В марте этого года я был в Обнинском центре напыления металлов и смотрел установку газодинамического напыления Димет. Там мне была предоставлена возможность опробовать установку и были выданы типовые образцы. По возвращении образцы были замочены в растворе соли с «переменной ватерлинией». Сейчас прошло чуть более полугода с момента начала эксперимента, результатами которого я и делюсь.
2. Изначально образец выглядел вот так:
Это напыленные участки меди и цинка на стальную пластинку.
3. После того, как мы его достали из банки через пол года он выглядел вот так:
4. Первое, что бросалось в глаза- это явное отслоение медного покрытия:
5.
6.
7. Отмытый от соли образец. Слева- то что осталось от медного напыления, справа- цинковое покрытие:
8.
9.
10. Медь съелась полностью:
11. Граница между медным и цинковым напылением:
12.
13. Цинковое покрытие полностью целое, что меня очень радует:
Собственно, медь тут чисто по случаю оказалась, интересно именно цинковое напыление, и оно неплохо выдержало пол года в солевой влажной среде. Всё больше склоняюсь к цинкованию яхты.
16 комментариев
Добрый день! Вы создали систему — медь-железо-цинк., что в общем-то не одно и тоже как железо-цинк. к сожалению, эксперимент некорректный. а результат, полученный вами — предсказуем изначально.
Да, Вы правы. Не подумал про влияние меди.
Здравствуйте МАХ, наткнулся на Ваш сайт, т.к. изучаю вопрос постройки яхты, и тоже в качестве материала рассматриваю сталь. Хочу выразить Вам свое восхищение и пожелать скорейшего спуска на воду!!! а за одно и поделится своим опытом. Дело в том что создание покрытий с напередзаданными свойствами моя специальность и работа. еще в СССР мой папа работал в институте Патона в Киеве сейчас он академик академии наук., и занимался этими ворпросами, сейчас это наш семейный бизнес последним проектом было как раз антиеоррозионное покрытие для корпусов ледоколов т.к. они трутся об лед и любая краска не выдерживает. была разработана технология нанесения алюминия или алюмомагния путем металлизации позже сверхзвуковой металлизации. потом ссср рухнул и про это забыли. мы сегодня используем эту технологию для ж.д. продаем им оборудование и материалы, а они наносят износостойкие покрытия на колен валы тепловозов. адгезия и когезия настолько сильны что напыленные шейки проходят дольше не обработанных. так вот самым эффективным способом защиты корпуса есть нанесение на него алюминиевого покрытия путем сверхзуковой метлизации. корпус будет работать лет 30 …. даже если повредить покрытие, а сделать это трудно . я пробовал молотком отбить-не вышло, стать не будет разрушаться, а будет «таять » алюминий рядом. мы как раз сейчас разрабатываем ручной метализатор. так что будете в Киеве милости просим, или если в России какой нибудь завод купит нашу технологию,я маякну.
Валентин, большое спасибо за добрые пожелания и предложение помощи! Буду признателен, если скините ссылочку, по которой можно почитать о вашем металлизаторе. Еще раз спасибо!
Скажите, а что не так с экспериментом? Что бы мы увидели, при отсутствии меди, такого, чего не видим сейчас?
Медь проела железяку под собой. Ей и цинк для этого не особо был нужен 🙂
согласен с Xenos. эксперимент некорректен по причине а) трехкомпонентности системы и б) в частичном покрытии (второй тезис спорный — зависит от цели опыта). Видимо цель ставили посмотреть как поведет себя железо, покрытое 1) медью и 2) цинком. В таком случае поставили бы две железки — одну покрытую медью и вторую — цинком и каждый в свою посудину. тогда — все корректно. Две отдельные системы. Даже в этом случае результат известен, т.к. пластина покрывалась не полностью, то — с медью — железо умрет, с цинком — цинк умрет. видимо цель эксперимента была посмотреть прочность покрытия, тогда стоило покрывать деталь всю, а не частично. а в таком трехкомпонентном исполнении — первой будет работать система мель-железо (более активна — бОльшая разница электрохимических потенциалов металлов).
Как поведёт себя железо, покрытое медью, и цинком, вообщем-то, понятно. Наверно, цель — понять, как поведёт себя цинк, напылённый на сталь. В частности, не отвалится ли.
Нормальный такой цинк. Держится.
Деталек у нас ограниченное количество, что дали то и испытываем.
Интересно, а медь разрушает цинк?. Т.е., без меди рядом, цинк меньше окислился бы?
>>Интересно, а медь разрушает цинк?
Ещё как 🙂
К сожалению, сказать нормальный цинк (покрытие хорошо держится или нет) сказать нельзя, по причине описанной выше (ИМХО). Если вопрос только с цинковым покрытием, то в наличие два варианта – 1). деталь, полностью покрытая цинком и 2). деталь покрыта не полностью цинком. В 1 случае получаем устойчивость цинка в среде (чем больше цинка, тем лучше 🙂 .) и тут вопрос будет в качестве покрытия (не отвалится ли?) и его толщине. Во 2-м – сразу начинает работать пара железо-цинк. в первую очередь корродировать начнет цинк на границе железо-цинк. тут более жесткое тестирование качества покрытия. Опять-таки, чем больше цинка, тем лучше. Эти два эксперимента разные по процессам, которые будут происходить. В 1-м – коррозия цинка в соляном растворе, а во 2-м – электрохимическая коррозия. Если сравнивать по скорости коррозии цинкового покрытия в этих двух случаях (толщина и качество покрытия одинаково), то во 2-м случае цинк прокорродирует быстрее. В общем случае, для защиты поверхности железа – поставить цинковые протекторы проще, чем устраивать эпопею с напылением (технологические вопросы напыления, подготовки поверхностей, равномерное покрытие и т.д. опускаем). Если выдержать соотношения поверхностей протектора (цинка) и железа, то выходит гораздо дешевле и главное технологичнее при достаточно близком эффекте.
