第五章-析氢腐蚀和吸氧腐蚀.ppt

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1、第五章析氢腐蚀和吸氧腐蚀析氢腐蚀发生析氢腐蚀的体系析氢腐蚀的阴极过程阳极过程析氢腐蚀的控制类型析氢腐蚀的影响因素讨论析氢腐蚀发生析氢腐蚀的体系能量条件：Eea(Me/Men+)

2、+4H++4e02468101214(PH)金属离子活度按10-6计算，气体压力按latm计算由电位比较判断电化学腐蚀的可能性和倾向返回E(V)典型例子—Fe在酸中的腐蚀（1）pH<3时，阴极反应受活化极化控制。(Q:它为什么不是浓度控制？---定性/定量判据)（2）在弱氧化性和非氧化性酸溶液中，在反应速度不是很大时，阳极反应亦受活化极化控制。（3）Fe在酸溶液中的腐蚀形态,一般是均匀腐蚀。所以，Fe在酸溶液中的腐蚀可以当作均相腐蚀电极处理，作为活化极化控制腐蚀体系的典型例子。析氢腐蚀的阴极过程H+还原反应的动力学特征(特点)微极化---c很小时(小于7.8mV

3、)c=Rfic(Rf=RT/i0nF)强极化---c较大时(大于118mV)c=a–blgic(a=blgi0b=118mV返回(1)a值a是ic=1单位时的过电位c值。文献中常称为氢过电位。金属电极材料的种类对析氢反应的a值有重大影响。---因为a=blgi0按

4、a

5、的大小可划分:高氢过电位金属(如Hg，Pb，Zn，Cd)中氢过电位金属(如Cu，Fe，Ni)低氢过电位金属(如Pt，Pd)a=blgi0可知，a值反映了交换电流密度i0大小。(随着i0增大，

6、a

7、减小)(2)b值b称为Tafel斜率，与金属材料和溶液关系很小，故各种金属表面上析氢反应

8、的b值相差不大。b=118mV(=51.24mV)，这是一个典型的数值。对单电子反应n=1，取传递系数=0.5，在25C，可以算出b=118mv。金属溶液a伏b伏io(安培/厘米2)各种金属上析氢单一电极反应的常数a(i=1安培/厘米2),b及交换电流密度io(金属仅仅是析氢单一电极反应的场所)腐蚀动力学PbHgCdZnCuAgFeNiPd光亮Pt1NH2SO41NH2SO41.3NH2SO41NH2SO42NH2SO41NHcl1NHcl1.1NKoH1NHcl0.11NNaoH-1.56-1.415-1.4-1.24-0.80-0.95-0.70-0.64-

9、0.53-0.100.1100.1130.120.1180.1150.1160.1250.1100.1300.136.6x10-153.0x10-132.2x10-123.1x10-111.1x10-76x10-92.5x10-61.5x10-68x10-50.17HgPtAgCdNiFeCoCuZn腐蚀动力学金属阳极的单一电极反应的交换电流密度(室温)电极材料电极反应溶液io(安培/厘米2)H++e=1/2H2H++e=1/2H2Ag++e=Ag1/2Cd2++e=1/2Cd1/2Ni2++e=1/2Ni1/2Fe2+e=1/2Fe1/2Co2+e=1/2Co1/2

10、Cu2++e=1/2Cu1/2Zn2+e=1/2Zu1.0NH2SO40.2NH2SO4100g/lAgNo3160g/lCdSO42.0NNiSO42.0NFeSO42.0NCocl22.0NCuSO42.0NZuSO45x10-1310-31.1x10-21.4x10-22x10-910-88x10-72x10-52x10-5氢离子还原反应的历程(自学)-------一系列的复杂过程氢损伤---氢原子在金属中的扩散吸附在金属表面的氢原子能够渗入金属并在金属内扩散，可能造成氢鼓泡，氢脆等损害，金属表面吸附氢原子浓度愈大，则渗入金属的氢原子愈多，氢损害的危害性愈大。因

11、此，凡是在金属表面发生析氢反应的场合，都应当注意是否会造成氢损伤问题。返回阳极过程动力学特征----活化极化控制历程(自学)----也是一系列的复杂过程返回析氢腐蚀的控制类型控制类型的判据---根据析氢腐蚀特点：●可以按照均相腐蚀电极处理，欧姆电阻可以忽略，只需要比较阴极反应和阳极反应的阻力---比较Pa、Pc(极化率，Evans极化图)●由于阴、阳极反应都受活化极化控制。因此，要比较电极反应的阻力，只需比较交换电流密度---比较ia0、ic0(交换电流密度，真实极化曲线)析氢腐蚀的三种控制类型（1）阴极极化控制---ia0>>ic0(或Pa<