Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Қоспаның компоненттерін артықшылықпен еріту арқылы болатын коррозия түрі. Металлургияда селективті еріту, сондай-ақ деаллойлау, деметалдану, бөліп алу және селективті коррозия деп аталатын бұл коррозия түрі, кейбір қатты ерітінді қоспаларында, тиісті жағдайларда қоспаның бір компоненті бастапқыда біртекті материалдан артықшылықпен ерітіліп алынады. Кем асыл металл, қорытпадан микроскопиялық гальваникалық коррозия механизмі арқылы алынады. Гальваникалық қатарда бір-бірінен үлкен арақашықтықта орналасқан металдарды қамтитын қорытпалар ең осал болады, мысалы, мыс пен мырыш қорытпасы. Ең көп кездесетін селективті алынатын элементтер – мырыш, алюминий, темір, кобальт, хром және басқалары.
Form of corrosion where components of an alloy are preferentially leached
In metallurgy, selective leaching, also called dealloying, demetalification, parting and selective corrosion, is a corrosion type in some solid solution alloys, when in suitable conditions a component of the alloys is preferentially leached from the initially homogenous material. The less noble metal is removed from the alloy by a microscopic scale galvanic corrosion mechanism. The most susceptible alloys are the ones containing metals with high distance between each other in the galvanic series, e. g. copper and zinc in brass. The elements most typically undergoing selective removal are zinc, aluminium, iron, cobalt, chromium, and others.
Мырыш сұйықтығы
Ең көп таралған мысал – 15%-дан астам мырыш қорғанысы бар латунь қорытпаларынан оттегі мен ылғалдың қатысуымен мырышты таңдамалы түрде еріту (дезинцификация), мысалы, хлорлы судағы латунь крандардан. Дезинцификация Азамат соғысы дәуірінен бері зерттеле бастады, ал оның пайда болу механизмі 1960 жылдарға қарай жан-жақты зерттелді. Мыс пен мырыш бірдей біртіндеп еріп, содан кейін мыс ерітіндіден қайта шөгіп түседі деп саналады. Қалған материал – нашар механикалық қасиеттері бар, мысқа бай, кеуекті құрылымды, сары түсінен қызыл түске өзгеретін қорытпа. Дезинцификацияны күкірт, көмірқышқыл газы және оттегі бар су тудыруы мүмкін. Ылғалды немесе ағыны баяу сулар дезинцификацияны күшейтеді. Осыған қарсы шара ретінде латуньға мырыш немесе қалайы қосуға болады, немесе оның орнына «gunmetal» қолданылуы мүмкін. Дезинцификацияға төзімді латунь (DZR), сондай-ақ C352 латуні деп белгілі, ауыз суға арналған құбырлар мен фитингтер жасау үшін қолданылатын қорытпа. Дезинцификацияға төзімді сантехникалық бұйымдар Ұлыбританияда "CR" (коррозияға төзімді) немесе DZR (дезинцификацияға төзімді) әріптерімен, ал Австралияда "DR" (дезинцификацияға төзімді) әріптерімен таңбаланады.
The most common example is selective leaching of zinc from brass alloys containing more than 15% zinc (dezincification) in the presence of oxygen and moisture, e. g. from brass taps in chlorine containing water. Dezincification has been studied since the Civil War era, and the mechanism by which it occurs was under extensive examination by the 1960s. It is believed that both copper and zinc gradually dissolve out simultaneously, and copper precipitates back from the solution. The material remaining is a copper rich sponge with poor mechanical properties, and a color changed from yellow to red. Dezincification can be caused by water containing sulfur, carbon dioxide, and oxygen. Stagnant or low velocity waters tend to promote dezincification. To combat this, arsenic or tin can be added to brass, or gunmetal can be used instead. Dezincification resistant brass (DZR), also known as Brass C352 is an alloy used to make pipe fittings for use with potable water. Plumbing fittings that are resistant to dezincification are appropriately marked, with the letters "CR" (Corrosion Resistant) or DZR (dezincification resistant) in the UK, and the letters "DR" (dezincification resistant) in Australia.
Графиттік коррозия
Графиттік коррозия – сұр темірден темірдің таңдамалы ерітілуі, онда темір алынып тасталады, ал графит түйіршіктері өзгеріссіз қалады. Зақымдалған беттерде графит, тот және металлургиялық қоспалардан тұратын қабат пайда болады, ол одан әрі ерітуді тежеуге мүмкіндік береді. Қорытпаны никельмен қосу арқылы бұл әсерді айтарлықтай азайтуға болады.
Graphitic corrosion is selective leaching of iron, from grey cast iron, where iron is removed and graphite grains remain intact. Affected surfaces develop a layer of graphite, rust, and metallurgical impurities that may inhibit further leaching. The effect can be substantially reduced by alloying the cast iron with nickel.
