Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка математической модели отдельно функционирующего питтинга для определения величины и пространственного распределения возникающего вокруг него локального магнитного поля

ФИО: Холодков Н. С.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: к.х.н. Бардин Илья Вячеславович, в.н.с., к.т.н. Баутин Василий Анатольевич

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Защиты металлов и технологии поверхности

Академическая группа: ФХ-11-3

Коррозионностойкие сплавы, несмотря на их высокую стойкость к общей коррозии, подвержены наиболее опасным видам локальной коррозии, и в частности питтинговой.

В настоящее время для проведения in-situ исследований питтинговой коррозии материалов в различных средах наибольшее распространение получили различные техники сканирования поверхности при помощи микроэлектродов. Наиболее передовая из них техника сканирующего вибрирующего электрода (SVET) имеет ряд существенных недостатков: 1) лизкое расположение электрода к корродирующей поверхности может нарушить распределение токов коррозии; 2) вибрация электрода приводит к перемешиванию электролита, что может оказывать существенное влияние на процесс коррозии; 3) измеряются только ионные токи, протекающие в растворе; 4) высокая стоимость и сложность оборудования.

Отдельно функционирующий питтинг представляет собой локальный короткозамкнутый микрогальванический элемент, протекание ионного и электронного токов в котором приводит к появлению вокруг него слабого локального магнитного поля. Данное магнитное поле модели отдельно функционирующего питтинга, на уровне 10-4 Э, впервые было измерено в МИСиС с помощью магнетометра, работающего на основе эффекта гигантского магнито-импеданса с чувствительностью порядка 10-7 Э.

Вместе с тем, для подбора величины и пространственного распределения коррозионных токов, соответствующих экспериментально измеренному распределению магнитного поля, а также получения значения скорости коррозии образца, требовалась разработка математической модели.

В данной работе, совместно с ИЗМИРАН, была разработана математическая модель отдельно функционирующего питтинга на основе решения Вабера (Waber) для случая цилиндрической геометрии. На рисунке 1 приведено сравнение экспериментальных зависимостей средней Y компоненты магнитного поля коррозионных токов с теоретическими зависимостями для двух измерений, в которых ГМИ-сенсор двигался на высотах z1 и z2. Рассчитанное значение полного коррозионного тока Jc = 1,39 мА находится в разумном согласии со значением полного коррозионного тока, полученным стандартным гравиметрическим методом Jg = (1,56 ± 0,09) мА.