С чего началась наука о коррозии и катодная защита

Недалеко от площади Пикадилли в лондонском Вест-Энде стоит впечатляющее здание Королевского института, открытое в 1799 году для развития науки. В этом здании два самых выдающихся ученых девятнадцатого века внесли значительный вклад в коррозионную науку и технологию, включая работу над основами гальванической коррозии, открытием катодной защиты (КП) и созданием терминологии для коррозионных реакций, которая до сих пор существует. используйте сегодня.

С самого начала Королевский институт считал важным обратиться к широкой публике, чтобы показать важность науки во всех сферах жизни. В 1801 году он нанял молодого химика Хамфри Дэви (1778-1829) для организации занимательных и зрелищных научных демонстраций на публичных лекциях. Они стали одним из самых популярных мероприятий в Лондоне, а Албемарл-стрит стала его первой улицей с односторонним движением. Дэви также основал лабораторию для научных исследований и получил рыцарское звание за изобретение шахтерской лампы безопасности. Но менее известны его исследования в области электрохимии. После открытия Вольтой электрической батареи в Италии в конце 1790-х годов Дэви приступил к созданию самой большой на тот момент батареи в мире с 2000 парами пластин. Используя это, ему впервые удалось выделить такие элементы, как натрий, калий, кальций и другие химически активные элементы. Он показал, что существует взаимосвязь между химической реактивностью и электричеством, и создал, вероятно, первую гальваническую серию, которую он описал как «различные вещества расположены в соответствии с порядком их известных гальванических способностей, [и] покажет [sic] насколько тесно химические вещества связаны с возникновением гальванизма».

Дэви осознавал важность разнородных металлов в коррозионном поведении: «Железные гвозди, используемые для крепления медного покрытия к кораблям, быстро изнашиваются, а железные штыри, используемые для крепления свинца к крышам зданий, ржавеют с большой скоростью, что связано с увеличением количества химических операций. электрическая энергия контакта». Его попросили изучить коррозию медной обшивки, используемой для предотвращения поражения червями корпусов деревянных военно-морских кораблей. В 1824 году Дэви обнаружил, что прикрепление железных или цинковых «защитных устройств» предотвращает коррозию меди, что стало пионером CP. К сожалению, это крупное открытие оказалось практическим провалом, поскольку медь должна подвергаться коррозии, чтобы предотвратить образование морских наростов. Но Дэви можно считать отцом CP и важным пионером в понимании коррозии.

Преемник Дэви в Королевском институте стал еще более известным ученым. Майкла Фарадея (1791–1868) по праву помнят за его открытия в области электромагнетизма, приведшие к созданию электродвигателя и электрического генератора. Но Фарадей также занимался электрохимией, сначала в качестве помощника сэра Хамфри Дэви. Самым важным его открытием в этой области стали одноименные законы электролиза, которые показали взаимосвязь между током и количеством разъеденного металла. По иронии судьбы, самая полезная математическая формула в науке о коррозии была открыта Фарадеем, поскольку он бросил школу в 12 лет и всегда стеснялся отсутствия у него математических способностей. Он внес и другие вклады. После обсуждений с кембриджским эрудитом Уильямом Уэвеллом он ввел номенклатуру электрохимии, с которой мы знакомы сегодня (электрод, анод, катод, ион, анион, катион, электролиз и электролит). В 1836 году он провел эксперименты по пассивности железа, отметив, что железо, помещенное в концентрированную азотную кислоту (HNO3), не подвергается коррозии, тогда как в разбавленной HNO3 наблюдалось быстрое растворение. Он также, вероятно, первый, кто предложил комбинированное использование защитных покрытий и CP для морских сооружений - метод, широко используемый сегодня, когда его попросили дать совет по защите свай для маяков:

«Хотя железо является телом, очень подверженным воздействию морской воды, кажется… что его можно с пользой использовать в морских конструкциях, предназначенных для длительного использования, особенно если применять совместный эффект консервирующих покрытий и гальванических защитных устройств».