3.金属腐蚀与防护第三章电化学腐蚀讲义.pdf

第三章 电化化学腐蚀 第一节 腐蚀电池 第二节 腐蚀程度的表示方法 第三节 极化化作用 第四节 影响响金属腐蚀的因素 第一节 腐蚀电池 一 腐蚀电池 二 金属腐蚀的电化化学历程 三 腐蚀电池的类型 四 电化化学腐蚀与化化学腐蚀的比较 一 腐蚀电池 2+ 2+ 丹尼尔电池 (-)Zn ??? Zn ( C1) ?????? Cu ( C2) ??? Cu(+) 2+ + 伏打电池 (-)Zn ??? Zn ( C1) ?????? H ( C2) ??? H2 (P) (Pt)(+) 在讨论腐蚀问题时，，称原电池为腐蚀原电称原电池为腐蚀原电 池或腐蚀电池。。且规定且规定： 电极电势势较低的电极－－阳极阳极－－氧化化反应氧化化反应 电极电势势较高的电极－阴极－还原反应 金属在电解质中的腐蚀是由于形成了腐蚀 原电池而引起的。 二 金属腐蚀的电化化学历程 化化学腐蚀： (图a) M + 1/2O 2 = MO 电化化学腐蚀 ： (图b)( 中性介质） 阳极：M - 2e →→→ M2+ →→→ - 阴极：1/2O 2 + H 2O +2e 2OH 2+ - →→→ →→→ 溶液中: M +2OH M(OH) 2 MO ?H2O 基本特点： １、两个半反应在空间上是可分的。 ２２、、、整个腐蚀反应分成两个既相互联系整个腐蚀反应分成两个既相互联系 又相对独立的两个半反应。 电化化学腐蚀过程是一个氧化化－还 原反应。 反应历程的三个环节： １１、、、阳极过程阳极过程： M - ne →→→ Mn+ ２２、、、电子从阳极电子从阳极→→→阴极 ３３、、、阴极过程阴极过程：D + ne →→→ [D?ne] 三个环节相互联系缺一不可，，如如 果其中一个环节受阻或停止，则整 个腐蚀过程就减缓或停止。 总结： 腐蚀原电池的结构和和作用原理与一 般原电池并无本质的区别。。腐蚀原电池腐蚀原电池 的特点--------是一种短路了的原电池是一种短路了的原电池。。工工 作时虽也产生电流，，但其电能不能被利但其电能不能被利 用，而是以热的形式散失掉了，其工作 的直接结果只是加加速了金属的腐蚀。 电化化学腐蚀 当金属与电解质溶液接触时，，??于电化化学由于电化化学 作用而引起的腐蚀叫做电化化学腐蚀。其腐蚀 原理与化化学腐蚀不同,,,它是以不同的金属,它是以不同的金属(((或(或 导电非金属)))为两极形成腐蚀电池的结果)为两极形成腐蚀电池的结果。 金属的电化化学腐蚀的机理与原电池原理相 同，通常把腐蚀中的电池，称为腐蚀电池； 同时把腐蚀电池的负极(((失电子的电极(失电子的电极)))称为)称为 阳极，，把正极把正极(((得电子的电极(得电子的电极)))称为阴极)称为阴极。 三 腐蚀电池的类型 根据腐蚀电池大小 １１宏观电池宏观电池 （（１１１）））丹尼尔电池丹尼尔电池／／伏打电池伏打电池 （（２２２）））接触腐蚀接触腐蚀／／电偶腐蚀电偶腐蚀／／析氢腐蚀析氢腐蚀 （（３３３）））浓差腐蚀浓差腐蚀（（氧浓差腐蚀电池氧浓差腐蚀电池） 2+ 2+ (-)Zn ??? Zn ( C1) ?????? Cu ( C2) ??? Cu(+) 2+ + (-)Zn ??? Zn ( C1) ?????? H ( C2) ??? H2 (P) (Pt)(+) 宏观电池 宏观电池有独立的两极，可用肉眼分 辨出来，，如如丹尼尔电池和和电偶电池。 在潮湿空气中，，金属的表面可覆盖上金属的表面可覆盖上 一层极薄的水膜，，溶解溶解CO 2等后会有下 列反应发生： ＋ - CO 2+H 2O=H 2CO 3=H ＋HCO 3 ＋＋＋ - - 铝和和铜放在含有H 、OH 、HCO 3 电解质溶液中形 成腐蚀电池。。铝为阳极铝为阳极，，铜为阴极铜为阴极，，电极反应如下电极反应如下： 阳极： Al －3e →→→ Al 3+ →→→ - 阴极： (中性介质）O2 十2H 2O十4e 4OH + →→→ （（酸性