1. Химическая стойкость материалов неорганического происхождения

Химическая стойкость материалов неорганического происхождения зависит от большого числа факторов. К этим факторам относятся: химический и минералогический состав, пористость (открытые и закрытые поры), тип структуры (аморфная, мелкокристаллическая, крупнокристаллическая), характер агрессивной среды и ее концентрация, температура, давление, перемешивание среды и др. Большинство перечисленных факторов действует в различных сочетаниях совместно, что значительно осложняет подбор соответствующего материала или покрытия.

По химическому составу материала в основном можно судить о вероятном поведении его в различных агрессивных средах. К кислотостойким материалам следует отнести те, в которых преобладают нерастворимые или труднорастворимые кислотные окислы - кремнезем, низкоосновные силикаты и алюмосиликаты. Так, например, сложные алюмосиликаты обладают повышенной кислотостойкостью вследствие высокого содержания в них кремнезема, нерастворимого во всех кислотах, за исключением плавиковой. В то же время гидратированные алюмосиликаты типа каолина не обладают кислотостойкостью, так как кислотные окислы входят в них в виде гидратов. Чем выше содержание кремнезема в материалах неорганического происхождения, как в природных, так и в искусственных, тем выше их кислотостойкость. Так, например, почти абсолютной кислотостойкостью обладают кварциты, изделия из плавленого кварца, содержащие почти 100% SiO2 . Материалы, содержащие основные окислы, не являются кислотостойкими и разрушаются при действии минеральных кислот, но обладают стойкостью в щелочах, как, например, известняки или магнезиты и обычные строительные цементы. 4

Не меньшее значение имеет и минералогический состав материала неорганического происхождения, количество отдельных его составляющих и их свойства. Так, например, природные горные породы, являющиеся во многих случаях полиминералами, вследствие различия коэффициентов термического расширения их отдельных составляющих склонны к растрескиванию при резких перепадах температуры; в частности, содержание значительных количеств слюды в гранитах может вызвать их расслаивание. Следует также учитывать, какими веществами сцементированы материалы неорганического происхождения. Так, например, некоторые песчаники, содержащие большие количества кварца и сцементированные аморфным кремнеземом, обладают большей кислотостойкостью, чем песчаники, сцементированные известью или другими карбонатными минералами.

Разрушение материалов неорганического происхождения иногда имеет место вследствие пористости материала. Разрушение пористых материалов вызывается в основном возникновением в материале напряжений вследствие кристаллизации в порах солей, отложения в них продуктов коррозии или вследствие замерзания в порах воды. При полном заполнении объема пор и вследствие отсутствия возможности расширения механическое разрушение материала неизбежно. Кристаллизация солей в открытых порах строительных материалов (бетонов, цементов и т.д.) чаще всего наблюдается в сухом и жарком климате, при соприкосновении деталей сооружений с засоленными грунтами. Содержащаяся в последних влага интенсивно испаряется. Соли, которые осаждаются на строительных материалах, постепенно заполняют поры. Развивающееся в этих условиях кристаллизационное давление может достигнуть 0,44 Мн/м2. Химическая стойкость материала зависит также от его структуры. При кристаллической структуре материала его стойкость выше, чем при аморфной.

К неорганическим конструкционным материалам относятся:

· природные кислотостойкие силикатные материалы

1. Граниты (состоят из 70-75% SiO2, 13-15% Al2O3, 7-10% оксидов магния, кальция, натрия; термостойкость до 250С).

Помимо использования его в строительстве, из него изготавливают корпуса электрофильтров, поглотительные башни в производстве азотной и соляной кислот, аппараты бромного и йодного производства.

2. Бештауниты (состоят из 60-70% SiO2; они тверды, тугоплавки, термостойкость до 800С). Бештауниты используют как футеровочный материал для аппаратов, применяемых при получении минеральных кислот.

3. Андезиты (состоят из 59-62% SiO2; хорошо поддаются механической обработке, но не прочны). Применяется как наполнитель в кислотостойких цементах и бетонах.

4. Асбест (3MgOЧ2SiO2*2H2O; огнестоек). Используется как вспомогательный материал в виде нитей, фильтрующей ткани, наполнителя, для изоляции корпусов аппаратов.

· Искусственные силикатные материалы

1. Каменное литье (представляет собой плавленые материалы, имеющие кристаллическое строение; получаю путем плавления горных пород с добавками при 1400 -1450С и последующей термической обработке отлитых изделий). Каменное литье характеризуется высокой химической стойкостью, механической прочностью, большим сопротивлением истиранию, применяется при температурах не выше 150С.

2. Силикатное стекло (в основе SiO2 (65-75%), в качестве добавок оксиды щелочных и щелочноземельных металлов). Обладает высокой прозрачностью, хорошей механической прочностью, низкой теплопроводностью, стойкостью к воздействию химических реагентов. Широко применяется в качестве конструкционного и футеровочного материала. Из него изготовляют холодильники со змеевиками, ректификационные колонны, отдельные элементы аппаратуры.

3. Термостойкое стекло (63,3% SiO2; 5,5% Al2O3; 13,0% СаО; 4,0% MgO; 2,0% NaO; 2,0% F). Имеет термоустойчивость до 1000 - 1100С, выдерживает давление до 4,5 - 5,0 МПа, прочность на изгиб 600 - 800кг/см2.

