腐蝕防護第三講

腐蝕防護第三講第一頁，共四十頁，2022年，8月28日回顧1.腐蝕的危害性與控制腐蝕的重要意義2.設計者掌握腐蝕基本知識的必要性3.腐蝕的定義與分類第二頁，共四十頁，2022年，8月28日腐蝕金屬腐蝕非金屬腐蝕化學腐蝕電化學腐蝕全面腐蝕局部腐蝕機理破壞特征腐蝕環(huán)境大氣腐蝕土壤腐蝕電解質(zhì)溶液腐蝕熔融鹽中的腐蝕高溫氣體腐蝕應力腐蝕疲勞腐蝕磨損腐蝕小孔腐蝕晶間腐蝕縫隙腐蝕電偶腐蝕其它第三頁，共四十頁，2022年，8月28日金屬的電化學腐蝕歷程：第四頁，共四十頁，2022年，8月28日第一類雙電層第二類雙電層第三類雙電層金屬與溶液的界面特性-雙電層：I:金屬離子和極性水分子之間的水化力>金屬離子與電子之間的結合力II:金屬離子和極性水分子之間的水化力<金屬離子與電子之間的結合力III:金屬離子和極性水分子之間的水化力≈金屬離子與電子之間的結合力

第五頁，共四十頁，2022年，8月28日電極電位平衡電極電位：金屬浸入含有同種金屬離子的溶液中；非平衡電極電位：金屬浸入不含同種金屬離子的溶液中氣體電極的平衡電位：第六頁，共四十頁，2022年，8月28日金屬電化學腐蝕的熱力學條件：陽極溶解反應自發(fā)進行的條件：陰極去極化反應自發(fā)進行的條件：

Ek＜Ek0電化學腐蝕持續(xù)進行的條件:第七頁，共四十頁，2022年，8月28日腐蝕速度一、極化與超電壓二、極化曲線和極化圖三、腐蝕極化圖的應用四、腐蝕速度計算與耐蝕性評定第八頁，共四十頁，2022年，8月28日極化現(xiàn)象：

電池工作過程中由于電流流動而引起電極電位偏離初始值的現(xiàn)象，稱為極化現(xiàn)象第九頁，共四十頁，2022年，8月28日只要陰陽兩極之間有電流流動，必然出現(xiàn)極化現(xiàn)象。由于電化學反應與電子遷移速度差異引起電位的降低升高。電化學極化濃差極化膜阻極化第十頁，共四十頁，2022年，8月28日超電壓：

腐蝕電池工作時，由于極化作用使陰極或陽極電位偏離初始電位的絕對值。定量的反應出極化的程度第十一頁，共四十頁，2022年，8月28日去極化作用：凡是能夠減弱或消除極化過程的作用稱為去極化作用。陰極去極化作用：在溶液中增加去極劑（H+、O2等）的濃度、升溫、攪拌、其它降低活化超電壓的措施陽極去極化作用：攪拌、升溫、在溶液中加入絡合劑或沉淀劑第十二頁，共四十頁，2022年，8月28日極化曲線和極化圖：表示極化電位與極化電流或極化電流密度之間關系的曲線極化曲線測定裝置見教材P18，F(xiàn)ig.1-12第十三頁，共四十頁，2022年，8月28日腐蝕極化圖：理論最大電流Imax，腐蝕電位Ecorr第十四頁，共四十頁，2022年，8月28日腐蝕極化圖的應用：1、判斷腐蝕過程的控制因素（1）第十五頁，共四十頁，2022年，8月28日（3）直觀地分析比較不同腐蝕系統(tǒng)的初始電位差以及電極的極化性能對腐蝕電流的影響腐蝕極化圖的應用：第十六頁，共四十頁，2022年，8月28日2、確定金屬的腐蝕速度利用極化曲線外延法求自腐蝕電流，是用電化學技術確定金屬腐蝕速度的方法之一腐蝕極化圖的應用：第十七頁，共四十頁，2022年，8月28日腐蝕極化圖的應用：3、多電極系統(tǒng)圖解分析極性的確定腐蝕電流的確定多電極系統(tǒng)的工作特性多電極系統(tǒng)的總的腐蝕電流系統(tǒng)的總電位第十八頁，共四十頁，2022年，8月28日腐蝕速度計算與耐蝕性評定（1）腐蝕速度的計算：金屬溶解的數(shù)量與電量的關系遵循法拉第定律：第十九頁，共四十頁，2022年，8月28日（2）耐蝕性能的評定重量法：深度法：容量法、機械變化率，電阻變化率腐蝕速度計算與耐蝕性評定第二十頁，共四十頁，2022年，8月28日第三節(jié)析氫腐蝕和耗氧腐蝕析氫腐蝕：溶液中的氫離子作為去極劑，在陰極上放電，促使金屬陽極溶解過程持續(xù)進行而引起的金屬腐蝕耗氧腐蝕：陰極上耗氧反應的進行，促使陽極金屬不斷溶解，引起的金屬腐蝕陰極過程各具特點的兩種最為常見的腐蝕體系第二十一頁，共四十頁，2022年，8月28日一、析氫腐蝕

