅Ni₄Fe₄ – тільки у 5 разів, причому потенціал корозії та опір практично залишаються незмінними. Це пояснюється здатністю іонів NH4⁺ до комплексоутворення з Al³⁺ і активізації виходу комплексних іонів у розчин, a також зміною величини активної площі.

Electrochemical activity of the amorphous metal alloys Al₈₇Gd₅Ni₈ and Al₈₇(Gd,Y)₅(Ni,Fe)₈ has been investigated. Alloys were prepared by rapid quenching (10⁵ –10⁷ К/s) of the melt in the form of tape of ~ 2cm and of ~ 20mm thick. The difference between contact side (k), which directly faces to the cooling surface, and external side (з) was determined owing to the way of melt cooling procedure. The following experimental methods were used chronopotentiommetry, cyclic voltammetry and a scanning electron microscopy with elemental composition analyzer. Protective oxide-hydroxide layers are formed in the alkaline aqueous solutions of NaOH on the surface of Al87Y4Gd1Ni8, and especially of Fe-dopped alloys. They increase the corrosion resistance of the surface. If the Al atoms are in contact with more electroconductive metals, the protons discharge on the cathodic areas and do not damage the protecting coating of the alloy matrix. Corrosion of alloys increases in the NH₄OH aqueous solutions. Corrosion currents of Al₈₇Gd₅Ni₈ alloy increase in 20–25 times, and for Al₈₇Gd₅Ni₄Fe₄ alloy – only in 5 times, whereby the corrosion potential and resistance practically remain unchanged. This is explained by the ability of NH4⁺ to form complexes Al³⁺ and by activation of complexes ions transition into solution and also by the change of active surface size.

Исследована электрохимическая активность аморфных металлических сплавов (АМС) на основе алюминия Al₈₇Gd₅Ni₈ и Al₈₇(Gd,Y)₅(Ni,Fe)₈. Сплавы изготовлены методом быстрой закалки (10⁵–10⁷ К/с) расплава в форме ленты шириной ~ 2 см и толщиной ~ 20 мкм. В следствие способа охлаждения расплава различаются две поверхности ленты: контактная, непосредственно прилегающая к охлаждающему элементу, и внешняя. Использованы такие методы исследования: хронопотенциометрия, циклическая вольтамперометрия, сканирующая электронная микроскопия с анализатором элементного состава. В щелочных водных растворах NaOH на поверхности АМС Al₈₇Gd₅Ni₈, особенно легированных Fe, формируются защитные оксидно-гидроксидные слои существенно увеличивающие антикоррозионное сопротивление поверхности. Атомы Al, контактируя с более электропроводящими металлами, провоцируют разрядку протонов на катодных участках. В этом случае защитное покрытие металлической матрицы не разрушается. В водных растворах NH₄OH коррозия АМС ускоряется. В случае Al₈₇Gd₅Ni₈ ток коррозии возрастает в 20–25 раз, а Al₈₇Gd₅Ni₄Fe₄ – только в 5 раз, причем потенциал коррозии и сопротивление практически остаются неизменными. Это явление связано с способностью ионов NH4⁺ к комплексообразованию с Al³⁺ и активизации выхода комплексных ионов в раствор, а также изменением величины активной площади электрода.