» » Исследование структуры и толщины покрытий электрохимическим методом
12.12.2014

Для исследования покрытий электрохимический метод впервые был применен Глазуновым. Бриттон, В. З. Бугаков и другие исследователи изучали этим методом структуру цинковых покрытий.
Метод, предложенный этими авторами, заключался в измерении разности потенциалов между оцинкованным изделием, служащим анодом, и цинковым катодом в процессе растворения цинкового покрытия в электролите.
В качестве электролита применялся раствор из 20 ч. NaCl и 10 ч. ZnSO4 на 100 ч. воды.
Под действием тока слои покрытия последовательно растворялись. Разность потенциалов между анодом и катодом измеряли через определенные промежутки времени, при этом она изменялась только при переходе к другой фазе.
Величина каждого из горизонтальных участков на кривой напряжение — время, где разность потенциалов была постоянной, соответствовала толщине слоев отдельных структурных составляющих.
Другие исследователи при электрохимическом анализе цинковых покрытий измеряли не разность потенциалов между анодом и катодом, а электродный потенциал цинкового покрытия по мере его растворения. Для этих целей использовались неполяризующиеся электроды (электроды сравнения). А. П. Буздаков, например, применял каломельный электрод.
Плотность анодного тока в данном случае была в десять раз меньшей (0,016 а/см2), чем в более ранних исследованиях. При этом цинковое покрытие растворялось более медленно.
Как уже ясно из предыдущего, электрохимический метод позволяет определять не только общую толщину цинкового покрытия, но и толщину промежуточных фаз. Переход от слоя чистого цинка к слою сплава характеризуется скачком потенциала. Еще более заметный скачок потенциала наблюдается при переходе от слоя железоцинкового сплава к основному металлу (стали).
Если известно время растворения до первого скачка потенциала (растворился слой чистого цинка и начал растворяться слой сплава) и до скачка потенциала, соответствующего потенциалу стали (растворился слой сплава), то, зная площадь растворяемой поверхности и плотность цинка и железоцинкового сплава, можно по закону Фарадея рассчитать толщину слоев чистого цинка и железоцинкового сплава.
Электрохимический метод дает достаточно надежные результаты (ошибка ±2%) и позволяет более быстро измерять толщину покрытия, чем химический метод.
Разработаны компактные переносные приборы для измерения толщины цинковых покрытий электрохимическим методом. Они снабжены записывающими приспособлениями, регистрирующими процесс растворения покрытия. По окончании растворения приборы автоматически отключаются.
По записанной кривой изменения потенциала во времени при постоянной силе тока можно непосредственно найти толщину отдельных слоев и толщину всего покрытия в целом. Характер перехода (большая или меньшая крутизна) от менее благородного потенциала, соответствующего цинку (η-фаза), к более благородному потенциалу, соответствующему железоцинковым слоям (ζ-, δ1-фазы), позволяет судить о характере границ между фазами.
Таким образом, электрохимический метод исследования позволяет определить не только структуру и толщину покрытия, но и электродные потенциалы отдельных структурных составляющих покрытия, что имеет большое значение при определении коррозионной стойкости.