Пассивирование, пассивация металлов, переход поверхности металла в пассивное состояние, при котором резко замедляется коррозия . Пассивирование вызывается поверхностным окислением металлов. Практическое значение Пассивирование исключительно велико, так как все конструкционные металлы без их самопроизвольного Пассивирование подвергались бы быстрой коррозии не только в агрессивных химических средах, но и во влажной земной атмосфере или пресной воде.
Если погрузить металл, склонный к Пассивирование, в неокислительный водный раствор электролита, подключить его к источнику тока, позволяющему задавать любые значения потенциала (так называемому потенциостату) и записать зависимость плотности тока растворения металла от задаваемого потенциала, то получится поляризационная кривая, близкая к представленной на рисунке. Кривая показывает, что Пассивирование металла начинается при потенциале пассивации Еп и критической плотности тока iп. С увеличением потенциала от Еп до Епп (потенциала полной пассивации) плотность тока не увеличивается, а снижается в результате Пассивирование иногда в 104—105 раз (до iпп) и далее сохраняется почти без изменений вплоть до потенциала перепассивации Епер.
Наблюдаемое затем новое ускорение растворения связывают с перепассивацией, или транспассивным состоянием. Интервал от Епп до Епер называют областью пассивного состояния. В присутствии ионов Cl -, Br -, I - местное сильное растворение («питтинг») некоторых пассивных металлов начинается ещё при потенциале Епит < Епер.
Все перечисленные величины являются важными характеристиками поведения металлов и при коррозии под действием окислителей. Так, металл коррелирует с минимальной скоростью (эквивалентной плотности тока в полностью пассивном состоянии iпп) тогда, когда окислительно-восстановительный потенциал среды Ео-в удовлетворяет условию Епп < Ео-в < Епер. Для того чтобы Пассивирование было самопроизвольным (при отсутствии внешних источников тока), скорость восстановления окислителя при Еп должна быть не меньше iп. Например, разбавленные растворы азотной кислоты в отношении хрома удовлетворяют обоим этим условиям, а в отношении железа —только первому. Соответственно Cr в них пассивируется сам, a Fe только может сохранять пассивное состояние, созданное каким-то способом ранее. Поскольку для Cr iп и iпп в сотни раз меньше, чем для Fe, а Епп и Епер — на 0,4—0,5 в отрицательнее, Cr несравненно устойчивее Fe в слабо окислительных средах, но вследствие перепассивации значительно сильнее разрушается в сильных окислителях (дымящей азотной кислоте, кислотах с добавками перманганатов, хроматов и др.). Сильное повышение концентрации кислоты или щёлочи обычно ведёт к увеличению iп и iпп, и в таких средах устойчивы лишь некоторые металлы. Среди них наибольшее значение имеют Cr, Ni и богатые ими сплавы, Ti, Zr. В нейтральных средах к Пассивирование в той или иной мере склонна большая часть металлов. В неводных растворах Пассивирование часто оказывается возможным только в присутствии влаги. В теории Пассивирование важная роль отводится как адсорбции кислорода, так и образованию окисных слоев.
Перепассивация вызывается образованием высших кислородных соединений металла, которые либо растворяются целиком, давая анионы (Cr O 42-), либо отдают в раствор свои катионы, распадаясь с выделением кислорода (Ni O 2). Источниками кислорода, участвующего в образовании пассивирующих слоев, могут быть некоторые окислители (H 2O 2, H N O 3). Пассивирование могут способствовать анионы, дающие с металлом труднорастворимые соли или смешанные окислы. Однако наиболее универсальным источником пассивирующего кислорода является химически или электрохимически взаимодействующая с металлом вода.
В технике термин «Пассивирование» означает также специальную химическую или электрохимическую обработку металла в подходящем растворителе, повышающую стойкость его исходного пассивного состояния (Пассивирование алюминиевой посуды в 30%-ной H N O 3, цинковых покрытий в хроматных растворах и т.д.). Вещества, главным образом окислители, с помощью которых производится Пассивирование, называются пассиваторами.
Лит.: Томашов Н. Д., Чернова Г. Пассивирование, Пассивность и защита металлов от коррозии, М., 1965; Скорчеллетти В. В., Теоретические основы коррозии металлов, Л., 1973; Новаковский В. М., Обоснование и начальные элементы электрохимической теории растворения окислов и пассивных металлов, в сборнике: Коррозия и защита от коррозии, т. 2, М., 1973.
В. М. Новаковский.