Пассивация металлов, переход поверхности металла в пассивное состояние, при котором резко замедляется коррозия. П. вызывается поверхностным окислением металлов.

Практическое значение П. исключительно велико, так как все конструкционные металлы без их самопроизвольного П. подвергались бы быстрой коррозии не только в агрессивных химических средах, но и во влажной земной атмосфере или пресной воде.

Если погрузить металл, склонный к П., 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 П. металла начинается при потенциале пассивации Е_п и критической плотности тока i_п. С увеличением потенциала от Е_п до Е_пп (потенциала полной пассивации) плотность тока не увеличивается, а снижается в результате П. иногда в 10⁴-10⁵ раз (до i_пп) и далее сохраняется почти без изменений вплоть до потенциала перепассивации Е_пер.

Наблюдаемое затем новое ускорение растворения связывают с перепассивацией, или транспассивным состоянием. Интервал от Е_пп до Е_пер называют областью пассивного состояния. В присутствии ионов Cl^-, Br^-, I^- местное сильное растворение («питтинг») некоторых пассивных металлов начинается ещё при потенциале Е_пит < Е_пер.

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 i_пп) тогда, когда окислительно-восстановительный потенциал среды Е_о-в удовлетворяет условию Е_пп < Е_о-в < Е_пер. Для того чтобы П. было самопроизвольным (при отсутствии внешних источников тока), скорость восстановления окислителя при Е_п должна быть не меньше i_п. 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 i_п и i_пп в сотни раз меньше, чем для Fe, а Е_пп и Е_пер - 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 i_п и i_пп, 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 П. в той или иной мере склонна большая часть металлов. В неводных растворах П. часто оказывается возможным только в присутствии влаги. В теории П. важная роль отводится как адсорбции кислорода, так и образованию окисных слоев.

Перепассивация вызывается образованием высших кислородных соединений металла, которые либо растворяются целиком, давая анионы (CrO₄^2-), либо отдают в раствор свои катионы, распадаясь с выделением кислорода (NiO₂). Источниками кислорода, участвующего в образовании пассивирующих слоев, могут быть некоторые окислители (H₂O₂, HNO₃). П. 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 «П.» означает также специальную химическую или электрохимическую обработку металла в подходящем растворителе, повышающую стойкость его исходного пассивного состояния (П. алюминиевой посуды в 30%-ной HNO₃, цинковых покрытий в хроматных растворах и т.д.). Вещества, главным образом окислители, с помощью которых производится П., называются пассиваторами.

Рис.

Лит.: Томашов Н. Д., Чернова Г. П., 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

От англ. patenting. Термическая обработка стали, применяемая для получения тонкопластинчатой феррито-карбидной микроструктуры (сорбита П.). Обычно П. включает следующие стадии: аустенизацию (см. Аустенит) нагревом до 870-950 °С, изотермическое превращение переохлажденного аустенита в расплаве соли или свинца при 450-550 °С и охлаждение водой или на воздухе. Разработаны новые варианты П.: ступенчатое, в кипящем слое и др. П. обеспечивает высокую прочность и пластичность изделий (обычно проволоки), холоднодеформированных из патентированной заготовки.

Лит.: Зубов В. Я., Патентирование проволоки, «Металловедение и термическая обработка металлов», 1972, №9; Юхвец И. А., Производство высокопрочной проволочной арматуры, М., 1973, с. 48-55.

Приспособление для установки и закрепления на металлорежущих или деревообрабатывающих станках заготовок или режущего инструмента. Различают механические, пневматические, электромагнитные, гидропластовые и др. патроны. Наиболее распространён механический самоцентрирующий токарный трёхкулачковый П.з., предназначенный для закрепления заготовок правильной формы (главным образом тел вращения) и центрирования их по оси шпинделя станка; крепление самоцентрирующими П.з. осуществляется кулачками, одновременно перемещаемыми в радиальном направлении при вращении диска со спиральной канавкой (см. рис. 1).

Рис. 1 Трёхкулачковый самоцентрирующий патрон: 1 - кулачок; 2 - коническая шестерня; 3 - зубчатое колесо; 4 - спиральная канавка.