Медь не просто разрушает цинк, она его разрушает гораздо быстрее, чем, например, в случае железо-цинк. Т.е. разница в электрохимических потенциалах в случае медь-цинк будет гораздо больше, чем в случае железо-цинк. Цинк без меди окислится гораздо меньше. Тут вопрос в активностях металлов. Есть электрохимический ряд активности металлов Li→Rb→K→Ba→Sr→Ca→Na→Mg→Al→Mn→Zn→Cr→Fe→Cd→Co→Ni→Sn→Pb→H→Sb→Bi→Cu→Hg→Ag→Pd→Pt→Au, которые показывает эти активности металлов. В левой части находятся активные металлы, которые реагируют, например, с водой с выделением водорода, в левой – неактивные металлы, которые и с кислотами неактивно-то реагируют. Стандартные электродные потенциалы увеличиваются слева на право. Цинк (Zn) находится недалеко от железа (Fe). Медь (Cu) находится гораздо дальше. По этому ряду можно оценить активность биметаллической системы. Чем меньше разница в потенциалах, тем менее активная система. Например, если вместо меди взять серебро — то коррозия будет еще быстрее проходить.
Простите, но вопрос не в ограниченном количестве деталек, а в целях эксперимента и его планировании. В том варианте, как он был поставлен, к сожалению, он не несет практической информации и не отвечает поставленной цели (ИМХО).
Все описанное вами о планировании экспериментов ясно и понятно. Спасибо. Мы кстати щи хлебаем не лаптями и даже заканчивали университеты)
А вот с утверждением о том что укрепление анодов на корпусе почти эквивалентно напылению цинка- я очень сильно не согласен. Множество стальных яхт буквально увешанных анодами ржавеет очень интенсивно.
Напыление цинка в первую очередь укрывает сталь от атмосферы- это его главное предназначение, а не анодная защита. Она наверное тоже есть, например, когда корпус оцарапается до стали и пара начнет работать во влажной соленой атмосфере.
Также по поводу конкретного эксперимента с пластинкой- так если цинк в присутствии меди разрушается больше чем без нее, а в эксперименти цинк как раз неразрушился- значит без меди он былбы еще целее- значит все здорово. Но мы имеем разрушенную медь, что вообще никак непонятно. Лично я склонен рассматривать эту пластинку как две нереагирующих друг с другом пары сталь-медь и сталь- цинк. Сталь-цинк отлично выглядит после полугода солевой ванны. Делаю вывод что мне такое напыление подходит. Особенно учитывая что оно будет закрыто шестью слоями краски.
Я прав в своих выводах или нет? Если нет- то в чем не прав?
Спасибо)
простите, если чем обидел. я лишь попытался описать, на мой взгляд, недостатки в вашем эксперименте. у вас в эксперименте медь с цинком не контактировала. и медь на цинк никак не влияла. по сути у вас в опыте было не две системы медь-железо и железо-цинк, а одна медь-железо-цинк. причины я описал выше. пары тут не реагируют друг с другом, а влияют друг на друга. вы правы — сталь и цинк сохранились прекрасно и только лишь. Но ваша задача была не в сохранении покрытия, а посмотреть его устойчивость.
я не склонен думать, что медь разрушилась. скорее разрушилось медное покрытие и корродировало железо. мель весьма неохотно покрывает устойчивой пленкой железо.
мой весь комментарий состоял в том (извините за повтор), что результат вашего опыта изначально предсказуем и мало информативен.
что касается анодной защиты, то так же есть множество яхт с анодной защитой и лишь со следами коррозии. вопрос в технологичности и контроле качества, и, безусловно в стоимости покрытия металлом. если вас тут нечего не смущает, то как говорится — бог в помощь.
как защита от атмосферного воздействия, да еще и под слоями краски — работает. тут вопрос уже будет в том, что устойчивее краска покрытая на цинк или краска покрытая на черный металл. но это уже вопрос из другой оперы.
Спасибо! Нет, Вы ни чем не обидели. Всегда тщательно изучаю все точки зрения и стараюсь докопаться до сути. Особенно в вопросе покраски яхты, который весьма деньгоемкий.Еще раз спасибо. Буду признателен за любые комментарии в будущем.
>>Но мы имеем разрушенную медь, что вообще никак непонятно.
Всё в рамках диалектического материализма 🙂 Медь как раз не разрушилась, разрушилось железо под ней и плёнка меди отслоилась, а она настолько тонкая, что за ржавчиной её не видно.
Да, наверное вы правы.
> Медь не просто разрушает цинк, она его разрушает гораздо быстрее, чем, например, в случае железо-цинк. Т.е. разница в электрохимических потенциалах в случае медь-цинк будет гораздо больше, чем в случае железо-цинк. Цинк без меди окислится гораздо меньше.
Да, мы так и подумали. Если честно, нам пофиг на медь. Понятно, что и цинк не останется таким блестящим, и при наличии меди, и без неё. Вопрос не в том, с какой скоростью будет разрушаться цинк. Там ведь по цинку еще грунт и краска. Вопрос — не отслоится ли цинк от металла. Если он начнет слезать чулком, без разницы, какая краска сверху.
Результат замачивания — под медью коррозия, и слой меди отвалился. Цинк как был напылён, так и остался.
По-крайней мере, видел напыление газо-динамическим методом, и оно было настолько пористым, что там ржавчина проступала прямо сквозь напыляемый металл, не смотря ни на какие ряды активности… 🙂
Здесь, вроде, сильно плотнее покрытие получается. И держится неплохо.
Один минус — скорость напыления удручающая.