[工学]材料防护3.pptVIP

第三章 控制电化学腐蚀技术概论（10学时） 第一节 影响金属电化学腐蚀的因素一、金属材料的因素：1、金属的化学稳定性： 2、合金成分的影响 （1）单相合金：在化学稳定性较低的金属（Ⅰ）中加入另一种稳定性较高且可与金属（Ⅰ）形成大浓度范围的固溶体的金属（Ⅱ）， 这种固溶体型合金的耐蚀性并不随金属（Ⅱ）含量的增加而逐渐提高，而是在金属（Ⅱ）含量达到某些值时，耐蚀性出现跃迁式的变化，塔曼研究固溶体合金的耐蚀性时发现，若金属（Ⅱ）的量达到n／８（克分子比，n为１，２，４或６）时，耐蚀性有一突变，这一规律称为塔曼定律或n／８定律。 （2）两相或多相合金：由于各相存在化学的和物理的不均匀性，在与电解液接触时，具有不同的电位，其表面上形成腐蚀微电池。腐蚀速度与各种组分的电位，阴阳极的分布和阴阳极的面积比例均有关。  （2）盐类溶液的性质对腐蚀的影响：非氧化性酸性盐类，如氯化镁水解时能生成相应的无机酸，引起金属的强烈腐蚀。中性及碱性盐类的腐蚀性要比酸性小的多，这些盐类对金属的腐蚀主要是靠氧的去极化。氧化性盐类如重铬酸钾有钝化作用，可阻滞金属的腐蚀，通常亦称为缓蚀剂，但必须用量得当，若浓度不够反而加速腐蚀。 （3）阴离子的影响：在许多介质中，金属腐蚀速度和阴离子的特性有关。在增加金属溶解的速率方面，不同阴离子具有下列顺序：NO-3CH3COO-Cl-SO42-ClO4-另外，铁在卤化物溶液中腐蚀速度依次为I-Br-Cl-F- 其次要考虑设备所处的温度是常温、高温还是低温。 通常温度升高，腐蚀速度加快。在高温下稳定的材料 常温时也往往是稳定的。常温是稳定的材料，在高温 时就不一定稳定。另外，还要考虑设备的压力是常压、 中压、高压还是负压。通常是压力越高，对材料的耐 蚀性能要求越高，所需材料的强度要求也越高。 2、实现钝化的方法： （1）在溶液中添加氧化剂：向溶液中添加氧化剂，可使溶液的氧化-还原电位升高，促使金属钝化。有钝化作用的添加剂很多，如三价铁盐、硝酸盐、铬酸盐、重铬酸盐等。 一般说，氧化剂还原的平衡电极电位越正、交换电流密度越高、极化程度越低，其致钝能力就越强。强氧化剂不一定是好的钝化剂，有时反而会使金属进入过钝化区。往往存在钝化的临界浓度，氧化剂低于这一浓度不仅不能使金属钝化，反而可能加速金属的腐蚀。 金属的钝化能力与金属的本性有关，一种氧化剂对不同金属的致钝作用可能明显不同。 （2）合金的改性处理 1）添加易钝化元素：向金属中添加易钝化的合金元素，可以使临界钝化电位负移、临界钝化电流密度减小，从而促进钝化。铬对钢铁的钝化有促进作用，因此它是不锈钢中不可缺少的合金元素。钢中加1%的钼，可使临界钝化电流密度降低一个数量级。 2）合金的阴极改性：在合金中添加高效的阴极性元素，可降低去极化剂阴极还原反应的极化度，增大其还原反应的速度，促使合金自钝化。这样的合金元素有钯、铂、钌等铂族元素。 （3）保护器法：当被保护金属与电位更正的材料（称为阳极保护器）偶接时，可以发生钝化，从而得到保护。例如在热盐酸或硫酸中将钛与铂或石墨偶接，可以使钛得到可靠的保护。 （4）外电源法：在保护系统中，将被保护的金属与直流电源的正极相连，作为阳极。当阳极电流密度达到致钝电流密度时，金属发生钝化，电位正移到稳定的钝化区，随后用较小的维钝电流密度使金属保持钝态。 五、缓蚀剂：缓蚀剂又称腐蚀抑制剂或阻蚀剂（1）定义：是指在给定的金属——腐蚀介质体系中，只要在腐蚀介质中微量或少量加入就能够使金属腐蚀速率大幅度降低甚至停止，同时又不改变金属原有的物理机械性能的那些物质。 （2）缓蚀剂是通过下述途径改变（降低）腐蚀速率的：改变金属的表面状态；改变腐蚀过程的阳极过程或/和阴极过程的反应机理；使反应的活化能势垒增高，反应速率常数降低，从而使腐蚀过程的速率降低，也就是起负催化作用。 （3）缓蚀剂的缓蚀效果常用缓蚀效率η来表示： η=（v0-v）/ v0 v0：不加缓蚀剂时金属的腐蚀速率。 V：加缓蚀剂后金属的腐蚀速率。 η如果达到90%以上即为良好的缓蚀剂。η如果达 到100%就意味着全保护而无腐蚀现象发生。η越大，缓 蚀效果越好。 （4）缓蚀剂的分类：缓蚀剂的种类很多，可将缓蚀剂按不同的方法进行分类： 1按介质的状态性质可分为液