4. Алюмомагнезиальное стекло (71% SiO2;3% Al2O3; 3,5% СаО; 2,5% MgO; 1,5% К2О; 13-15% Na2O). Используется для изготовления стойких фильтрующих тканей. На алюмомагнезиальное стекло при 80 - 100С слабое воздействие оказывает соляная кислота, более сильное - серная.

5. Кварцевое стекло получают путем плавления наиболее чистых природных разновидностей кристаллического кварца, горного хрусталя, жильного кварца или кварцевого песка с содержанием 98 -99% SiO2. Кварцевое стекло устойчиво по отношению ко всем кислотам любых концентраций при высоких температурах (исключение - плавиковая кислота при комнатной температуре и фосфорная при температуре выше 250С), пропускает УФ и ИК лучи, газонепроницаемо до 1300С. Изделия из него выдерживают длительное время при температуре 1100 - 1200С.

6. Ситаллы - стеклокристаллические материалы, полученные при определенных условиях кристаллизации стекол. Они в 5 раз прочнее обычного стекла, термостойки до 1000С, хорошо сопротивляются абразивному износу.

· Керамические материалы

1. Кислотоупорная эмаль представляет собой стеклообразную массу, получаемую сплавлением горных пород (кварцевый песок, глина, мел) с плавнями (бура, сода, поташ) при высоких температурах. Кроме того в состав эмалей входят оксиды NiO, CaO, TiO2, ZrO2, SnO2, Cr2O3 и др. Эмаль очень устойчива в кислотах, изделия с эмалевыми покрытиями работают в жидких средах до 200С, в газообразных до 600 - 700С.

2. Фарфор - тонкокристаллический материал, непроницаемый для воды и газов. Фарфор кислотостоек, тверд, износостоек, выдерживает резкие перепады температур, имеет низкую пористость.

· Вяжущие материалы

1. Цемент содержит в своем составе тонкоизмельченный кислото- или щелочностойкий наполнитель.

2. Бетон - твердое камневидное тело. Его получают из бетонной смеси - цемент, вода и наполнитнль (гравий, щебень, кварцевый песок и т.д.) Имеют невысокую прочность при растяжении и изгибе, для устранения этого недостатка бетон армируют стальной арматурой. Такой материал - железобетон.

Влияние косметических средств на организм человека

История косметики охватывает, по крайней мере, 6000 лет человеческой истории, и почти каждый социум на земле. Само слово "косметика" (от греч. "kosmetike" - "искусство украшать") происходит от греческого слова "космос", что означает "красота", "гармония"...

Коррозионные свойства титана и его сплавов

Все присутствующие в титане легирующие элементы по коррозионной стойкости можно разделить на четыре группы. К первой группе относятся легко пассивирующиеся элементы...

Коррозия металлов

Коррозия является химической, если после разрыва металлической связи атомы металла непосредственно соединяются химической связью с теми атомами или группами атомов, которые входят в состав окислителей...

Коррозия неметаллов

Химическая стойкость материалов на органической основе как и другие их свойства, зависит от химического состава, молекулярного веса, от величины и характера межмолекулярных сил, строения и структурных факторов...

Масс-спектрометрический метод анализа

500 Нет Термическое разложение Ограничено, если не используется ГХ/МС Очень ограничено Пикомоль Комментарии Более мягкий подход к ионизации по сравнению с EI...

Методы получения наночастиц

Химические методы получения наночастиц и ультрадисперсных систем известны достаточно давно. Коллоидный раствор золя золота (красного) с размером частиц 20 нм был получен в 1857г. М.Фарадеем...

Определение железа в растворах хлорида железа (III)

В гравиметрическом анализе используют ту же стеклянную посуду, что и в качественном анализе, но больших размеров. Химическая посуда и оборудование представлены на рисунках: Стаканы...

Основные понятия о науке химии

Химическая связь - это взаимодействие двух атомов, осуществляемое путем обмена электронами. При образовании химической связи атомы стремятся приобрести устойчивую восьмиэлектронную (октет) или двухэлектронную (дублет) оболочки...

Основы электрохимии

Химическая коррозия - это окисление металла в результате непосредственного химического взаимодействия с окружающей средой (которая называется агрессивной) без возникновения в системе электрического тока: Газовая - окисление металла...

ТАЛЛИЙ - (лат. - Thallium, символ Tl) - элемент 13-й (IIIa) группы периодической системы, атомный номер 81, относительная атомная масса 204,38. Природный таллий состоит из двух стабильных изотопов: 203Tl (29,524 ат.%) и 205Tl (70,476 ат.%)...

Химическая связь и строение вещества

Химические элементы встречаются в природе главным образом не в виде отдельных атомов, а в виде сложных или простых веществ. Лишь благородные газы - гелий, неон, аргон, криптон и ксеон - находятся в природе в атомном состоянии...

Химия как отрасль естествознания

Одним из центральных понятий химии служит понятие «химическая связь». Очень немногие элементы встречаются в природе в виде отдельных, свободных атомов одного сорта...

СТОЙКОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ - способность сохранять прочность, структурные качества и другие полезные свойства при различных физических и химических воздействиях. Лабораторными методами определяют стойкость материалов к воздействиям температуры, влаги, электрического поля, света, а также к действию окислителей, кислот, щелочей, солей и др. Свойства каменных строительных материалов, насыщенных водой, сопротивляться разрушению при замерзании и образовании в их порах льда называется морозостойкостью. Обычно она определяется числом циклов стандартных лабораторных испытаний, при которых замораживание насыщенных водой образцов чередуется с оттаиванием их в воде.

