Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
В современном авиастроении широкое применение нашли металлические сплавы. В процессе производства, эксплуатации и ремонта осуществляется неразрушающий контроль состояния деталей авиационной техники (АТ). Перспективным является метод контактной разности потенциалов (КРП), относящийся к электрическому виду неразрушающего контроля металлических деталей. Метод КРП основан на оценке энергетического состояния поверхности металла, в первую очередь на сравнении работ выхода электрона контролируемого и эталонного металлов.
На качество контроля методом КРП значительное влияние оказывает оксидный слой деталей. Оксидами металлов или основными оксидами, как известно, называются соединения металла с кислородом. Наиболее распространенными оксидами металлов, входящих в состав авиационных сплавов являются Al2O3, FeO, Fe2O3, TiO2, CuO, Cu2O, и другие. Оксиды металлов являются полупроводниками или диэлектриками, обладающими малой концентрацией электронов. Оксиды металлов оказывают влияние на дипольный слой на границе оксид — металл, который, соответственно, влияет непосредственно на КРП. Удаление оксидного слоя металлов оказывает влияние на измерение КРП на его поверхности. После удаления оксидного слоя происходит необратимое окисление ювенильной поверхности [1].
Целью работы является исследование изменения КРП при удалении оксидного слоя металлов и при его необратимом восстановлении.
Нами были проведены исследования изменения КРП на поверхности образцов из ВТ6 после шлифования абразивным кругом. Измерения КРП проводились прибором «Поверхность-11» относительно никелевого измерительного электрода. Перед измерением КРП поверхность образцов очищалась петролейным эфиром.
Перед шлифованием КРП образцов составляло 0,398 В. В результате удаления слоя оксидов при шлифовании КРП увеличилась до 0,677 В. Изменения КРП до достижения первоначального значения после шлифования наблюдались в течение 16 суток.
Методом наименьших квадратов определена формула, описывающая изменение КРП U с течением времени t:
U = 0,677 — 0,1008 ln(t),
где t – время, сутки.
В среднем в 1 сутки КРП уменьшалась на 25 мВ.
Начальной стадией окисления металла является химическая адсорбция кислорода на поверхности образцов, в результате которой происходит образование анионов кислорода за счёт электронов металла. Этот процесс приводит к образованию двойного электрического слоя, направленного «минусом» к металлу. Отрицательную часть двойного электрического слоя составляют ионы кислорода, а положительную часть — поверхностный слой металла [2].
Наиболее активными центрами хемосорбции кислорода на поверхности металла являются дефекты его кристаллического строения, и, в первую очередь, дислокации. С увеличением толщины оксидного слоя работа выхода электрона из металла увеличивается, а КРП уменьшается. Восстановление оксидного слоя образцов ВТ6 на воздухе, без внешних воздействий, происходит необратимо [3, 4].
Оксидный слой уменьшает КРП металлов. Поэтому для повышения точности измерений КРП рекомендуется шлифование и полирование поверхности контролируемых деталей АТ, если позволяют обстоятельства проведения измерений КРП.