Четырёхкулачковый токарный П.з. служит для зажима заготовок сложной формы; его кулачки имеют независимое друг от друга радиальное перемещение. Для закрепления цилиндрических заготовок малого диаметра при работе на револьверных станках и полуавтоматах применяются быстродействующие цанговые патроны с пружинящей зажимной втулкой (цангой). Пневматические и гидропластовые П.з. позволяют быстро зажимать заготовку и освобождать обработанную деталь. Электромагнитные П.з. применяются главным образом для крепления тонких деталей, которые могли бы деформироваться при зажиме в П.з. др. типов.

Н. А. Щемелев

Нагревательный прибор, в котором теплота выделяется при пламенном горении жидкого горючего (спирта, керосина, бензина). П.л. применяются для нагрева деталей и расплавления припоя в процессе пайки при температурах до 1000-1100 °С, а также для нагрева паяльников и др. тел.

Продукты сгорания в П.л. образуют вытянутый факел. Наибольшее распространение получили П.л. форсуночного типа. Более удобны в эксплуатации и теплопроизводительнее других бензиновые П.л. Емкость резервуара П. л. 0,1-2 л.

Инструмент, применяемый при пайке для нагрева соединяемых деталей, расплавления и внесения жидкого припоя в зазор. Рабочую часть П. для лучшей теплопроводности делают обычно из меди. Носок П. заостряют под углом 30-40°, а рабочую кромку скругляют. Температура нагрева медных П. не должна превышать 400 °С, так как в противном случае происходит растворение носка в жидком припое. Форма, размеры и масса П. определяются типом паяемого шва, конфигурацией и массой изделия. Для пайки деталей радиоэлектронной аппаратуры применяют П. массой 0,1-0,2 кг, а для пайки крупногабаритных изделий - до 5 кг. По способу нагрева П. подразделяют на 3 группы: без постоянного нагрева, с непрерывным подогревом в пламени, с электрическим подогревом. Бытовые электрические П. классифицируют по режимам нагрева (непрерывного, прерывного, форсированного и импульсного типа), по видам паяльного стержня, номинальной мощности (от 10 до 250 вт) и времени разогрева до температуры 280 °С. К специальному типу П. относятся ультразвуковые П., у которых колебания нагретого стержня разрушают окисную плёнку на поверхности паяемого металла под слоем расплавленного припоя. Основное преимущество ультразвуковых П.- возможность бесфлюсовой пайки. Они применяются главным образом для пайки алюминия легкоплавкими припоями.

В. П. Фролов

Алюминий (или сплав алюминия) ячеистого строения (см. Пенометалл). Состоит из заполненных газом (водородом) металлических ячеек; если ячейки закрытые, то П. газо- и водонепроницаем. Плотность П. колеблется от 0,23 до 0,75 г/см³.

Свойства П. в значительной степени зависят от его плотности и свойств исходного материала. Чем меньше плотность П., тем ниже его прочность на сжатие, ударная вязкость и модуль упругости. П. характеризуется низкой теплопроводностью, является коррозионно-стойким и герметичным материалом, выдерживающим гидродавление до 10-13 Мн/м² (100-130 кгс/см²), легко поддаётся механической обработке, пайке и сварке. Из П. изготовляют слитки круглого или прямоугольного сечения, полосы, а также фасонные заготовки. П. может применяться как конструкционный материал в машиностроении, судостроении, строительстве и др. отраслях техники.

М. Б. Альтман

Керамика с ячеистой структурой. П. обычно изготовляется на основе высокодисперсных минеральных порошков (например, Al₂O₃, MgO, ZrO₂) и жидких пен. Средняя плотность П. зависит от пористости, например у П. на основе AI₂O₃; с пористостью 30% она равна 1,2 г/см³, а с пористостью 85% - 0,6 г/см³.

При введении в пену порошка, смачивающегося жидкой фазой, твёрдые частицы распределяются в плёнках пены и пузырьки газа оказываются окруженными двухфазными оболочками. При сушке образовавшейся пеномассы жидкая фаза испаряется и образуется «твёрдая» пена, которая затем подвергается обжигу (для упрочнения). П., обладающая низкой теплопроводностью и высокой жаростойкостью, применяется главным образом в качестве теплоизоляционного материала.