Длительное сопротивление материала действию повышенных и высоких температур носит название теплостойкости или жаростойкости. Сопротивление действию весьма высоких температур, называется жароупорностью, а сопротивление действию пламени - огнеупорностью. При действии высоких температур металлы размягчаются и расплавляются, бетоны и камни дегидратируются, резко снижая свою прочность, вплоть до разрушения. Особенно сильно изменяются и разрушаются материалы, имеющие органическую основу,- древесина, асфальтобетон, пластмассы.

Снижение прочности материалов при действии повышенных температур происходит постепенно, а по достижении определенной температуры - весьма быстро.Важным свойством каменных материалов и термопластиков (или композиций на основе синтетических смол) является их водостойкость, оцениваемая по величине потери прочности при насыщении их водой. Показателем водостойкости является коэффициент размягчения - отношение предела прочности насыщенного водой материала к прочности того же материала в сухом состоянии.Для материалов на органической основе важна также стойкость против гниения и разрушения грибками и микроорганизмами - биостойкость (особенно для древесины) - и стойкость против «старения» при действии света и солнечных лучей для пластмасс.

В некоторых особых случаях имеет значение стойкость материалов против действия излучений разной природы (рентгеновских, гамма лучей, нейтронов). При воздействии на материалы агрессивных жидкостей и влажных газов важна химическая стойкость (стойкость против коррозии). Существенным видом этой стойкости является кислотостойкость. Условный метод ее определения в лаборатории - кипячение в течение часа размельченной пробы материала в концентрированной серной кислоте. Однако некоторые металлы, например сталь, будучи не стойкими, в разбавленных кислотах, являются стойкими к действию кислот высокой концентрации, что объясняется образованием на металле защитного слоя.

Особенно агрессивны по отношению к металлам и многим пластмассам сильные окислители: азотная, хромовая и некоторые другие кислоты, а также перекиси и некоторые газы - кислород, озон, хлор.Щелоче-стойкость материалов характеризует способность их противостоять действию слабых оснований - растворов извести, соды, поташа, аммиака, а также сильных или едких щелочей - едких натра и кали. Стойкость при кристаллизации солей в порах материала (или, в частности, для цементных бетонов сульфатостойкость) выражается в способности материала противостоять разрушению при образовании в порах материала кристаллогидратов двуводного гипса или гидросульфоалюмината, формирующихся с увеличением объема и разрушающих пористые бетоны.

Существенной является стойкость многих материалов на органической основе - асфальтобетонов, термопластиков и других к маслам и неполярным растворителям: бензину, бензолу, толуолу и т. п. Она зависит от величины растворимости материалов в этих жидкостях. Стойкость материалов (особенно металлов) к действию тех или иных агентов оценивается во времени по изменению веса или потере прочности, а также по глубине поражения. Часто такая оценка выражается условными баллами или знаками.Основными средствами повышения стойкости строительных материалов являются увеличение их плотности, уменьшение числа пор, доступных для проникания влаги и растворенных ею веществ, изменение химического состава материала с учетом конкретного агрессивного воздействия.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное учреждение высшего

Южный федеральный университет

Химический факультет

УТВЕРЖДАЮ

_______________________

"_____"__________________2010 г.

Рабочая программа дисциплины

ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ МАТЕРИАЛОВ И ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ

Направление подготовки

Профиль подготовки

_____________________

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

Форма обучения

г. Ростов - на - Дону

1. Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины «Химическая стойкость материалов и защита от коррозии» являются:

создать теоретическую базу по коррозионному поведению неметаллических

материалов в различных агрессивных средах и способам их защиты от разрушения;

создать теоретическую базу по коррозии и методам защиты от неё, являющуюся основой химического сопротивления металлических материалов; создать предпосылки для квалифицированной оценки типа и механизма процессов с последующим регулированием его скорости; обучить принятию технических решений при разработке рациональных способов защиты от коррозии; обучить навыкам коррозионно-электрохимического эксперимента, методикам расчета и анализа результатов, создать научно-практическую основу для выполнения квалификационных работ

2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

Химическая стойкость материалов и защита их от разрушения представляет собой существенную часть современной химии как составной части естествознания. Поэтому основные положения дисциплины используются для решения самого широкого круга современных научных и технических проблем. Этот спецкурс базируется на общей, неорганической, органической и физической химии, но главным образом на электрохимии металлов и сплавов, а также использует математическую и физическую подготовку. Он закладывает основу для выполнения квалификационных работ и последующей практической деятельности бакалавра.

3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Химическая стойкость материалов и защита от коррозии».

В процессе освоения дисциплины будут частично сформированы компетенции ОК-6, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-9, ПК-11.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

основы современной теории коррозии и защиты металлов и сплавов, а также способы её применения для решения научных и практических задач, направленных на оценку и повышение коррозионной стойкости. специфику процессов, протекающих в силикатных, полимерных, керамических, природных каменных материалах, бетоне и др. в контакте с различными агрессивными средами.

самостоятельно ставить задачи коррозионно-электрохимического исследования металлов и сплавов, выбирать оптимальные пути и методы решения экспериментальных задач, демонстрировать способность и готовность проводить коррозионные расчеты с помощью известных формул и уравнений, в том числе с помощью компьютерных программ, проводить необходимые измерения на металлах, пользоваться . Осуществлять правильный выбор различных материалов для эксплуатации в средах с указанными свойствами.

