Nikkelillä ja nikkeli-kromilejeeringeillä esiintyvien oksidifilmien karakterisointi
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
1998
Department
Major/Subject
Fysikaalinen kemia
Mcode
Kem-31
Degree programme
Language
fi
Pages
viii + 90 s. + liitt.
Series
Abstract
Diplomityön tarkoituksena oli tutkia huoneenlämpötilassa nikkelillä ja nikkelikromilejeeringeillä esiintyviä oksidifilmejä pH-arvoltaan erilaisissa vesiliuoksissa. Kirjallisuuden perusteella nikkelin passiivifilmin koostumusta on tutkittu erilaisilla spektroskooppisilla ja sähkökemiallisilla menetelmillä, ja koostumukseksi on kirjallisuudessa ilmoitettu joko Ni(OH)_2, NiO tai näiden yhdistelmiä. Passiivialueen esiintymispotentiaaleissa ja oksidifilmin paksuudessa on eroja (0,6 - 6 nm) mittausmenetelmästä riippuen. Kromin passivoitumista lisäävä vaikutus tiedetään, mutta muuten nikkeli-kromilejeerinkejä ei ole tutkittu paljon. Tässä työssä sähkökemiallisina menetelminä käytettiin voltammogrammimittausta sekä pyörivällä rengas-levyelektrodilla että liikkumattomalla levyelektrodilla, contact electric resistance (CER) -tekniikkaa ja impedanssispektroskopiaa (EIS). Elektrolyytteinä käytettiin kolmea vesiliuosta, joiden pH-arvot olivat 0 (1 M H_(2)SO_(4)), 5 (Na_(2)SO_(4) + H_(2)SO_(4)) ja 9,2 (0,1 M Na_(2)B_(4)O_(7)). Nikkelin todettiin liukenevan pH:sta riippumatta aktiivialueella kahdenarvoisena ja transpassiivilla alueella kolmen- tai neljänarvoisena. Tulokset sopivat yhteen kirjallisuudessa ilmoitettujen tulosten kanssa. Kromin todettiin 1 M H_(2)SO_(4)-liuoksessa pienentävän passivoitumispotentiaalia ja -virtaa, mutta päinvastoin kuin kirjallisuudessa on esitetty, sen ei havaittu kasvattavan potentiaalialuetta, jossa passiivifilmi esiintyy. CER- ja EIS-tulosten perusteella sovitettiin Ni-Cr(20%)-lejeeringillä rikkihapossa saatuja tuloksia Youngin malliin ja mallin todettiin toimivan melko hyvin. pH:n kasvaessa nikkelin passivoituminen tapahtuu yhä negatiivisemmissa potentiaaleissa (vs. SHE), mutta passiivialueen laajuus pysyy lähes muuttumattomana. CER-tuloksista havaittiin kromin kasvattavan passiivifilmin resistanssia moninkertaiseksi puhtaan nikkelin arvoihin verrattuna, mikä sopii hyvin yhteen kirjallisuudessa esitettyjen tulosten kanssa. Liukenevien tuotteiden havainnoiminen rengas-levyelektrodilla vaikeutuu, kun käytetään lejeerinkejä, mutta levyllä tapahtuvat hapettumisilmiöt näkyvät hyvin. Ni-Cr(10%)-lejeeringillä havaittiin muihin käytettyihin materiaaleihin verrattuna poikkeavia ilmiöitä, kuten voimakkaasti näkyvää hapettumista ja pelkistymistä. Ni-Cr(20%)-lejeerinki on ominaisuuksiltaan lähempänä puhdasta kromia kuin puhdasta nikkeliä. Jatkotutkimuksissa on tarkoitus tutkia näitä samoja ominaisuuksia korkeissa lämpötiloissa.Description
Supervisor
Sundholm, GöranThesis advisor
Fabricius, GunillaLaitinen, Timo