浅谈金属的电化学腐蚀.pptVIP

第1页，共12页，星期日，2025年，2月5日基本介绍不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。钢铁在干燥的空气里长时间不易腐蚀，但潮湿的空气中却很快就会腐蚀。在潮湿的空气里，钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜，水膜里含有少量的氢离子与氢氧根离子，还溶解了氧气等气体，在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。铁失去电子，被氧化.第2页，共12页，星期日，2025年，2月5日基本介绍金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。反应中，金属失去电子被氧化，其过程称为阳极反应过程，反应产物进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物（或金属难溶盐）；介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其过程称为阴极反应过程。第3页，共12页，星期日，2025年，2月5日基本介绍直接造成金属材料破坏的是阳极反应，故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接，以使腐蚀发生在电位较低的金属上。外加电流法示意图第4页，共12页，星期日，2025年，2月5日相关原理电化学腐蚀是金属的腐蚀最为广泛的一种。当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池。腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分，形成一层水膜，因而使空气中CO2，SO2，NO2等溶解在这层水膜中，形成电解质溶液，而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的，如工业用的钢铁，实际上是合金，即除铁之外，还含有石墨、渗碳体(Fe3C)以及其它金属和杂质，它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质，又由于铁与杂质紧密接触，使得腐蚀不断进行。第5页，共12页，星期日，2025年，2月5日相关化学方程式(1)吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时)负极(Fe)：Fe=Fe2+＋2e-正极：O2＋2H2O＋4e-=4OH-总反应：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的Fe(OH)2被氧所氧化，生成Fe(OH)3脱水生成Fe2O3铁锈。4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑O2＋2H2O＋4e-→4OH-第6页，共12页，星期日，2025年，2月5日相关化学方程式(2)析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时)负极(Fe)：Fe=Fe2+＋2e-Fe2+＋2H2O=Fe(OH)2＋2H+正极(杂质)：2H+＋2e-=H2电池反应：Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。第7页，共12页，星期日，2025年，2月5日现象危害由于金属表面与铁垢之间的电位差异，从而引起金属的局部腐蚀，而且这种腐蚀一般是坑蚀，主要发生在水冷壁管有沉积物的下面，热负荷较高的位置。如喷燃器附近，炉管的向火侧等处，所以非常容易造成金属穿孔或超温爆管。铜铁的高价氧化物对钢铁会产生腐蚀，但腐蚀作用是有限的，有氧补充时，该腐蚀将会继续进行并加重。第8页，共12页，星期日，2025年，2月5日解决办法-除氧热力除氧其原理是根据气体溶解定律（亨利定律），任何气体在水中的溶解度与在汽水界面上的气体分压力及水温有关，温度越高，水蒸汽的分压越高，而其它气体的分压则越低，当水温升高至沸腾时，其它气体的分压为零，则溶解在水中的其它气体也就等于零。优点是除氧效果好，缺点是设备购置费用大、不好操作、能量消耗大、运行费用高。所谓不好操作，要求低温除氧的场合，热力除氧有其明显的局限性。第9页，共12页，星期日，2025年，2月5日