Басқа элементтердің сұйытылуы
Алюминийді алуминийден тазарту – алюминий қорытпалары үшін сәйкес келетін процесс. Басқа металдар үшін ұқсас әсерлер – карбонизациядан тазарту (қорытпа бетінен көміртекті жою), декобальтификация, деникелификация және т.б. Қорытпадан металлдарды жою арқылы нанокеңісті металдар жасаудың негізгі жүйесі – np Au жүйесі, ол Au Ag біртекті қорытпасынан Ag-ны таңдап шығару арқылы құрылады.
Dealuminification is a corresponding process for aluminum alloys. Similar effects for different metals are decarburization (removal of carbon from the surface of alloy), decobaltification, denickelification, etc. The prototypical system for dealloying to create nano porous metals is the np Au system, which is created by selectively leaching Ag out of an Au Ag homogenous alloy.
Сұйық металдарды қоспадан шығару
Алғашқыда біртекті қорытпаны, қорытпа құрамындағы бір немесе бірнеше элементтерді таңдап еріте алатын қышқылға салғанда, қалған элемент диффузияланып, ерекше, нано-кеңістікті микроқұрылымға ұйымдасады. Соның нәтижесінде пайда болатын материалда қалған материалдан түзілген байланыстар болады, олардың айналасын бос кеңістік – элементтердің еріген/диффузияланған жерлері – қоршайды.
When an initially homogenous alloy is placed in an acid that can preferentially dissolve one or more components out of the alloy, the remaining component will diffuse and organize into a unique, nano porous microstructure. The resulting material will have ligaments, formed by the remaining material, surrounded by pores, empty space from which atoms were leached/diffused away.
Нанопоритті материалдардың беріктігі мен қаттылығы
Материалдар ғылымындағы кең таралған түсінік бойынша, бөлме температурасы мен қысымында кішірек ерекшеліктер (мысалы, дәнектің мөлшері немесе абсолюттік өлшемі) әдетте материалдың беріктігін арттырады (Холл-Петч күшейтуі, Вейбулл статистикасы қараңыз). Дегенмен, деаллойданған материалдардағы жоғары мөлшердегі кеуектілікке байланысты, олардың беріктігі мен қатаңдығы салыстырмалы түрде төмен, олардың массивті аналогтарымен салыстырғанда. Мұндағы және – геометриялық тұрақтылар, – микроқұрылымға тәуелді көрсеткіштер, ал – көпірдің салыстырмалы тығыздығы. GA қатынастарын деаллойданған, кеуекті материалдың беріктігі мен қатаңдығын бағалау үшін қолдануға болады, бірақ одан әрі зерттеулер қосымша факторды анықтады: байланыстың мөлшері. Байланыстың диаметрі 100 нм-ден жоғары болғанда, байланыстың мөлшерін ұлғайту GA болжамдары мен түйілу кернеуінің және Янг модулінің эксперименттік өлшемдері арасындағы келісімді арттырады. Алайда, байланыстың мөлшері 100 нм-ден төмен болғанда, бұл көптеген деаллойлау процестерінде жиі кездеседі, GA беріктігіне Холл-Петч күшейтуіне ұқсас қосымша фактор пайда болады (яғни, түйілу кернеуі дәннің мөлшеріне кері пропорционалды, квадрат түбірімен өседі). Бұл қатынасты бұрынғы GA қатынасымен біріктіре отырып, 100 нм-ден кіші байланыстары бар деаллойданған материалдардың түйілу кернеуін анықтайтын формула алуға болады:
A common concept in materials science is that, at ambient conditions, smaller features (like grain size or absolute size) generally lead to stronger materials (see Hall Petch strengthening, Weibull statistics). However, due to the high level of porosity in the dealloyed materials, their strengths and stiffnesses are relatively low compared to the bulk counterparts. where and are geometric constants, and are microstructure dependent exponents, and is the relative density of the foam. The GA relations can be used to estimate the strength and stiffness of a given dealloyed, porous material, but more extensive study has revealed an additional factor: ligament size. When the ligament diameter is greater than 100 nm, increasing ligament size leads to greater agreement between GA predictions and experimental measurements of yield stress and Young's modulus. However, when the ligament size is under 100 nm, which is very common in many dealloying processes, there is an addition to the GA strength that looks similar to Hall Petch strengthening of bulk polycrystalline metals (i. e., the yield stress increases with the inverse square root of grain size). Combining this relationship with the GA relation from before, an expression for the yield stress of dealloyed materials with ligaments smaller than 100 nm can be determined:
Нанопорозды материалдардың қозғалысы
Бұл материалдардың байланыстырғыштары негізінен кішкентай металл сынамалары болғандықтан, олардың өзі де жақсы созылатын болады; алайда, нанокеңістік материалдың түгелімен кернеуге төзімсіздігі жиі байқалады. Селективті сіңіру – жалатылған алтын жағудың соңғы алдындағы кезеңі.
Because the ligaments of these materials are essentially small metallic samples, they are themselves expected to be quite ductile; although, the entire nano porous material is often observed to be brittle in tension. Selective leaching can be the pre final stage of depletion gilding.