HRVATSKO DRUŠTVO ZA ZAŠTITU MATERIJALA

CROATIAN SOCIETY FOR MATERIALS PROTECTION

 

12. SAVJETOVANJE O ZAŠTITI MATERIJALA I INDUSTRIJSKOM FINIŠU

12th CONFERENCE ON MATERIALS PROTECTION AND INDUSTRIAL FINISHING

 

Autor(i)/Author(s): Mirjana Metikoš-Huković, Ranko Babić, Slobodan Brinić

 

KOROZIJSKA SVOJSTVA OLOVA I Pb-Sb LEGURA U SULFATNOJ KISELINI CORROSION PROPERTIES OF LEAD AND Pb-Sb ALLOYS IN SULPHURIC ACID SOLUTION
SAŽETAK

Ispitivan je utjecaj antimona na elektrokemijska i korozijska svojstva Pb-Sb legura u sulfatnoj kiselini u potencijalnom području, od -1,0 do +2,0 V prema ZKE, u kojem se odvijaju procesi punjenja i pražnjenja negativne i pozitivne elektrode Pb-kiselinskog akumulatora. Fazni sastav i čvrstofazne transformacije korozijskih slojeva, nastalih na Pb i Pb-Sb elektrodama tijekom anodne polarizacije u H2SO4 ovise o potencijalu i količini naboja. Primjenom elektrokemijske spektroskopije (CV) i impedancijske spektroskopije (IS) ove promjene praćene su in situ pomoću strukturno osjetiljivih veličina: struje, naboja, kapaciteta i otpora. Za vrijeme anodne polarizacije na površini elektrode stvara se porozna polupropusna PbSO4-membrana. U dubini pora ispod membrane povisuje se pH elektrolita, što omogućuje nastajanje amorfnih, nestehiometrijskih, Pb-oksida na metalnoj površini. Impedancija sistema:

Pb(Pb-Sb)/korozijski fazni sloj/membrana/ H2SO4

opisana je odgovarajućim ekvivalentnim krugovima iz kojih su dobiveni kvantitativni podaci o dielektričkim i električkim svojstvima korozijskog i membranskog sloja. Otporna komponenta impedancije pokazala se kao strukturno najosjetljivija veličina kojom su se čvrstofazne pretvorbe u korozijskom sloju

ABSTRACT

The influence of antimony on the electrochemical and corrosion properties of Pb-Sb alloys is investigated in sulphuric acid solution in the potential range from -1,0 to +2,0 V vs. SCE in which the charging and discharging processes take place on the negative and positive electrodes of te lead-acid battery. Phase composition and solid state processes in the corrosion layer on the Pb-Sb electrodes during anodic polarization in H2SO4 depend on the electrode potential and amount of charge. These changes were investigated in situ by using electrochemical spectroscopy (CV) and impedance spectroscopy (IS) which enable to follow the structurally sensitive properties such as current, charge, capacity and resistance. During the anodic polarization the porous, semipermeable PbSO4-membrane is formed on the electrode surface. Under the membrane, due to an increase of pH, the formation of amorphous and nonstoichiometric Pb-oxides takes place on the metal surface. Impedance of the system:

Pb(Pb-Sb)/oxide phase layer/membrane/H2SO4

can be described by the adequate electric circuits from which the data on electric and dielectric properties of the corrosion layer and the membrane can be evaluated. It was found that the resistive component of impedance was the most sensitive, and its change enables to study the solid-phase processes in the corrosion layer:

mogle pratiti s velikom osjetljivosti. Ovisno o odnosu brzina reakcija v1:v2 i v2:v3, sastav korozijskog sloja se mijenja. Nađeno je da antimon ubrzava čvrstofaznu pretvorbu PbO u PbOn i inhibira nastajanje elektronski vodljivog PbO2 sloja, povećava prenapon izlučivanja kisika i ima pozitivan utjecaj na kapacitet pozitivne ploče Pb-kiselinskog akumulatora (proširuje područje pražnjenja pozitivne ploče).

KLJUČNE RIJEČI

korozijski sloj, olovo, olovo-antimonske legure, olovo-kiselinski akumulator, impedancijska spektroskopija, voltametrija

as a function of the electrode potential and antimony content in the alloy. Depending on the ratio between the three oxidation rates, v1:v2 and v2:v3, anodic layers with different phase compositions were obtained. It is found that antimony facilitates the solid-phase transformation of PbO into PbOn, inhibits the formation of PbO2 (which is an electronic conductor), increases the overvoltage of oxygen evolution, and has a positive influence on capacity of the positive plate in the lead-acid battery (it extends the discharging range of the positive plate).

KEY WORDS

corrosion layer, lead, lead-antimony alloy, lead-acid batteries, impedance spectroscopy, voltammetry

Povratak na izbornik članaka sa Savjetovanja 1996.