(工学)1 金属电化学腐蚀的基本原理2.ppt

* * 利用极化曲线外延法求自腐蚀电流Ic有两种方法: （1）对于活化极化起控制作用的腐蚀体系，只要通过实验测出阴极极化曲线和阳极极化曲线，在E―I坐标上作图，再将两者的直线段延长相交，其交点对应的电流密度就是该金属的自腐蚀电流Ic 。 （2）因为自腐蚀电位是可以实测出来的，所以也可以只延长阴极极化曲线或阳极极化曲线，使之与Ｅcorr的水平线相交而求出Ic 。 * * * 对于受均匀腐蚀的金属，常以年腐蚀深度来评定耐蚀性等级。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 特点 可以测量，且不同的腐蚀体系，腐蚀电位是不同的。 实测阴极极化曲线或阳极极化曲线，在电流为零时的起始电位都是该金属的腐蚀电位。 * 1.4.2 耗氧腐蚀 一、定义 耗氧反应 溶液内的中性氧分子O2在腐蚀电池的阴极上进行离子化反应，称为耗氧反应或吸氧反应。 在中性或碱性溶液中 在酸性溶液中 耗氧腐蚀 阴极上耗氧反应的进行，促使阳极金属不断溶解，这样引起的金属腐蚀称为耗氧腐蚀，或称为氧去极化腐蚀。 1.4.2 耗氧腐蚀 二、发生条件 溶液中必须有氧存在； 腐蚀电池中的金属阳极的初始电位必须低于氧的离子化电位。 在T＝25℃，pH＝7的中性溶液，溶解的氧分压等于0.21atm时 结论：相同条件下，耗氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍，更容易进行。 氧的离子化电位：指在一定电流密度下，氧平衡电位和氧的离子化过电位之差值。 1.4.2 耗氧腐蚀 三、阴极过程 氧向阴极输送 图1-4-4 氧向阴极的输送过程示意图 1.4.2 耗氧腐蚀 三、阴极过程 氧向阴极输送 氧离子化反应过程 半价氧离子的形成 二氧化一氢的形成 二氧化一氢离子的形成 形成过氧化氢 形成氢氧离子 总反应式 1.4.2 耗氧腐蚀 四、阴极极化曲线 阴极过程由氧离子化反应的速度控制 阴极过程由氧的扩散控制 氧阴极与氢阴极联合控制的阴极过程 I ηO Q G M id P B C F S N I ηO B C F S Q G M N P id 1.4.2 耗氧腐蚀 五、特点 腐蚀过程的控制步骤随金属在溶液中的溶液中的腐蚀电位而异 1 2 3 1.4.2 耗氧腐蚀 五、特点 腐蚀过程的控制步骤随金属在溶液中的溶液中的腐蚀电位而异 在氧的扩散控制情况下，腐蚀速度与金属本身的性质关系不大 溶液的含氧量对腐蚀速度影响很大 I ηO B C F S Q G M N P id 2 1.4.2 耗氧腐蚀 五、特点（续） 阴极面积对腐蚀速度的影响视腐蚀电池类型而异 O2 扩散层界面 溶液 金属 微阴极 图1-4-7 滞流层中氧向微阴极扩散的途径 1.4.2 耗氧腐蚀 五、特点（续） 阴极面积对腐蚀速度的影响视腐蚀电池类型而异 溶液的流动状态对腐蚀速度影响大 1－层流区全面腐蚀； 2－湍流区湍流腐蚀； 3－高速区空泡腐蚀 1.4.3 二者比较 比较项目 析氢腐蚀 耗氧腐蚀 去极化剂的性质 去极化剂的浓度 阴极反应产物 腐蚀的控制类型 合金元素或杂质的影响 腐蚀速度的大小 氢离子，可以对流、扩散和电迁三种方式传质，扩散系数很大 中性氧分子，只能以对流和扩散传质，扩散系数较小 浓度很大，酸性溶液中氢离子作为去极化剂，中性或碱性溶液中水分子作为去极化剂 浓度较小，随温度升高和盐浓度增加，溶解度下降 氢气，以气泡形式析出，使金属表面附件的溶液得到附加搅拌 水分子或OH-，只能以对流和扩散离开金属表面，没有附加搅拌作用 阴极控制、混合控制和阳极控制都有，阴极控制较多见，并且主要是阴极的活化极化控制 阴极控制居多，并且主要是氧扩散控制，阳极控制和混合控制的情况比较少 影响显著 影响较小 在不发生钝化现象时，因氢离子的浓度和扩散系数都较大，所以单纯的氢去极化腐蚀速度较大 在不发生钝化现象时，因氧的溶解度和扩散系数都很小，所以单纯的氧去极化腐蚀速度较小 1.5 金属的钝性 1.5.1 钝化现象 1.5.2 钝化理论 1.5.3 钝化特性曲线分析 1.5.4 金属钝性的应用 1.5.1 钝化现象 一、钝化现象 35%HNO3 纯Fe 钝化现象：金属在一定条件下，或经过一定处理，其腐蚀速度明显降低的现象，叫做钝化现象。 钝化：金属表面从活性溶解状态变成了非常耐蚀的状态，这种表面状态的突变过程称为钝化。 35%HNO3 纯Fe 70%HNO3 纯Fe 1.5.1 钝化现象 一、钝化现象 腐蚀速度/g·m-2·h-1 0 10 20 30 40 50 60 70 10000 5000 HNO3％ 图1-5-1 温度为25℃时硝酸浓度对工业纯铁腐蚀速度的影响 1.5.1 钝化现象 二、