材料腐蚀理论---第四章--金属的钝化.ppt

双极性涂层 阴离子选择性涂层 阴离子选择性膜对膜下金属没有保护作用，反而会加速金属的腐蚀进程 优点：就是当进行阴极极化时，金属/膜界面的OH-将穿过膜迁移到本体溶液，对涂层减少了鼓泡倾向，这对阴极保护过程是有好处。 阳离子选择性涂层 阳离子选择性膜不会加速腐蚀进程，对膜下金属具有保护作用 双极性涂层 具备有钝化膜的部分功能，能阻止环境中的有害阴离子如Cl-的侵入，阻挡Fe2+从金属表面向外迁移，对离子电流起整流作用，阻碍膜下阳极腐蚀的发生 PANI涂层 a:PAn coatings, an ES form of PAn dispersed in a polymer matrix b:Cationic coatings: cation-exchange resin C-249 c :Bipolar coatings: the PAn primer with the cationic coating as the topcoat d :reverse PAn bipolar coatings : cationic material as the primer and the PAn material as the topcoat 3.5 wt.% NaCl solution (a) PAn coating, immersion for 80 days; (b) cationic coating, immersion for 90 days; (c) bipolar coating for 6 months; and (d) reverse bipolar coating immersion for 6 months blister totally delaminated no blistering, no delamination PAn topcoat delaminated with the primer 双极性，KCl-60度 环氧，KCl-60度 双极性涂层，H2S溶液， 60° Fe-Cr合金在10％硫酸中的钝化曲线（Cr 含量的影响） ? Cr 增加，致钝电流下降，维钝电流降低。致钝电位和活化峰电位负移，钝化区电位增宽, 说明Cr 增强钝性，提高耐蚀。 过钝化区发生析O2反应、Cr+6生成，进入二次钝化区。 2）钝化介质的影响 金属在介质中发生钝化，主要是有钝化剂的存在 钝化剂的性质与浓度对金属钝化发生很大影响 氧化性介质、非氧化性介质都可能使某些金属钝化， 3）活性离子对钝化膜的破坏作用 介质中的活性离子，如Cl-、Br-、I-等，尤其以Cl-最容易使不锈钢的钝化膜发生破坏。一般在远未达到过钝化电位前，已出现显著阳极溶解电流。 Cl-对钝化膜的破坏作用不是发生在整个金属表面，而是带有局部点状腐蚀的特点 无Cl- Cl-含量增加 lgi E Eb！ Eb2 Eb3 Ept Cl-浓度对不锈钢阳极极化曲线的影响 点蚀电位：在含Cl-介质中金属钝态开始提前破坏的电位 Cl-浓度愈高，点蚀电位愈负，愈发生点蚀 Cl-对钝化膜的破坏原因 成相膜理论认为 Cl-半径小，穿透能力强，比其他离子更易透过薄膜中的小孔或缺陷，与金属作用生成可溶性化合物 吸附理论认为 Cl-具有很强的被金属吸附的能力，与氧存在竞争吸附，一旦Cl-优先吸附，把金属表面的氧排挤掉，导致金属钝态遭到局部破坏，产生点蚀。 4）温度的影响 介质温度愈低，金属愈易钝化 温度升高，钝化受到破坏 原因：化学吸附和氧化反应一般都是放热反应，降低温度有利于反应发生，从而有利于钝化。 Effect of aluminium on the passivation of zinc–aluminium alloys in artificial seawater at 80 °C, Corrosion Science 66 (2013) 67–77 研究对象 晶界清晰可见 与纯锌相比，Zn-1.0Al的晶粒尺寸更小，表明Al的加入减小晶粒尺寸， Potentiodynamic polarization curves of different Zn alloys at (a) 48 h, (b) 288 h and (c) 720 h of immersions in artificial seawater at 80 C. 48小时，锌铝合金阳极电流密度高于纯锌 288小时，锌铝合金和纯锌均发生钝化现象，可能是在样品表明形成保护性化合物或腐蚀产物。合金的平均钝化电流密度高于纯锌 720小时，钝化现象均消失，表明钝化膜溶解。 Nyquist plots of different Zn alloys after anodic polarization to