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不同电解质溶液对Ni腐蚀行为的影响_冯春梁 第29卷第2期辽宁师范大学学报(自然科学版)Vol.29　No.2 　2006年6月JournalofLiaoningNormalUniversity(NaturalScienceEdition)Jun.　2006　　文章编号:1000-1735(2006)02-0200-04 不同电解质溶液对Ni腐蚀行为的影响 冯春梁,　马爱莲 (辽宁师范大学化学化工学院功能材料化学研究所,辽宁大连　116029) 摘　要:分别对不同酸度、离子强度、离子迁移速率的电解质溶液中镍电极的电化学腐蚀行为进行了测定,并研究了 酸性溶液中氯离子对镍电极溶解、钝化、孔蚀等过程的影响.实验表明,提高溶液酸度和离子强度,都会加大金属镍的 腐蚀速率,对金属卤化物而言,阳离子迁移速率越小的溶液对金属的腐蚀越严重,在0.1mol/L硫酸溶液中,氯离子的 含量超过0.03mol/L时,就会有明显的孔蚀现象发生. 关键词:钝化;镍;电化学腐蚀;孔蚀;循环伏安曲线 中图分类号:O646.6 文献标识码:A 金属钝化是一种界面现象,钝化过程中金属本体的性能并未发生改变,只是金属表面在介质中形成了一层致密的保护膜,以此将金属表面和溶液机械地隔离开来,使金属的腐蚀速率降低而成钝态.镍是一种较容易钝化的金属,它广泛的应用于电镀,制作合金等工艺.镍镀层因具有漂亮的银白色光泽,硬度高,化学稳定性好,以及其高耐腐蚀性和高机械强度等特性成为目前最主要的镀层技术之一[1].而在钢铁等金属中添加镍制作合金,如不锈钢和黄铜等都大大提高了其抗腐蚀能力.因此,研究镍的腐蚀行为具有重要意义. 4]金属钝化膜的形成与破坏对金属的腐蚀行为往往有着决定性的影响[2].Dickinson等人[3-对硫酸 体系中镍表面形成的钝化膜成分进行了分析,结果表明,其主要成分为Ni(OH)2和NiO.首先,水吸附到镍电极表面,形成活性位点,金属发生溶解.同时界层中的氢离子向阴极迁移,包含OH-在内的阴离子向阳极迁移,当阳极附近镍离子浓度发展到饱和或过饱和状态时,溶解度较小的Ni(OH)2就会沉积到电极表面,减小了金属与溶液的接触面积,而阻碍了金属进一步的活化溶解 Ni+H2ONi(OH)ad+H2ONi(OH)2(H2O)ad→Ni(OH)ad+Haq+e+[5]--.(1)(2)(3)(OH)(H2O)ad→Ni(OH)2+Haq+e+H2O　(ad:吸附,aq:溶液)+ 6]YAEl-Tantawy等人经过进一步的研究发现[5-,当电极的电流密度继续增大时,在较高的电极电 位下Ni2+将被进一步氧化生成更为致密的NiOOH膜,同时放出H+: Ni(OH)2→NiOOH+H++e-(4) 当溶液中含有一定浓度的卤素离子时,钝化膜的形成将受到阻碍,在一定电位下已形成的钝化膜也将被 8]破坏并出现活性金属区,这些活性金属区的优先溶解会形成部分小孔,即金属发生孔蚀[7-.从动力学角 度来说[7],Cl-破坏钝化膜的途径有如下几种:Cl-与H2O和OH-在金属表面的竞争吸附,阻碍了钝化膜的形成;Cl-通过氧化膜的裂缝或蚀孔进入金属表面;吸附的氯离子与膜中的金属离子形成氯化物并快速溶解;Cl-吸附在氧化膜表面并使氧化物胶化进而溶解[4],具体反应如下: Ni+Cl--(Cl)ad -(Cl)+e-- - [4-9](5)(6)(7),但Ni(Cl)+OH→Ni(Cl)(OH)+eNi(Cl)+Cl→NiCl2+e-迄今为止,人们对金属镍钝化膜成分的分析以及镍合金的腐蚀行为开展了一系列研究工作 收稿日期:2005-10-20 基金项目:辽宁省自然科学基金项目;辽宁师范大学科研基金资助项目(2003009) 作者简介:冯春梁(1956-),男,辽宁岫岩人,辽宁师范大学教授. 第2期冯春梁等:　不同电解质溶液对Ni腐蚀行为的影响　201是,有关离子迁移速率对Ni在硫酸溶液中腐蚀行为的影响,Ni在含有氯离子的硫酸溶液中的孔蚀行为的研究工作尚未见报道.本文利用循环伏安法分别对镍电极在不同酸度,离子强度以及不同的离子迁移速率的电解质溶液中的电化学行为进行了研究,实验表明提高溶液酸度和离子强度,都会加大金属的腐蚀;相同浓度的卤盐溶液中,阳离子迁移速率越低的溶液对金属的腐蚀越为严重.本文还对镍电极在含氯离子浓度超过0.03mol/L的酸性溶液中诱发的孔蚀现象进行了分析. 1　实验部分 1.1　仪器与试剂 MCP-1型