Избирательное травление

Избирательное растворение атомов цинка из твердого раствора Си—Zn (латунь)

А. И. Голубев трактует механизм межкристаллитной коррозии алюминиевомедных сплавов как избирательное растворение самого интерметаллического соединения СиА12, из которого в раствор переходит алюминий. Предполагается, что в кристаллической решетке самого интерметаллического соединения возникает коррозионный элемент, в котором атомы меди работают в качестве катода, а атомы алюминия — в качестве анода, т. е. алюминий из соединения переходит в раствор. Таким образом, межкри-сталлитная коррозия алюминиевомедного сплава — дюралюми-па — и по этой трактовке также связывается с выделением фазы CuAl2 по границам зерен, но считается, что это соединение является малоустойчивым и само избирательно разрушается вследствие собственной электрохимической гетерогенности.

В основе механизма избирательного переноса при трении лежит избирательное растворение сплавов. При избирательном растворении и деформации трением коэффициент диффузии возрастает на несколько порядков, соответственно возрастает скорость диффузионных потоков (неравновесность), уменьшая энтропию и увеличивая упорядоченность и создавая условия для формирования диссипативной структуры.

Растворение латуней, как и любых сплавов, образованных компонентами с разными электрохимическими свойствами, начинается с преимущественной ионизации наиболее электроотрицательной составляющей цинка. В случае а-латуней избирательное растворение цинка из объема сплава быстро затухает и затем сплавы растворяются равномерно. (3-латуни имеют более высокую-концентрацию цинка, поэтому избирательное растворение его создает высокую концентрацию дефектов в поверхностном слое. В определенных условиях за счет поверхностной диффузии на электроде происходит образование мелкодисперсной меди в собственной фа е. Такое избирательное растворение с фазовым превращением на р-латунях в растворе НС1 протекает частично. Некоторая доля медной составляющей ионизируется и переходит в раствор электролита.

зерен. Межкристаллитной коррозии подвергаются, в частности, аустенитные хромоникелевые стали, подвергнутые провоцирующему отжигу. Коррозия проявляется в определенных областях потенциалов и связана е выделением по границам зерен карбидов хрома (Сг, Fe)23Ce. При длительном отжиге стали концентрация хрома в карбиде увеличивается, а железа уменьшается (рис. 14). В близлежащих участках зерен образуются зоны обедненные хромом, которые евоей формой повторяют границу зерен. Вследствие уменьшения концентрации хрома ток анодного растворения в обедненной зоне значительно выше, чем на поверхности самого зерна. В то время как тело зерна и карбиды хрома находятся в паееивном состоянии, обедненная зона находится в активном состоянии и подвергается интенсивному растворению. Анодные поляризационные диаграммы, поясняющие возникновение меж-кристаллитной коррозии, представлены на рие. 15. Как видно-из приведенной диаграммы, для хромоникелевых сталей имеется две области потенциалов, в которых наблюдается межкристаллит-ная коррозия: на границе перехода стали из активного в пассивное состояние и из пассивного состояния в состояние перепассивации (области МКК заштрихованы). В области перехода из активного состояния в пассивное избирательное растворение стали идет по обедненным зонам, а в области перехода из пассивного состояния в состояние перепаееивации высокая скорость коррозии наблюдается на приграничных участках зерен, занимаемых карбидами хрома. Наличие обедненных хромом приграничных зон и высокая их коррозионная активность для сенсибилизированных коррозионностойких сталей в слабоокислительных средах были доказаны радиоизотопным методом [27]. Случаи межкр исталлитной коррозии при высоких анодных

Если твердый раствор состоит из двух компонентов и наблюдается избирательное растворение одного из компонентов, то в этом случае следует рассматривать две анодные кривые для каждого компонента сплава, даже если они входят в состав твердого раствора. При определенных значениях стационарного потенциала один из компонентов находится в активном состоянии,, другой — в пассивном. Этим, вероятно, объясняются границы устойчивости, установленные Тамманом (закон п/8).

тока до величин, при которых в первую очередь устраняется избирательное растворение металла или сплава.

Избирательное растворение ступенек линий скольжения

Стационарный потенциал и ток саморастворения . . . 165 Избирательное растворение ступенек линий скольжения 169 Микроэлектрохимическая гетерогенность поликристаллического металла................. 174

При растворении сплавов возможен переход в раствор отдельных их компонентов либо в том же соотношении, что и в самом сплаве (равномерное растворение), либо в ином соотношении (избирательное растворение). На основе общих соображений избирательное растворение сплава должно сопровождаться обогащением его поверхности более благородным компонентом и иметь место при условиях, при которых скорости растворения составляющих сплав компонентов в индивидуальном состоянии заметно различаются друг от друга. Соответствующий анализ электрохимического поведения железа и хрома в активном состоянии позволяет предположить, что их сплавы в активной области потенциалов должны растворяться с преимущественным переходом в раствор хрома. В согласии с этим, анализ продуктов растворения стали Х13 в 0,1 н. серной кислоте при потенциалах отрицательнее потенциала пассивации (-0,25 в по н.в.э.) показал [66], что отношение количеств хрома и железа в растворе при этих потенциалах превышает то же отношение, соответствующее исходному сплаву.

