电化学腐蚀动力学课件.pptx

电化学腐蚀动力学;问题;§3-1双电层;§3-2腐蚀速度与极化作用;2.极化现象;接通外电路的瞬间，可观察到很大的起始电流（3.5mA）。

很快降低到0.15mA。;

电极极化：

阳极极化：当通过电流时，电位向正的方向移动的现象。

阴极极化：当通过电流时，电位向负的方向移动的现象。;3.极化曲线;4.极化的原因和类型

（1）电极反应的基本步骤

液相传质步骤——电子转移步骤——液相传质步骤（新相生成）。

串联步骤。

;（3）极化的原因与分类

液相传质步骤最慢电化学极化

电子转移步骤最慢浓度极化

电阻极化：当腐蚀过程中金属表面生成或原有一层氧化物膜时，电流在膜中产生很大的电压降，从而使电位显著升高，由此引起的极化称为电阻极化。

;

电化学极化阳极极化

浓度极化

电阻极化阴极极化;阳极极化：

（1）阳极溶解过程中，由于电子从阳极流向阴极的速率大于金属离子放电离开晶格进入溶液的速率，因此阳极的正电荷将随着时间发生积累，使电极电位向正方向移动，发生电化学阳极极化。

（2）阳极溶解的金属离子会在阳极表面的液层和溶液本体间建立浓度梯度，产生扩散。如果扩散速率小于金属的溶解速率，阳极附近金属离子的浓度会升高，导致电极电位升高，产生浓度阳极极化。

（3）当腐蚀过程中金属表面生成或原有一层氧化物膜时，电流在膜中产生很大的电压降．从而使电位显著升高，由此引起的极化称为电阻极化。;阴极极化：

（1）由于电子进入阴极的速率大于阴极电化学反应放电的速率，因此电子在阴极发生积累，结果使阴极的电极电位降低，发生电化学阴极极化。

（2）如果阴极反应的反应物或产物的扩散速率小于阴极放电速率，则反应物和产物分别在阴极附近的液层中浓度降低和升高，阻碍阴极反应的进—步进行．造成阴极电极电位向负方向移动．产生浓度阴极极化。;§3-3电化学极化;1.电位变化对电极反应活化能的影响

电极反应:O+neR

是在电极界面上进行的，因为电极反应中带粒

子要穿越界面双电层，故反应活化能中应包括克服???场力所做的功。

;单一电极反应的阳极反应活化能变为：

单一电极反应的阴极反应活化能变为：;(1-?)和?分别是电位对氧化方向和还原方向反应活化能影响的分数，称为传递系数或对称系数。

?一般在0.3~0.7之间，大多数情况下接近于0.5.;2.电极电位对反应速度的影响

联合阿伦尼乌斯公式和法拉第定律可以推导出：

;净电流密度为：

;;§3-4浓度极化;;阴极电流密度;;2.浓度极化对电化学极化的影响

当扩散与电子转移都是控制步骤时：

;;1、腐蚀体系;电化学极化下浓度极化下电阻极化下

极化曲线极化曲线极化曲线;;2、腐蚀电位的影响因素;2、腐蚀电流的因素;;(2)宏观腐蚀电池

（a）异金属接触电池

不同的金属浸于不同的电解质溶液中，当电解液连通且两金属短路时，即构成宏观腐蚀电池；不同的金属在同一电解液中相接触，即构成电偶电池。;（b）浓差电池

同一种金属浸入不同浓度的电解液中，或者虽在同一电解液中但局部浓度不同，都可形成浓差腐蚀电池。浓差腐蚀电池可分为金属离子浓差电池和差异充气电池或氧浓差电池。;形成腐蚀电池的原因;

;极化曲线的测量方法：

恒电位法

恒电流法

;;§3-8腐蚀极化图的应用

;1.分析控制因素

腐蚀原电池的阻力可以归结为三种：阴极过程阻力、阳极过程阻力和电路中的欧姆降。

;;2.分析腐蚀速率的影响因素

;?实测极化曲线的应用;塔菲尔直线外推法