основами химической стойкости и защиты материалов от коррозии, навыками химического и электрохимического эксперимента и работы на аппаратуре, методами регистрации и обработки результатов экспериментов.

4. Структура и содержание дисциплины «Химическая стойкость материалов и защита от коррозии»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 7 зачетных единиц 252 часа, из них 90 часов аудиторные (30- лекции, 60- лабораторные) и 66 часов - самостоятельная работа.

Введение

Применение неметаллических материалов в промышленности. Понятие о коррозионном разрушении неметаллов. Причины коррозии. Физически и химически активные агрессивные среды. Общая классификация применяемых неметаллических материалов.

Минеральные материалы

Общие свойства минеральных материалов. Бетон и его при­менение. Виды вяжущих. Водоцементное отношение и его влияние на свойства бетона. Процессы твердения бетона, на гидравлическом и воздушном вяжущем. Состав затвер­девшего бетона. Особенности коррозии пористых материа­лов. Классификация неплотностей и пустот и их количест­венное распределение в бетоне. Проницаемость бетона. Виды коррозии бетона. Растворимость составных частей бе­тона и ее зависимость от состава агрессивной среды. Влияние скорости Фильтрации на коррозию первого вида. Процесс карбонизации и его роль в развитии коррозии первого вида. Меры борьбы с коррозией первого вида.

Отличие коррозии первого и второго вица. Углекислотная коррозия. Действие минеральных и органичес­ких кислот на бетон. Кислотоупорные марки бетонов.

Магнезиальная коррозия бетона. Действие растворов щелочей на бетон. Коррозия при наличии испаряющей по­верхности. Меры борьбы с коррозией второго вида.

Признаки коррозии третьего вида. Сульфатная или гипсовая коррозия. Сульфоалюминатная коррозия бетона. Меры борьбы с коррозией третьего вица. Деление сред на слабо-, средне - и сильноагрессивные. Защита бетонов в этих средах.

Классификация процессов коррозии по Бабушкину. Вли­яние температуры на коррозию бетона. Циклические знако­переменные колебания температуры и их влияние на стой­кость бетона. Морозостойкость бетона и способы ее повышения. Способы зимнего бетонирования.

Биологическая коррозия бетона и способы ее подавле­ния.

Особенности коррозии природных каменных, плавленых силикатных и керамических материалов.

Полимерные материалы и механо-химические явления в полимерах

Основные физико-химические свойства полимерных материа­лов. Агрегатные состояния полимеров. Аморфные, кристал­лические и кристаллизующиеся полимеры. Полярность полимеров и ее влияние на химическое сопротивление. Качественный способ оценки химической стойкости полимеров.

Окислительная, радиационная, механическая и биоло­гическая полимеров.

Термическая деструкция. Теплостойкость и термостабильность полимеров. Термомеханические кривые.

Химическая деструкция полимеров. Особенность хими­ческого взаимодействия полимерных макромолекул. "Доступность" химических связей к превращениям.

Основные типы распада полимерных молекул. Механизм превращения основных нестойких связей в полимерах.

Сорбционное и адсорбционное накопление среды поли­мером. Мера взаимодействия полимера и среды. Гидрофильные и гидрофобные полимеры. Диффузия в полимерах. Активированная и неактивированная . Особенности диф­фузии электролитов в полимерах. Диффузия электролитов в гидрофильных и гидрофобных полимерах. Количественная оценка проникающей способности электролитов. Физическая картина разрушения в зависимости от соотношения скорости диффузии и скорости деструкции.

Зависимость механо-химических изменений от интенсивности механического воздействия. Диаграммы растяжения. Виды деформаций, раз­вивающихся в полимере. Зависимость вица диаграмм растяжения от температуры и скорости наложения нагрузки. Релак­сация напряжений в полимерах. Дефектные и молекулярно-кинетические теории прочности материала.

Ползучесть и коррозионное. растрескивание полимеров. Циклические деформации и их влияние на прочность полимеров. Кинетические кривые растрескивания. Критическая деформация и ее зависимость от внешних факторов.

Способы повышения химического сопротивления полимерных материалов.

Композиционные материалы

Отличие композиционных материалов от гомогенных. Назначение матрицы и наполнителя в композите. Способы получения композиционных материалов. Требования при подборе компонентов композиционного материала. Особенности химического сопротивления пленочных композиционных материалов.

Битумные и древесные материалы

Колебания высоких температур; - понижение температуры.

Какие изменения вызывает движение воды в порах минерального материала?

Не вызывает изменений; - растворение компонентов бетона;

Снижение его пористости; - увеличение объема бетонной массы.

При какой скорости порока влияние ионной силы наибольшее?

При малой; - при средней; - при большой; - не зависит от скорости потока.

От чего зависит устойчивость компонентов бетонной смеси при движении воды в порах бетона?

От растворимости компонентов; - от количества вымытого гидроксида кальция; - от пористости бетона; - от температуры.

Что образуется в результате углекислотной коррозии бетона?

Карбонат кальция; - сульфат кальция;

Хлорид кальция; - углекислый газ;

Коррозия бетона второго вида связана с:

Образованием нерастворимых кристаллических продуктов;

Образованием легкорастворимых или аморфных продуктов;

С выделением газа; - упрочнением бетона.

