析氢腐蚀与耗氧腐蚀.pptVIP

析氢腐蚀与耗氧腐蚀第1页，共31页，星期日，2025年，2月5日腐蚀电池工作历程示意图阳极阴极金属电解液Mn+MeeDeDV1V2V3V4V5第4章析氢腐蚀与吸氧腐蚀金属发生电化学腐蚀的根本原因：溶液中含有能使得该种金属氧化的物质，即腐蚀过程的去极化剂。去极化剂还原的阴极过程与金属氧化的阳极过程共同组成整个腐蚀过程。所有能吸收金属中的电子的还原反应都可以称为金属电化学腐蚀的阴极过程第2页，共31页，星期日，2025年，2月5日在不同条件下阴极过程可以有以下几种类型：(1)溶液中阳离子的还原：(2)溶液中阴离子的还原:(3)溶液中中性分子的还原:(4)不溶性产物的还原:(5)溶液中有机化合物的还原:其中的R代表有机化合物中的基团或有机化合物的分子第3页，共31页，星期日，2025年，2月5日以氢离子去极化剂，在阴极上放电，促使金属阳极溶解过程持续进行而引起的金属腐蚀，称为氢去极化腐蚀．或称析氢腐蚀。钢铁的析氢腐蚀示意图4.1析氢腐蚀阴极反应为H++2e?H2的电极过程称为氢离去极化过程，简称氢去极化或析氢。碳钢、铸铁、锌、铝、不锈钢等金属和合金，在酸性介质中常常发生这种腐蚀。*第4页，共31页，星期日，2025年，2月5日1、发生析氢腐蚀的必要条件①电解质溶液中必须有H+存在；②腐蚀电池中的阳极金属电位EA必须低于氢的析出电位EH即EAEH所谓氢的析出电位是指在一定的阴极电流密度下，氢电极的平衡电位EHo与阴极上氢过电位?H的差值。H解释活化能：火柴盒倒下过程、化学反应过程氢过电位：析氢反应的活化能第5页，共31页，星期日，2025年，2月5日2、析氢反应步骤（1）水化氢离子向阴极表面的迁移（2）水化氢离子在电极表面发生放电反应，生成吸附氢原子：H+?H2O+e→Had+H2O*第6页，共31页，星期日，2025年，2月5日（3）氢原子的脱附：大部分在电极表面复合形成氢分子?有两种复合方式：–A化学脱附：2Had→H2两个吸附氢原子进行化学反应而复合成一个氢分子–B电化学脱附：Had+H++e→H2由一个H+离子与一个Had原子进行电化学反应形成一个氢分子第7页，共31页，星期日，2025年，2月5日（4）H2分子形成气泡离开电极表面?决定析氢反应动力学行为的步骤：（1）电化学步骤（放电反应）（2）复合步骤A：化学脱附，B：电化学脱附?整个反应的历程：（1）→（2A）（1）→（2B）第8页，共31页，星期日，2025年，2月5日3、析氢反应机理?不同途径与控制步骤－不同反应机理：1）电化学步骤（快）+化学脱附（慢）2）电化学步骤（慢）+化学脱附（快）3）电化学步骤（快）+电化学脱附（慢）4）电化学步骤（慢）+电化学脱附（快）复合机理电化学脱附机理缓慢放电机理*第9页，共31页，星期日，2025年，2月5日4.氢去极化的阴极极化曲线RF为法拉第电阻；ηH为析氢过电位，即在一定的电流密度下，氢的平衡电位EeH与析氢电位Ec之间的差值。阴极极化曲线（EeHMN）分两部分：(1)当电流密度很小，约小于10-4~10-5A/cm2时，E与iC呈线性关系，即或第10页，共31页，星期日，2025年，2月5日(2)当电流继续增加时,E-ic曲线呈对数关系,即E=EeH-a+blgic或给定电极，一定的溶液组成和温度，aH和bH都是常数。?aH：与电极材料性质、表面状况、溶液组成和温度有关。–单位电流密度下的过电位–aH愈大，给定电流密度下的析氢过电位愈大–一般在0.1～1.6V之间?bH：与离子化价数和温度有关，与电极材料无关–各种金属阴极上析氢反应的值大致相同，约在0.11~0.12V之间。ηH＝aH+bHlgic第11页，共31页，星期日，2025年，2月5日?电极材料?表面状态–粗糙表面光滑表面–粗糙表面有效面积更大?溶液pH–酸性溶液，pH增加，ηH增加–碱性溶液，pH增加，ηH减小?溶液组成–含有表面活性物质，ηH增加?温度–温度增加1℃，ηH减小2mV影响析氢过电位的因素第12页，共31页，星期日，2025年，2月5日指阴极析氢反应的极化率大于阳极溶解反