Помимо природы компонентов, коррозионная стойкость материала определяется коррозионной активностью среды по отношению к этим компонентам. Так, например, никелевая матрица, армированная вольфрамом, корродирует в азотнокислых растворах, а избирательное растворение вольфрама происходит в растворах щелочей, содержащих окислитель. Магний, армированный коррозионно-стойкой сталью, быстро растворяется в разбавленной щавелевой кислоте, при этом разрушение происходит особенно интенсивно на границе матрицы с волокном.

Избирательное травление отдельных кристаллов на металлографических шлифах. Неодинаковая скорость растворения различных граней монокристаллов Mg, Zn, Cu

Травление полупроводникового материала в зависимости от применяемых средств можно проводить двумя способами, между которыми, однако, нельзя провести четкой границы (см. Фауст [8]). При первом способе преобладает преимущественное растворение по определенным кристаллографическим плоскостям (избирательное травление). Фигуры травления, образующиеся на плоскости, дают возможность сделать заключение об ее ориентации. Но они скрывают в значительной степени ямки травления, связанные с дислокациями. Фактически все реактивы травят избирательно. Однако травление вторым способом можно вести так, что главным образом будет осуществляться сглаживание поверхности (не избирательное травление, а полирующее действие). При этом дислокации могут быть отчетливо выявлены.

При исследовании пластин из твердых сплавов ВК.10М и ВК15 (WC + Co), применяемых при обработке древесины, установлено, что в поверхностном слое толщиной около 2,5 мкм уменьшается содержание Со [61]. Нового химического соединения на поверхности после износа не обнаружено. Вероятной причиной уменьшения содержания кобальтовой фазы является избирательное травление при взаимодействии этой фазы с химически активными компонентами древесины.

Снятие тонких слоев проводили методом стравливания образца стекломассы плавиковой кислотой. Некоторые исследователи [4] считают этот метод непригодным, так как возможно избирательное травление поверхности, образование рельефа. Действительно, микрогетерогенная структура стекла дает, по-видимому, основание для такого рода опасений. Однако механизм разрушения стекол химическими реагентами позволяет предположить, что неравномерное снятие слоев является результатом применения концентрированных растворов плавиковой кислоты, имеющих низкую вязкость. Предварительные опыты подтвердили, что для равномерного снятия слоев стекломассы необходимо использовать очень слабые растворы плавиковой кислоты в глицерине, что хорошо согласуется с литературными данными [5, 6]. Слои толщиной 5—10 мк снимали в растворе плавиковой кислоты (1 : 10) в глицерине в течение 1 ч при комнатной температуре. Как показали профилограммы, полученные на профилографе завода «Калибр» при увеличении X 1000, рельеф поверхности стекол после травления незначителен (не превышает 1—3 мк).

г) Избирательное травление отдельных кристаллов на металлографических шлифах; неодинаковая скорость растворения различных граней монокристаллов Mg, Zn и Си

Избирательное травление отдельных кристаллов на металлографических шлифах

лического строения, является избирательное травление или дифрак-

ливает ее избирательное травление

в. Явления, наблюдаемые при травлении. Избирательное травление вызывает следующие изменения поверхности шлифа: образование рельефа; образование оксидных или других пленок различной толщины на структурных составляющих; образование ямок травления.

в. Явления, наблюдаемые при травлении. Избирательное травление вызывает следующие изменения поверхности шлифа: образование рельефа; образование оксидных или других пленок различной толщины на структурных составляющих; образование ямок травления.

г) Избирательное травление отдельных кристаллов на металлографических шлифах; неодинаковая скорость растворения различных граней монокристаллов Mg, Zn и Си

Изучение электрохимического поведения металла при постоянном значении потенциала может быть очень полезным также и в других случаях, кроме исследований пассивности, например при металлографическом и фазовом анализах металлического электрода [83—85]. Различие в электрохимическом поведении отдельных фаз в сплаве, как показано на рис. 28, дает возможность подоб-брать потенциалы, при которых будет происходить избирательное травление только одной фазы. Таким образом, травление при контролируемом потенциале позволяет определить структуру сплава, а также выделить отдельную фазу из сплава и изучить ее при помощи различных других методов — рентгеноструктурного анализа, электронной микроскопии (фазовый анализ).