Какие кислоты практически не разрушают цементные бетоны?

Соляная; - серная - борная - плавиковая

Что не входит в состав кислотоупорного бетона?

Силикат натрия; - цемент;

Отверждающийся полимер; - фуриловый спирт.

Какой компонент бетона не устойчив к действию концентрированных щелочей?

Гидроксид кальция; - гидросиликат кальция;

Оксид кремния; - гидроферрит кальция.

Как влияет наличие испаряющей поверхности на скорость коррозии бетона?

Ускоряет; - тормозит; - не влияет;

Зависимость проходит через максимум.

С чем связано протекание коррозии бетона третьего вида?

С растворением компонентов бетона;

С кристаллизацией труднорастворимых солей в порах бетона;

С образованием легкорастворимых продуктов;

Не зависит от природы агрессивной среды.

Что образуется в результате сульфатной коррозии бетона?

Карбонат кальция; - сульфат ;

Сульфат натрия; гипс.

Химические способы борьбы с коррозией первого вида связаны:

С ускорением вымывания гидроксида кальция;

С образованием на поверхности пленки более труднорастворимых солей;

С повышением содержания кальция в бетоне;

С нанесением гидрофобного покрытия.

Физические способы борьбы с коррозией бетона первого вида заключаются в:

Получение труднорастворимых осадков на поверхности конструкции;

В повышении твердости поверхностных слоев бетона;

С нанесением гидрофобных покрытий на поверхность;

С повышением содержания ионов кальция в бетоне.

С чем связан процесс карбонизации бетона?

С образованием углекислого газа;

С разложением гидросиликатов;

С взаимодействием с грунтовыми водами, содержащими углекислоту;

С взаимодействием с углекислотой воздуха.

Процесс карбонизации бетона вызывает:

Снижение скорости вымывания гидроксида кальция;

Ускорение растворения гидросиликатов кальция;

Рост Рh среды;

Снижение содержания кальция в бетоне.

Какое количество воды нужно взять для изготовления бетонной массы?

Произвольное; - как можно больше;

Оптимальное; - минимальное.

Какое количество воды считается оптимальным при получении бетонной смеси?

Цемент-вода один к одному;

На 10 частей цемента 4-6 частей воды;

На 10 частей цемента 2 частей воды;

На 10 частей цемента 1 частей воды;

С чем связан процесс твердения бетона на жидкостекольном вяжущем?

С гидролизом силиката натрия;

С растворением гидроксида кальция;

С образованием карбоната кальция;

С разрушением оксида кремния.

С чем связано твердение бетонной массы на цементном вяжущем?

С удалением гидроферрита кальция;

С образованием гидросиликата кальция;

С образованием кристаллических сростков из коллоидной массы компонентов;

С образованием труднорастворимых гидроалюминатов кальция.

Какое качество бетона зависит от количества воды, взятой для изготовления массы?

Внешний вид; - растворимость в воде;

Термостойкость; - пористость.

Как влияет пористость бетона на его химическое сопротивление агрессивному воздействию?

Не влияет;

Снижает химическое сопротивление;

Увеличивает стойкость к воздействию;

Зависимость химической стойкости от пористости имеет экстремальный вид.

На сколько групп делят все неплотности и пустоты в бетоне по их размерам и происхождению?

На две группы; - на пять групп;

Не делят совсем; - на семь групп.

К чему приводит гидрофобизация бетонной массы?

К созданию непроницаемой пленки на поверхности;

К приданию водоотталкивающих свойств;

К снижению растворимости компонентов;

К улучшению механических свойств.

Какие добавки обладают гидрофобизирующими свойствами?

Раствор хлорида натрия;

Раствор полиорганосилоксана;

Ксилол или толуол;

Какой из перечисленных процессов не является специфическим для коррозии пористых тел?

Расклинивающее действие воды;

Растворение компонентов массы;

Капиллярное давление в порах;

Разрушение в результате замораживания воды.

Какие факторы не влияют на разрушение пористых тел?

Рост поверхности контакта с агрессивной средой;

Увеличение объема воды при замерзании;

Увеличение влажности воздуха;

Какие агрессивные среды при прочих равных условиях вызывают наиболее сильное разрушение бетона?

Растворы солей; - растворы слабых солей;

Растворы слабых щелочей; - нейтральные растворы.

Почему железобетон надо защищать надежнее, чем бетон?

Из-за увеличения массы сооружения;

Из-за наличия стальной арматуры;

Из-за уменьшения пористости железобетона;

Из-за большей гетерогенности системы.

Образование каких солей приводит к развитию сульфоалюминатной коррозии бетона?

Эттрингита; - алюмината кальция;

Гипса; - гидроалюмоферрита кальция.

Из каких соединений возможно образование сульфоалюмината кальция?

Из монокальциевого гидроалюмината;

Из 2-х кальциевого гидроалюмината;

Из 3-х кальциевого гидроалюмината;

Из гидроалюмоферрита кальция.

В чем особенность взаимодействия плавленых силикатных материалов с агрессивной средой?

В действии среды только на поверхностный слой;

В высокой пористости материала;

В термостойкости материала;

В сложности химического состава материала.

Керамические материалы обладают:

Высоким водопоглощением; - низкой пористостью;

Высоким химическим сопротивлением; - высокой твердостью.

Какой из перечисленных полимеров не относится к карбоцепным?

