电化学腐蚀原理2.ppt

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1、§4氢去极化与氧去极化腐蚀去极化概念氢去极化腐蚀氧去极化腐蚀去极化腐蚀氢去极化腐蚀1、氢去极化定义2、析氢腐蚀的条件：EH=-0.0591pH＞Ea酸性介质：2H++2e—H2（0V）中性介质：2H2O+2e—2OH-+H2（-0.414v）碱性介质：Me+2OH-—MeO2-2+H2去极化腐蚀氢去极化过程酸性介质中：2H++2e—H2四个步骤：1H+(溶液)—H＋（电极）2H＋（电极）＋e—H（吸附）3H（吸附）+H（吸附）—H2（吸附）H（吸附）＋［H＋电极＋e］—H2（吸附）4聚集成氢气泡逸出去极化腐蚀在碱性介质中，是水分子在阴极上还原三大步骤：1水分子电离

2、及氢离子在金属表面得电子还原H2O—H＋+OH-；H++（e）——H2吸附氢原子复合脱附H＋H—H2（吸附）H+H++（e）—H2（电化学脱附）3聚集成氢气泡逸出氢去极化曲线去极化腐蚀ηH=a+blogib=2χ2.3RT/nF氢去极化的特征浓度极化小与溶液pH值关系大与材料表面本质与状态有关与阴极面积有关与温度有关各金属氢电极的极化曲线去极化腐蚀金属在酸中腐蚀的阳极过程通式：M——Mn++nen＞1一般并不是n个电子同时放电，而是金属原子首先失去一个电子成为1价络合离子，然后逐步氧化，成为最终稳定的n价离子。大致包括：（1）金属原子离开晶格成为吸附在表面上的吸附

3、原子（2）溶液组分在金属表面上吸附（3）水化金属离子的形成（4）水化金属离子离开表面附近向溶液中扩散1、氧去极化腐蚀定义(+0.815V)(+1.229V)2、氧去极化腐蚀条件氧在阴极上吸收电子起到消减阴极极化作用去极化腐蚀氧去极化腐蚀氧还原反应过程的机理氧电极过程是四电子反应，由于反应过程有不稳定的中间产物出现，故很复杂；反应过程机理有两类：酸中：O2+4H++4e——2H2O碱中：O2+2H2O+4e——4OH-大多金属在酸性溶液中：（1）O2+e———O-2形成半价氧离子（控制步骤）（2）O-2+H+——HO2形成二氧化一氢（3）HO2+e———HO-2形成

4、二氧化一氢离子（4）HO-2+H+——H2O2形成过氧化氢（5）H2O2+2H++2e———2H2O形成水或：H2O2———（1/2）O2+H2O在碱性溶液里：（1）O2+e———O-2形成半价氧离子（2）O-2+H2O+e——HO-2+OH-形成二氧化一氢离子（3）HO-2+H2O+2e——3OH-形成氢氧离子或：HO-2——（1/2）O2+OH-氧去极化过程：1、输送氧到阴极（）2、在阴极上发生去极化反应（）氧分子在对流、扩散的作用下运动；（1）在溶液中（2）在电极附近，通过滞流层是控制因素。（3）在阴极上发生还原反应M※※※P：浓度极化开始电极表面氧浓度等于

5、氧在溶液中溶解度一半极限扩散电流密度一半F：氢去极化开始曲线特征：氧去极化的一般规律：氧去极化腐蚀的影响规律：溶解氧，流速，盐的浓度，温度氧的极化曲线极限电流密度是浓差控制腐蚀的最大速度氧的极化曲线极限电流密度是浓差控制腐蚀的最大速度各金属的实验曲线图氧去极化腐蚀的影响因素1、溶解氧的浓度托马晓夫解释id=nFDC/xη＝0.059/n(log(1-i/id))如：添加氧化剂等，致使金属进入钝化。扩散层2、溶液流速层流转为湍流空泡腐蚀id=nFDC/x3、盐浓度的影响4、温度的影响析氢腐蚀与吸氧腐蚀比较介质传输方式控制因素析氢腐蚀吸氧腐蚀反应产物极化曲线反应条件O

6、2H+对流，迁移，扩散对流，扩散Ea≤EHEa≤EO活化极化浓差极化H2等OH-等ηH§5金属的钝化钝化现象钝化的特性曲线钝化理论金属的钝化金属的钝化金属的钝化现象在特定的环境中金属变得稳定，以至放入较强的酸中也不溶解，此种高耐蚀状态称为—钝态。一块铁或钢浸在浓硝酸中：70%，稀湿棒磨擦金属的钝化厚度约30～60，无定形绒毛状氧化物，含水较多，成分结构多变；类似凝胶，具有强的吸附性。钝化膜的种类很多，常见有氧化膜，还有磷酸盐膜、硫酸盐膜、硫化物膜、氯化物膜、氟化物膜等。钝化膜的组成以及性质与溶液的pH值、阴离子性质、浓度和电极电位有关。金属的钝化金属钝化因素化学因

7、素引起的钝化：一般是强氧化剂引起的，如硝酸、硝酸银、氨酸、氨酸钾、碘酸、重铬酸钾、高锰酸钾以及氧等，它们也称为钝化剂。但有时非氧化性酸，也能使金属钝化，如钼（Mo）可在盐酸（HCl）中钝化。电化学因素引起钝化：电位正移，耐蚀性提高。在高的氧化电位，溶液中的阴离子容易失去电子，即阴离子容易氧化；在双电层的作用下，或者把阳极上的金属拉下来，或者O2一被挤人晶格中，形成氧化物。金属的钝化钝化的特性曲线Eb，ib（EF）EOP-EP，iPEbr，E（保）三种情况：E＜E（保）E（保）＜E＜EbrEbr＜EEbrE（保）Fe—Fe++2eFe+H2O—Fe3O4+H++eF

8、e+H2O