材料腐蚀基本原理.pptVIP

第二章材料腐蚀原理 第三节 金属的电化学腐蚀原理;二、平衡电极电位和非平衡电极电位;当金属电极上同时存在两个或两个以上不同物质参与的电化学反应时，电极上不可能出现物质交换和电荷交换均达到平衡的状态，这种情况下的电极电位称为非平衡电极电位，或不可逆电极电位。不服从Nernst方程 ;三、电化学腐蚀倾向的判断和电动序;金属电化学腐蚀倾向的电极电位判据：;由于金属的平衡电极电位与金属本性、溶液成分、温度和压力有关，有些情况下不易得到平衡电极电位的数值，为简便起见，通常利用25℃时金属的标淮电极电位作为电化学腐蚀倾向的热力学判据。 E?：;材料腐蚀基本原理;按照金属在25?C的标准电极电位E?值由低(负)值到高(正)值逐渐增大的次序排列，得到的次序表称之为电动序或标准电位序。标准氢电极的电位规定为零，电位比氢的标准电极电位低(负)的金属称为负电性金属，而电位比氢的标准电极电位高(正)的金属称为正电性金属。金属的负电性愈强，则其转入溶液成为离子状态的趋势愈大。;利用电动序中的标准电极电位，可以方便地判断金属的电化学腐蚀倾向。例如，铁在酸中的腐蚀反应，实际上可分为铁的氧化和氢离子的还原两个电化学反应，即;同理，铜在含氧与不含氧酸性溶液(PH＝0)中可能发生的电化学反应为; 必须注意的是，不管是使用电极电位判据，还是使用吉布斯自由能判据，都只能判断金属腐蚀的可能性及腐蚀倾向的大小，而不能确定腐蚀速度的大小。腐蚀倾向大的金属不一定腐蚀速度大。速度问题是属于动力学讨论的范畴。金属实际的耐腐蚀性主要看它在指定环境下的腐蚀速度。;四、电位-pH图及其应用;根据参加电极反应的物质不同，电位-pH图上的曲线可分为3类;2 反应只与pH值有关，而与电极电位无关;3．反应既与电极电位有关，又与溶液的pH值有关;上述分别代表三类不同反应的线(水平线、垂直线和斜线)都是两相平衡线，它们将整个电位-pH图坐标平面划分成若干区域，这些区域分别代表某些物质的热力学稳定区，线段的交点则表示两种以上不同价态物质共存时的状况。;五、电化学腐蚀动力学—腐蚀电池的电极过程;即金属表面的金属阳离子在极性溶剂分子(如水)或离子的作用下，离开晶格进入溶液。形成溶剂化阳离子或配离子。剩余的电子在两金属间电位差的作用下，进入作为阴极的M2，这一过程促进了M1的持续溶解。;(2)在溶剂分子的作用下，表面吸附原子失去电子进入金属／溶液界面双电层，成为溶剂化阳离子．即;2、阴极过程;(2).溶液中氢离子的还原反应;材料腐蚀基本原理;3、金属的全面腐蚀与局部腐蚀;材料腐蚀基本原理;六、腐蚀速率与极化作用1、极化现象;瞬间电流很快下降，经过一段时间后，达到一个比较稳定的电流值，I2=0.15mA ;过电位;材料腐蚀基本原理;极化分类;溶入到溶液中的金属离子扩散缓慢时，会使阳极附近的金属离子浓度增加，阻碍金属继续溶解，产生阳极极化。;（2）阴极极化;极化的原因;极化曲线;腐蚀极化图;腐蚀极化图;腐蚀极化图;腐蚀极化图的应用;腐蚀极化图的应用;;腐蚀极化图用于分析腐蚀速率的影响因素;（2）极化性能对腐蚀速率的影响 如果腐蚀电池体系中的欧姆电阻很小，则电极的极化性能对腐蚀速率必然有很大影响。在其他条件相同时，极化率越小，其腐蚀电流越大，即腐蚀速率越大。;(3)去极化剂浓度及配位剂对腐蚀速率的影响。 当金属的平衡电位高于溶液中氢的平衡电位，并且溶液中无其他去极化剂时，腐蚀电池无法构成，金属不会发生腐蚀，如铜在还原性酸溶液中，但当溶液中合有去极化剂时，情况则发生了变化。 ;用腐蚀极化图分析腐蚀速率控制因素;材料腐蚀基本原理;用腐蚀极化图分析腐蚀速率控制因素;去极化