Политетрафторэтилен; - полиэтилен;

Поливинилхлорид; - полисилоксан.

Какое количество воды способны поглотить гидрофильные полимеры?

Менее 1% от массы полимера; - от 1% до 5% от массы полимера;

До сотых долей процента от массы; - вообще не поглощают воды.

Какой процесс называется сорбцией среды полимером?

Поглощение среды поверхностью материала;

Поглощение среды объемом полимера;

Процесс растворения полимера в агрессивной среде;

Процесс химического взаимодействия со средой.

Распад макромолекулы полимера по «закону случая» происходит:

При случайных колебаниях температуры;

При случайном облучении солнцем;

При наличии одинаковых структурных единиц в макромолекуле;

При случайном механическом воздействии.

Распад макромолекулы полимера по закону «концевых групп» происходит:

При большой длине макромолекул;

При повышенной реакционной способности концевых групп:

При малой длине макромолекул;

При одинаковой реакционной способности всех групп в макромолекуле.

Распад макромолекулы полимера по закону «слабых связей» происходит:

В слабокислой среде;

В месте расположения гетероатома или двойной связи;

В месте расположения связи С-С;

В слабощелочной среде.

Аномалия деструкции твердых полимеров состоит в том, что:

Не подвергаются деструкции вообще;

Даже при одинаковой реакционной способности всех структурных единиц не разрушаются по закону «случая»;

При деструкции не уменьшается молярная масса;

При деструкции возрастает температура.

Что является движущей силой процесса диффузии?

Наличие градиента температуры; - наличие градиента концентрации;

Градиент электрического поля; - градиент давления.

В каком виде диффундируют электролиты в гидрофобных полимерах?

В диссоциированном; - в гидратированом;

В недиссоциированном и негидратированном;

В недиссоциированном.

В каком виде диффундируют электролиты в гидрофильных полимерах?

В виде негидратированых ионов; - в нерастворенном виде;

В виде гидратированных ионов; - в виде молекул.

В каких полимерах - гидрофобных или гидрофильных скорость диффузии выше?

В гидрофобных; - соизмеримые скорости;

В гидрофильных; - в гидрофильных скорость имеет максимум.

Какие изменения в полимерах вызывают физически активные среды?

Только необратимые; - чаще всего обратимые;

Приводят к образованию новых химических связей;

Вызывают деструкцию.

Какие изменения в полимерах вызывают химически активные среды?

Ускорение физических процессов;

Изменение химической структуры;

Торможение физических процессов;

Не влияет на строение полимеров.

Деление сред на физически и химически активные:

Абсолютное, т. е. все среды окончательно делят на физически и химически активные;

Относительное, т. е. деление надо производить по отношению к каждому материалу;

Условное, не зависящее от природы материала;

Усредненное, ориентировочное.

Каких изменений не могут вызвать физически активные среды?

Сорбции среды материалом; - набухание материала;

Образование химических связей; - снижение твердости материала.

Где используется 3-х бальная шкала оценки стойкости полимеров?

В монографиях; - в справочниках;

За рубежом; - в научных статьях.

Какой характер носит 4-х бальная шкала оценки стойкости полимеров?

Описательный; - описательно-качественный;

Утвердительный; - качественный.

Какая система ориентировочной оценки стойкости полимеров распространена за рубежом?

2-х бальная; - 4-х бальная; - 5-и бальная;

Не менее 10 ступеней стойкости.

С какой точностью можно определить стойкость полимера в данной среде с помощью системы баллов?

Абсолютно точно; - ориентировочно;

С малой вероятностью; - практически безошибочно.

Как можно повысить химическую стойкость линейных аморфных полимеров?

Вулканизацией; - термообработкой;

Понижением степени полимеризации;

Увеличением уровня внутренних напряжений.

Как снизить склонность полимеров к коррозионному растрескиванию?

Увеличить растягивающее усилие;

Создать сжимающее усилие в поверхностном слое;

Способов не существует;

Увеличить внешнюю нагрузку.

Под действием чего в полимере развивается окислительная деструкция?

Углекислого газа воздуха; - кислорода;

Влажности и температуры; - водяных паров.

Под действием чего в полимере развивается радиационная деструкция?

Под действием теплового потока; - под действием озона;

Под действием потока электронов, нейронов;

Под действием механических нагрузок.

Что не относится к специфическим особенностям древесных материалов?

Высокая пористость; - низкая термостойкость; - высокая твердость;

Повреждение насекомыми и микроорганизмами.

Основной способ защиты древесных материалов.

Нанесение металлических покрытий;

Пропитка водными растворами ингибитора;

Обертка листовыми полимерными пленками;

Нанесение лакокрасочных покрытий.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Химическая стойкость материалов и защита от коррозии»

а) основная литература:

Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты [Текст]: монография / и [др].- М.: Стройиздат,- 1980. - 315 с.

Воробьева, стойкость полимерных материалов [Текст]: монография / .- М.: Химия, 1981. - 294 с.

Зуев, полимеров под действием агрессивных сред [Текст]: монография / . - М.: Химия, 1982. - 287 с.

Моисеев, стойкость полимеров в агрессивных средах [Текст]: монография / , . - М.: Химия, 1979. - 282 с.

Липатов, химия наполненных полимеров [Текст]: монография / . - М.: Химия, 1977. - 280 с.

Композиционные материалы на основе полиуретанов [Текст]: монография / под ред. Дж. Бьюиста.- М.: Мир, 1982. - 159 с.