1、析氫腐蝕發(fā)生的條件：

腐蝕電池中的陽極電位低于陰極的析氫電極電位

EH

EA

EH＝Ee.H－ηΗ

Ee.H＝

EH。+0.059㏒[H+]＝

－0.059pH＞第二十二頁，共四十頁，2022年，8月28日2、析氫腐蝕的陰極過程和氫的超電壓（1）水化氫離子遷移、對流、擴散到陰極表面H3O+→陰極表面（2）水化氫離子脫水后，放電成為氫原子，被吸附在金屬上H3O+→H++H2OH++e→M－H吸附（3）復合脫附或電化學脫附后氫原子結合成氫分子（M－H吸附）+（M－H吸附）H2

（M－H吸附）+（M－H吸附）H2（4）電極表面的氫分子通過擴散、聚集成氫氣泡逸出復合脫附電化學脫附第二十三頁，共四十頁，2022年，8月28日塔菲爾公式與電極材料、表面狀態(tài)，溶液的組成、濃度、溫度有關第二十四頁，共四十頁，2022年，8月28日氫的超電壓的影響因素與電極材料的種類有關：詳見P28，F(xiàn)ig.1-27與電極的表面狀態(tài)有關：粗糙的表面低于光滑表面與溶液的PH值有關：酸性溶液中:

堿性溶液中:與溶液的溫度有關：與某些添加劑有關：如緩蝕劑，胺、醛類等有機物質(zhì)第二十五頁，共四十頁，2022年，8月28日3、析氫腐蝕的特點陰極材料的性質(zhì)對腐蝕速度影響很大溶液的流動狀態(tài)對腐蝕速度影響不大陰極面積增加，腐蝕速度加快氫離子濃度增高（PH值下降）、溫度升高會促使析氫腐蝕加劇。第二十六頁，共四十頁，2022年，8月28日二、耗氧腐蝕溶液中的中性氧分子在腐蝕電池的陰極上進行離子化反應，稱為吸氧反應或耗氧反應第二十七頁，共四十頁，2022年，8月28日1、發(fā)生耗氧腐蝕的條件0.805v耗氧腐蝕比析氫腐蝕更易發(fā)生第二十八頁，共四十頁，2022年，8月28日2、耗氧腐蝕的陰極過程和氧的超電壓

氧向陰極輸送氧去極化

氧的離子化反應：O2+2H2O+4e→4OH-第二十九頁，共四十頁，2022年，8月28日介質(zhì)中存在大量氧化劑，溶液強烈攪拌，充分的氧到達陰極表面，陰極過程由氧的離子化超電壓起控制作用溶液中氧化劑或溶解氧量少，或陰極電流密度不斷增大，陰極過程由氧的擴散起控制作用第三十頁，共四十頁，2022年，8月28日氧的擴散超電壓：第三十一頁，共四十頁，2022年，8月28日3.耗氧腐蝕的特點（1）腐蝕過程的控制步驟隨金屬在溶液中的腐蝕電位而異；第三十二頁，共四十頁，2022年，8月28日3.耗氧腐蝕的特點（2）在氧的擴散控制情況下，腐蝕速度與金屬本身的性質(zhì)關系不大；第三十三頁，共四十頁，2022年，8月28日3.耗氧腐蝕的特點（3）溶液的含氧量對腐蝕速度的影響很大第三十四頁，共四十頁，2022年，8月28日3.耗氧腐蝕的特點（4）陰極面積對腐蝕速度的影響視腐蝕電池類型而異對宏觀腐蝕電池來講，陰極面積↑，腐蝕速度↑對于腐蝕微電池陰極面積對腐蝕速度無明顯的影響（5）溶液的流動狀態(tài)對腐蝕速度影響大第三十五頁，共四十頁，2022年，8月28日第四節(jié)金屬的鈍性金屬鈍化的難易程度與鈍化劑、金屬本性和溫度等有關；金屬鈍化后電位往正方面急劇上升；金屬鈍態(tài)與活態(tài)之間的轉換往往具有一定程度的不可逆性；在一定條件下，利用外加陽極電流或局部陽極電流也可以使金屬從活態(tài)轉變?yōu)殁g態(tài)一、鈍化現(xiàn)象的共同特征：第三十六頁，共四十頁，2022年，8月28日二、鈍化理論與鈍化特性曲線分析1、鈍化理論成相膜理論（薄膜理論）吸附理論2、鈍化特性曲線分析可鈍化金屬的陽極極化曲線陰極過程對金屬鈍化的影響第三十七頁，共四十頁，2022年，8月28日2、鈍化特性曲線分析第三十八頁，共四十頁，2022年，8月2