Металл или сплав ячеистого строения, состоящий из тонких металлических оболочек, заполненных газом. Известны П. на основе алюминия, магния и др. металлов.

Для получения П. в расплавленный металл вводят гидриды титана, циркония и др. элементов. Выделяющийся при распаде гидрида водород вспенивает металл; образовавшаяся ячеистая структура фиксируется быстрым охлаждением. Свойства П. зависят от количества поглощённого газа и свойств исходного металлического материала. П. используются в качестве наполнителей (для обеспечения жёсткости конструкции), а также как теплоизолирующие материалы. См. также Пеноалюминий.

Газонаполненные пластические массы ячеистой структуры. П. имеют строение отвердевших пен. Они содержат преимущественно замкнутые, не сообщающиеся между собой полости, разделённые прослойками полимера.

Этим они отличаются от поропластов, пронизанных системой связанных каналов-пор, то есть имеющих губчатую структуру. Выделение П. среди прочих газонаполненных пластмасс в отдельную классификационную группу по признаку изолированности ячеек-полостей условно, так как во многих пеноматериалах значительная их часть всё же соединена. Правильнее к П. относить любой газонаполненный полимер, полученный путём вспенивания и последующего отверждения первоначально жидкой или пластично-вязкой композиции. В производстве П. газ диспергируют в полимерном полуфабрикате (растворе, расплаве, жидком олигомере, дисперсии) или создают условия для выделения газовой фазы непосредственно в объёме отверждаемого продукта. Используют различные технологические приёмы вспенивания: механическое перемешивание или барботирование в присутствии пенообразователей; введение газообразователей (веществ, разлагающихся с выделением газа) или веществ, взаимодействующих с образованием газообразных продуктов; насыщение исходной смеси газом под давлением с последующим снижением давления; введение жидкостей, быстро испаряющихся с повышением температуры. В зависимости от состава композиции и условий её отверждения получают материал с преимущественно открытыми или замкнутыми ячейками.

Пористые материалы можно получать также вымыванием из монолитной полимерной заготовки растворимого наполнителя, спеканием порошкообразных полимерных материалов, путём конденсационного структурообразования в растворах полимеров. Близки по свойствам к П. газонаполненные пластмассы, полученные с применением полых наполнителей, например заполненных газом сферических микрокапсул.

П. можно приготовить из большинства синтетических и многих природных полимеров. Однако П. промышленного назначения выпускают главным образом на основе полистирола, поливинилхлорида, полиуретанов, полиэтилена, фенольных, эпоксидных, карбамидных и кремнийорганических смол. В качестве газообразователей применяют азосоединения, нитросоединения, карбонат аммония и др.; из легкокипящих жидкостей - изопентан, метиленхлорид, фреоны. Промышленность выпускает жёсткие и эластичные П. с размером ячеек 0,02-2 мм (иногда до 3-5 мм). Они обладают чрезвычайно низкой кажущейся плотностью (0,02- 0,5 г/см²) и превосходными тепло- и звукоизоляционными свойствами. Водостойкость, механические и электрические характеристики П. зависят от химической природы и рецептурного состава полимерной композиции, а также от особенностей структуры готового продукта. Основные свойства некоторых П., выпускаемых в СССР, приведены в таблице.

П. широко применяют в самолёто- и судостроении, в транспортном и химическом машиностроении, в строительстве зданий и технических сооружений как тепло- и звукоизоляционный материал. Их используют при изготовлении многослойных конструкций, различных плавучих средств (понтонов, лёгких лодок, бакенов, спасательных поясов и др.). Прозрачность П. для радиоволн и достаточно высокие диэлектрические и гидроизоляционные свойства обеспечивают этим материалам применение в радио- и электротехнике. Из П. делают амортизирующие и демпфирующие прокладки, разнообразную тару для оптических приборов, электронной аппаратуры и др. изделий. Эластичные П. используют в производстве мягкой мебели и тёплой одежды.

Таблица

Свойства пенопластов

Лит.: Романенков И. Г., Физико-механические свойства пенистых пластмасс, М., 1970; Справочник по пластическим массам, под ред. М. И. Гарбара [и др.], т. 2, М., 1969, с. 155; Энциклопедия полимеров, т. 2, М., 1974, с. 549.

Л. А. Шиц