Чехов, А. П., Глущенко материалы [Текст]: монография / . . – Киев: Высшая школа, 1981. - 205 с.

Семенова, и защита от коррозии [Текст]: учеб. для вузов / , . – М.: Физматлит = М, 2006. – 376 с.

Экилик, коррозии и защиты металлов [Текст]: учеб. пособие / .- Ростов-на-Дону: УПЛ РГУ, 2004.- 67 с.

б) дополнительная литература:

Антропов, коррозии металлов [Текст]: монография / , . - Киев: Технiка – Киев, 1981. - 183 с. Григорьев, структура и защитное действие ингибиторов коррозии [Текст]: монография / , . - Ростов-на Дону: Изд. РГУ - 1978. - 184 с. Рейбман, лакокрасочные покрытия [Текст]: монография / . - Л.: Химия, 1982. - 320 с. Решетников, кислотной коррозии металлов [Текст]: монография / . – Л.: Химия, 1986. – 144 с. Розенфельд, И. Л. Ингибиторы коррозии [Текст]: монография / . - Л.: Химия, 1977. - 350 с. Фокин, покрытия в [Текст]: монография / , . - М.: Химия - 1981. - 300 с.

в) и Интернет-ресурсы

На сайте Южного Федерального университета http://sfedu. ru в разделах Цифровой кампус и, а также могут использовать ресурсы научной электронной библиотеки e-LIBRARY. RU: http://elibrary. ru .

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)

Лекционная аудитория, оснащенная мульмедийным оборудованием лабораторный практикум по электрохимии; лабораторию для выполнения экспериментальной курсовой работы.

Имеющаяся материальная база обеспечивает:

проведение лекций - аппаратурой для демонстрации иллюстративного материала; выполнение – необходимыми химическими реактивами, стандартной лабораторной посудой и учебно-научным оборудованием (коррозиметры, установки для поляризационных измерений, потенцостаты, мост переменного тока в комплекте, электроизмерительные приборы, термостаты, электрохимические и специальные стеклянные ячейки, кулонометры, электроды сравнения, весы технические и аналитические, шкафы сушильные);

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки Химия.

Рецензент (ы)

Программа одобрена на заседании УМК химического факультета от ___________ года, протокол № ________.

РАДИАЦИОННАЯ СТОЙКОСТЬ МАТЕРИАЛОВ

(твёрдых) - способность материалов сохранять свойства (механич., электрич., оптические и др.) при воздействии радиации. Изменение свойств обусловлено смещениями атомов в кристаллич. решётке (см. Радиационные дефекты), ядерными реакциями, разрывами хим. связей и др. Изменения могут быть обратимыми и необратимыми. Последние обусловлены преим. хим. превращениями молекул.

Наиб. воздействие оказывают нейтронное и g-излу-чение. На практике изменение свойств материала сопоставляется с величиной, характеризующей воздействующее , напр. с флюенсом нейтронов или поглощённой дозой g-излучения.

Мн. свойства кристаллов чувствительны к повреждениям кристаллич. решётки. Одиночные обычно упрочняют металл, но снижают его пластичность. Электросопротивление металлов или сплавов возрас -тает за счёт образования дефектов, хотя в сплавах возможно уменьшение электросопротивления, если радиац. воздействие приводит к упорядочению структуры. В полупроводниках под действием облучения точечных дефектов увеличивается, что приводит к изменению электрич. и оптич. свойств.

Изменение свойств органич. веществ связано гл. обр. с процессами возбуждения и ионизации молекул. При этом образуются неравновесные электроны, ионы, ионные радикалы, в возбуждённом состоянии. Взаимодействие излучения с органич. веществами сопровождается газовыделением. Радиац. стойкость органич. веществ зависит от кол-ва растворённого в них O 2 и скорости его поступления из окружающей среды. В присутствии О 2 происходит радиац.-хим. окисление вещества. В результате изменяется хим. и термич. стойкость вещества, может возрасти его хим. агрессивность по отношению к конструкц. материалам. "Сшивание" и деструкция полимеров - необратимые процессы, к-рые приводят к наиб. значит. изменениям структуры.

Осн. показатели, характеризующие необратимые изменения для механич. свойств полимерных материалов,- предел прочности, модуль упругости, предел деформируемости; для электрич. свойств - изменения диэлектрич. проницаемости, тангенса угла диэлект-рич. потерь, электрич. прочности, проводимости.

Обратимые изменения обусловлены установлением стационарного равновесия между генерацией нестабильных продуктов радиолиза и их гибелью, поэтому они зависят от мощности дозы. Сопротивление органич. изоляц. материалов падает с увеличением мощности дозы на неск. порядков. При больших дозах снижение остаточного электрич. сопротивления металлов носит необратимый характер. У мн. полимерных материалов, облучённых до доз 10 6 Гр, исходная электрич. изменяется в неск. раз (при дозе ~ 10 4 Гр изменения, как правило, незначительны).

В органич. материалах может возникать послерадиац. старение, к-рое обусловлено в осн. хим. реакциями свободных радикалов, образовавшихся при облучении полимеров с кислородом воздуха. Радиац. стойкость полимерных диэлектриков определяется, как правило, их механич. (а не электрич.) свойствами, т. к. большинство полимеров становятся хрупкими и теряют способность нести механич. нагрузки после доз, к-рые ещё не вызывают существ. изменений электрич. свойств.

