Кинетика фазовых превращений при селективном растворении интерметаллида Cu5Zn8

Аннотация

Установлены кинетические закономерности анодного селективного растворения медно-цинкового интерметаллида Cu₅Zn₈ (гамма-фаза) в ацетатном буферном растворе. С применением комплекса микроскопических и рентгеновских методов анализа подтвержден селективный характер коррозионного растворения Cu₅Zn₈, в результате которого происходят обесцинкование и морфологическое развитие поверхности интерметаллида, сопровождающиеся
формированием собственной фазы меди. В рамках теоретической модели возникновения критического состояния поверхности электрода с использованием экспериментальных концентрационных зависимостей критического потенциала и критического перенапряжения установлено, что наиболее вероятной лимитирующей стадией растворения цинка из Cu₅Zn₈ является нестационарный диффузионный массоперенос в твердой фазе интерметаллида.
Показано, что фазовое превращение при закритическом анодном селективном растворении гамма-фазы Cu₅Zn₈ в ацетатной среде ускоряется с ростом электродного потенциала и контролируется поверхностной диффузией адатомов к трехмерному зародышу собственной фазы меди в условиях мгновенной нуклеации.

ЛИТЕРАТУРА

1. Francis R. Corrosion of Copper and its Alloys -
A Practical Guide for Engineers. Houston (USA): NACE
International, 2010. 388 p.
2. Troiani H. E., Baruj A. In situ optical microscopy
study of a phase transformation induced by the dezincification
of beta Cu-Zn. Materials Science and Engineering
A. 2007;454–455: 441–445. DOI: https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.11.092
3. Sun Y., Ren Y. New preparation method of porous
copper powder through vacuum dealloying. Vacuum.
2015;122(A): 215–217. DOI: https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2015.09.031
4. Sun Y., Ren Y., Yang K. New preparation method
of micron porous copper through physical vacuum
dealloying of Cu-Zn alloys. Materials Letters. 2016;165:
1–4. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2015.11.102
5. Мурзин С. П. Разработка способов интенси-
фикации формирования нанопористых структур
металлических материалов селективной лазерной
сублимацией компонентов сплавов. Компьютерная
оптика. 2011;35(2): 175–179. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_16372944_92770669.pdf
6. Мурзин С. П. Определение условий образования нанопористых структур металлических
материалов лазерным воздействием. Вестник
Самарского государственного аэрокосмического
университета им. академика С. П. Королёва (наци-онального исследовательского университета).
2014;5–2(47): 67–74. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_24041234_92964303.pdf
7. Landolt D. Corrosion and surface chemistry of
metals. Lausanne (Switzerland): EPFL Press, 2007.632 p.
8. Маршаков И. К. Термодинамика и коррозия
сплавов. Воронеж: изд-во Воронеж. ун-та, 1983. 168 с.
9. Маршаков И. К., Введенский А. В., Кондрашин В. Ю., Боков Г. А. Анодное растворение и селективная коррозия сплавов. Воронеж: изд-во
Воронеж. ун-та, 1988. 208 с.
10. Selvaraj S., Ponmariappan S., Natesan M.,
Palaniswamy N. Dezincification of brass and its control:
an overview. Corrosion Reviews. 2003;21(1): 41–7 4 . DOI: https://doi.org/10.1515/CORR-REV.2003.21.1.41
11. Revie R. W. Uhlig’s Corrosion Handbook. Hoboken
(USA): Wiley, 2011. 1296 p. DOI: https://doi.org/10.1002/9780470872864
12. Burzyńska L., Maraszewska A., Zembura Z. The
corrosion of Cu-47.3 at% Zn brass in aerated 1.0 M
HCl. Corrosion Science. 1996;38(2): 337–347. DOI:
https://doi.org/10.1016/0010-938X(96)00132-1
13. Sohn S., Kang T. The effects of tin and nickel
on the corrosion behavior of 60Cu-40Zn alloys. J. Alloys
Compounds. 2002;335(1-2): 281–289. DOI: https://doi.org/10.1016/S0925-8388(01)01839-4
14. Assouli B., Srhiri A., Idrissi H. Characterization
and control of selective corrosion of a, b¢-brass by
acoustic emission. NDT & E International. 2003;36(2):
117–126. DOI: https://doi.org/10.1016/S0963-8695(02)00102-0
15. Newman R. C. Dealloying. In book: Shreir’s
Corrosion. Oxford: Elsevier, 2010. P. 801–809. DOI:
https://doi.org/10.1016/b978-044452787-5.00031-7
16. Erlebacher J. Dealloying of binary alloys evolution
of nanoporosity. In book: Dekker encyclopedia of nanoscience
and nanotechnology (chapter 320). N.-Y. (USA):
CRC Press, 2004. P. 893–902. DOI: https://doi.org/10.1201/9781439834398.ch320
17. Qiu H.-J., Peng L., Li X., Xu H. T., Wang Y. Using
corrosion to fabricate various nanoporous metal structures.
Corrosion Science. 2015;92: 16–31. DOI: https://doi.org/10.1016/j.corsci.2014.12.017
18. Маршаков И. К. Электрохимическое поведение и характер разрушения твердых растворов
и интерметаллических соединений. Коррозия и
защита от коррозии (Итоги науки и техники. Т. 1).
М.: ВИНИТИ, 1971. с. 138–155.
19. Маршаков И. К., Богданов В. П. Механизм
избирательной коррозии медноцинковых сплавов.
Журн. физ. хим. 1963;37(12): 2767–2769.
20. Маршаков И. К., Вязовикина Н. В. Избирательное растворение b-латуней с фазовым превращением в поверхностном слое. Защита металлов. 1978;14(4): 410–415.
21. Зарцын И. Д., Введенский А. В., Маршаков И. К. О неравновесности поверхностного слоя
при анодном растворении гомогенных сплавов.
Электрохимия. 1994;30(4): 544–565. Режим доступа:
https://elibrary.ru/item.asp?id=23828139
22. Зарцын И. Д., Введенский А. В., Маршаков И. К. О превращениях благородной компонен-
ты при селективном растворении гомогенного
сплава в активном состоянии. Защита металлов.
1991;27(1): 3–12. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=23951443
23. Зарцын И. Д., Введенский А. В., Маршаков И. К. Термодинамика неравновесных фазовых
превращений при селективном растворении гомогенных бинарных сплавов. Защита металлов.
1991;27(6): 883–891. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=12712615
24. Pickering H. W., Byrne P. J. On preferential
anodic dissolution of alloys in the low-current region
and the nature of the critical potential. J. Electrochem.
Soc. 1971;118(2): 209–215. DOI: https://doi.org/10.1149/1.2407969
25. Pickering H. W., Byrne P. J. Partial currents
during anodic dissolution of Cu–Zn alloys at constant
potential. J. Electrochem. Soc. 1969;116(11): 1492–1496. DOI: https://doi.org/10.1149/1.2411582
26. Pickering H. W. Characteristic features of alloy
polarization curves. Corrosion Sci. 1983;23(10): 1107–1120. DOI:
https://doi.org/10.1016/0010-938X(83)90092-6
27. Козадеров О. А., Введенский А. В. Массоперенос и фазообразование при анодном селективном растворении гомогенных сплавов. Воронеж:
Научная книга, 2014. 287 с.
28. Wyckoff R. W. G. Crystal Structures. Vol. 1. N.-Y.
(USA): Interscience Publishers, 1963. p. 7–83.
29. Галюс З. Теоретические основы электрохимического анализа. М.: Мир, 1974. 256 с.