Захист матеріалу

ЗА́ХИСТ МАТЕРІА́ЛУ  — сукупність заходів і методів подовження терміну служби матеріалу (або виробів, до складу яких він входить) шляхом протидії впливу чинників зовнішнього середовища, що призводять до руйнування чи зміни властивостей. Руйнуванню піддаються будь-які матеріали — метали та сплави, полімери й папір, цегла та гума, скло, деревина тощо. Зміна властивостей і руйнування матеріалу можуть бути наслідком дії агресив. компонентів довкілля (хім. — кислот, лугів, окисників, розчинів або розплавів солей, біол. — грибків, бактерій, ін. представників флори та фауни), різноманіт. зовн. навантажень (мех., температур., електр. полів, радіац. опромінення та ін.) або їх одночас. впливу. Здатність протидіяти впливу наведених чинників прийнято називати опором матеріалу (хім., електр. та ін.), а чинники поділяти на внутр., тобто такі, що пов’язані з природою самого матеріалу (його хім. склад, структура, стан поверхні), та зовн., зумовлені впливом середовища (хім. склад, температура, тиск, мех. навантаження, гідро- або аеродинам. умови експлуатації тощо). Природа матеріалу та фіз. сенс чинників і умов експлуатації зумовлюють розмаїття відмін. за механізмом процесів руйнування — корозію, деструкцію, термоліз, радіоліз, старіння, біол. пошкодження тощо. Необхідність враховувати значну кількість відмін. за умовами перебігу явищ обумовила й велику кількість запропонованих засобів і методів З. м., які, зазвичай, поділяють на 3 групи: засоби впливу на матеріал, засоби впливу на середовище або умови експлуатації, комбін. засоби. Найпоширенішим є введення до складу матеріалу окремих домішок, стабілізаторів, легувал. елементів і сполук, що підвищують опір дії довкілля, а також створення бар’єр. шару на його поверхні. Для З. м. остан. методом здійснюють мех. або хім.-терм. оброблення поверхні, нанесення метал., неметал. неорганіч. (оксид., фосфат., конверс., пасивац., полив) і неметал. органіч. (полімер., лакофарб., еластомер., мастил, паст, олив) захис. покриттів. Другу групу складають засоби модифікування складу середовища та умов експлуатації, зокрема шляхом створення штуч. середовищ, повним видаленням або зменшенням вмісту агресив. компонентів, додаванням речовин, які гальмують небажані процеси (т. зв. інгібіторів), зміною електрохім. (електр.) умов експлуатації — заземленням або електр. ізоляцією матеріалу, чи навпаки, поляризацією від зовн. джерел електр. струму. Комбін. засоби захисту передбачають одночасне застосування двох і більше елементів з перелічених, та методи рац. конструювання, які ще на стадії проектування дозволяють приймати оптимал. рішення щодо підвищення ресурсу матеріалів і міжремонт. термінів виробів. Оскільки найрозповсюдженішими конструкц. матеріалами є метали та сплави, гол. зусилля в напрямі З. м. спрямовують на протидію причині їх руйнування — корозії. Внаслідок фіз.-хім. взаємодії з довкіллям відбувається погіршення функціон. властивостей металів і тех. системи, до складу якої вони входять. Саме для зменшення швидкості короз. руйнування об’єктів і споруд та подовження терміну їх безаварій. експлуатації виробляють мільйони тон легов. сталі, лакофарб. матеріалів і інгібіторів корозії, наносять на поверхню виробів мільйони квадрат. метрів різноманіт. покриттів металами, сплавами, оксид. і хромат. плівками, будують станції катод. захисту та системи електродренажу. Відомості щодо застосування олова для захисту заліза можна знайти ще у працях Геродота. Найдавнішим способом З. м., ймовірно, є нанесення на поверхню виробів природ. полімерів — лаків і мастил, а також різноманіт. гідрофоб. шарів — тварин. і рослин. жирів, продуктів перегонки нафти, кам’яновугіл. смоли (креозот. олива) або деревини (дерев. дьоготь). У середньовіччі для захисту лицар. обладунків використовували полірування, вороніння та насічку благород. металами. У наук. літературі вперше явище «корозія» згадано 1667 на сторінках одного з англ. часописів стосовно руйнування бронз. гармат фортеці на о-ві Ямайка. Системні дослідж. з цього приводу започатк. у 1740-х рр. рос. вченим М. Ломоносовим. Уявлення про фіз. природу електрод. процесів, які саме й зумовлюють руйнування металів у більшості випадків, у своїх працях суттєво розвинув академік АН УРСР і АН СРСР Л. Писаржевський (1913). В Україні для координації зусиль з протикороз. захисту 1992 на базі Фіз.-мех. інституту АНУ (Львів), як провід. наук. установи, створ. Укр. асоц. корозіоністів (УАК). Згодом зусиллями її президента, чл.-кор. HAHУ В. Похмурського, вона об’єднала також науковців Інституту біоорганіч. хімії та нафтохімії НАНУ, Інституту електрозварювання НАНУ, Інституту заг. та неорганіч. хімії НАНУ (усі — Київ), ННЦ «Харків. фіз.-тех. інститут», Нац. тех. університету України «Київ. політех. інститут», Нац. тех. університету «Харків. політех. інститут», Укр. хім.-технол. університету (Дніпропетровськ) і була інтегр. до Європ. короз. федерації. Це сприяло визнанню наук. досягнень її членів у різних галузях З. м. — короз. моніторингу та діагностики, створенні сучас. інгібіторів і біоцидів, перетворювачів продуктів корозії, захис. матеріалів і систем електрохім. захисту, вирішенню проблем короз.-втом. руйнування.

Завантажити статтю