Радиац. стойкость неорганич. веществ зависит от их кристаллич. структуры и типа хим. связи. Наиб. стойкими являются ионные . Плотные структуры с высокой симметрией наиб. устойчивы к воздействию излучений. Для стёкол характерны изменение прозрачности и появление окраски, возникновение кристаллизации (см. Стеклообразное состояние). Силикаты начинают изменять свойства после оолучения флюенсом нейтронов ~10 19 см -2 . В результате облучения происходит анизотропное расширение кристалла, аморфизация его структуры, уменьшение плотности, упругости, теплопроводности и др. Окислы меняют свойства аналогично силикатам, но в меньшей степени. Существ. изменения в свойствах бетонов отсутствуют при облучениях нейтронными потоками с флюенсом до 3·10 19 см -2 .

Табл. 1.
Органические материалы	Доза g-излучения, Гр
Термореактивные смолы
Фенольная смола с наполнителем
из стекловолокна	3·10 7 -10 8
Фенольная смола с асбестовым
наполнителем	10 6 - 3·10 7
Полиэфир с наполнителем из
стекловолокна	10 7 - 3·10 7
Эпоксидная смола	10 6 - 2·10 7
Майлар	2·10 5 - 2·10 6
Полиэфирная смола без напол-
нителя	3·10 3 -10 4
Силикон без наполнителя	10 6 - 5·10 6
Термопластичные смолы
Полистирол	5·10 6 - 5·10 7
Поливинилхлорид	10 6 - 10 7
Полиэтилен	10 5 - 10 6
Полипропилен	5·10 3 - 10 5
Ацетилцеллюлоза	10 4 - 3·10 5
Нитроцеллюлоза	5·10 3 - 2·10 5
Полиметилметакрилат	5·10 3 - 10 5
Полиуретан
Тефлон	2·10 3 - 5·10 3
Тефлон 10 ОХ	5·10 2 -10 3
Эластомеры
Натуральный каучук	5·10 4 - 5·10 5
Полиуретановые каучуки	10 4 - 3·10 5
Акриловые эластомеры	10 4 - 7·10 5
Кремнийорганические эластоме-
	10 4 - 10 5
Бутиловые эластомеры	10 4 - 3·10 5

Табл. 2.
Неорганические материалы	Доза g-излучения, Гр	Флюенс нейтронов, см -2
Стекло
Керамика		10 20 - 3·10 20
Железо		2·10 18 - 3·10 19
Сталь конструкционная
		10 20 -5·10 20
Si (кремниевые транзисторы)	10 3 - 10 5	3·10 11 - 10 13
Ge (германиевые транзисторы)	10 4 - 10 6	4·10 12 - 10 14

В табл. 1 и 2 приведены мин. уровни облучения, вызывающие заметные (20-30%) изменения свойств нек-рых материалов.

Лит.: Вавилов В. С., Ухин H. А., Радиационные эффекты в полупроводниках и полупроводниковых приборах, М., 1969; Радиационная стойкость материалов. Справочник, под ред. В. Б. Дубровского, М., 1973; Радиационная стойкость материалов радиотехнических конструкций. Справочник, под ред. Н. А. Сидорова, В. К. Князева, М., 1976; Радиационное электроматериаловедение, М., 1979; Действие проникающей радиации на изделия электронной техники, под ред. Е. А. Ладыгина, М., 1980; Радиационная стойкость органических материалов. Справочник, под ред. В. К. Милинчука, В. И. Туликова, М., 1986; Вавилов В. С., Кекелидзе Н. П., Смирнов Л. С., Действие излучений на Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Радиационная стойкость пеноблока - – способность пеноблока сохранять свои первоначальные физико механические свойства во время и после ионизирующего облучения. [Портик А. А. Все о пенобетоне. – СПб.: 2003. – 224 с.] Рубрика термина: Легкие бетоны Рубрики энциклопедии:… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

радиационная стойкость изделия - Свойство аппаратуры, комплектующих элементов и материалов выполнять свои функции и сохранять параметры в пределах установленных норм во время и после действия ионизирующего излучения. Примечание В дальнейшем для краткости вместо слов… … Справочник технического переводчика

Радиационная стойкость полимерного материала - 7. Радиационная стойкость полимерного материала Radiation resistance Способность полимерного материала сохранять значения характерных показателей в пределах, установленных нормативно технической документацией, в процессе и (или) после… …

Радиационная стойкость изделия - 1. Радиационная стойкость изделия Свойство аппаратуры, комплектующих элементов и материалов выполнять свои функции и сохранять параметры в пределах установленных норм во время и после действия ионизирующего излучения. Примечание. В дальнейшем для … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

радиационная стойкость - способность материала противостоять воздействию радиоактивного излучения. Различают радиационную стойкость веществ и материалов в поле так наваемого «реакторного излучения» (в потоке осколков деления, быстрых нейтронов, α… … Энциклопедический словарь по металлургии

Способность материалов сохранять исходный хим. состав, структуру и св ва в процессе и (или) после воздействия ионизирующих излучений (ИИ). Р. с. существенно зависит от вида радиации, величины и мощности поглощенной дозы, режима облучения… … Химическая энциклопедия

Радиационная - 59 . Радиационная безопасность населения состояние защищенности настоящего и будущего поколений людей от вредного для их здоровья воздействия ионизирующего излучения.