金属腐蚀与防护第二章 (2).pptVIP

二、析氢腐蚀 氢去极化与析氢腐蚀 以氢离子作为去极剂，在阴极上发生的电极反应叫氢去极化反应。由氢去极化引起的金属腐蚀称为析氢腐蚀。 2H++2e=H2 如果金属（阳极）与氢电极（阴极）构成原电池，当金属的电位比氢的平衡电位更负时，两电极间存在着一定的电位差，才有可能发生氢去极化反应。 第62页，共106页，编辑于2022年，星期四 二、析氢腐蚀 例如，在PH值为7的中性溶液中，氢电极的平衡电位可由奈恩斯特公式求出： 当金属（阳极）电位小于-0.413V时，发生氢去极化腐蚀是可能的。 在酸性介质中一般电位负的金属如Fe、Zn等均能发生氢去极化腐蚀，电位更负的金属Mg及其合金在水中或中性盐溶液中也能发生氢去极化腐蚀。 第63页，共106页，编辑于2022年，星期四 二、析氢腐蚀 析氢反应可由下列几个连续步骤组成（一般在酸性溶液中）： （1）水化氢离子向电极扩散并在电极表面脱水 （2）氢离子与电极表面的电子结合（放电）形成原子氢，吸附在电极表面上。 （3）吸附在电极表面的H原子与刚发生放电的活性H原子结合成 H2分子。 （4）氢分子形成气泡从表面逸出。 第64页，共106页，编辑于2022年，星期四 二、析氢腐蚀 一般H+离子与电子结合放电的电化学步骤最缓慢，使电子在阴极上堆积，由此产生阴极活化极化，阴极电位向负移动。 平衡电位E0H 析氢电位E’H 析氢过电位 析氢过电位是电流密度的函数 表2-6数据 第65页，共106页，编辑于2022年，星期四 二、析氢腐蚀 在相同的条件下，析氢过电位愈大，意味着氢去极化过程就愈难进行，金属的腐蚀就愈慢。 析氢过电位对研究金属腐蚀具有很重要的意义 因此，可用提高析氢过电位，降低氢去极化过程，控制金属的腐蚀速度。 第66页，共106页，编辑于2022年，星期四 二、析氢腐蚀 提高析氢过电位措施（P51） （1）加入析氢过电位高的合金元素。如Hg、Pb 等合金元素，提高合金的析氢过位，从而提高了合金的耐蚀性。 （2 ）提高金属的纯度，消除或减少杂质。 （3 ）加入阴极缓蚀剂提高阴极析氢过电电位，增加合金的耐蚀性 第67页，共106页，编辑于2022年，星期四 三、氧去极化腐蚀 氧去极化腐蚀（吸氧腐蚀） 当电解质溶液中有氧存在时，在阴极上发生氧去极化反应， 在中性或碱性溶液中： 在酸性溶液中： 由此引起阳极金属不断溶解的现象称作氧去极化腐蚀。 第68页，共106页，编辑于2022年，星期四 三、氧去极化腐蚀 氧去极化腐蚀 当原电池的阳极电极电位较氧电极的平衡电位负时，即 才有可能发生氧去极化腐蚀。 氧的平衡电极电位可用奈恩斯特方程式计算：如PH=7的中性溶液中，pO2=2.1X104Pa，氧的平衡电位为： 此式表明，在中性溶液中有氧存在时，如果金属的电位小于0.815V，可能发生氧去极化腐蚀， 第69页，共106页，编辑于2022年，星期四 三、氧去极化腐蚀 氧去极化腐蚀 许多金属及其合金在中性或碱性溶液中，在潮湿大气、海水、土壤中都可能发生氧去极化腐蚀，甚至在流动的弱酸性溶液中也会发生氧去极化反应。 因此，与析氢腐蚀比较，氧去极化腐蚀更为普遍和重要。 第70页，共106页，编辑于2022年，星期四 三、氧去极化腐蚀 氧去极化的阴极极化曲线 四个阶段 （书P52） 第71页，共106页，编辑于2022年，星期四 三、氧去极化腐蚀 影响氧去极化腐蚀的因素 多数情况下，发生的氧去极化腐蚀主要由扩散过程控制。腐蚀电流受氧去极化反应的极限电流密度影响。 因此，凡是影响极限扩散电流密度的因素均能影响氧去极化腐蚀。 如氧的扩散系数、氧的浓度以及扩散层厚度等。 第72页，共106页，编辑于2022年，星期四 三、氧去极化腐蚀 影响氧去极化腐蚀的因素（p52） （1）氧的浓度 （2）流动速度 （3）温度（开放系统，密闭系统） （4）盐浓度 第73页，共106页，编辑于2022年，星期四 2.5 腐蚀极化图 一、伊文思（Evans）极化图 二、腐蚀电流 三、腐蚀控制因素 第74页，共106页，编辑于2022年，星期四 2.5 腐蚀极化图 伊文思（Evans）极化图 ?不考虑电位随电流变化细节，将两个电极反应所对应的阴极、阳极极化曲线简化成直线画在一张图上，这种简化了的图称为伊文思极化图 第75页，共106页，编辑于2022年，星期四 2.5 腐蚀极化图 伊文思（Evans）极化图 ?在一个均相的腐蚀电极上，如果只进行两个电极反应，则金属阳极溶解的电流强度一定等于阴极还原反应的电流强度 ?在实验室里，一般用外加电流测定阴、阳极极化曲线来绘制伊文思极化图 第76页，共106页，编辑于2022年，星期四 2.