第四章析氢腐蚀和吸氧腐蚀.pptVIP

*第30页，共45页，星期日，2025年，2月5日*第31页，共45页，星期日，2025年，2月5日*第32页，共45页，星期日，2025年，2月5日金属腐蚀与防护（2009-2010学年)化学工程学院第四章析氢腐蚀和吸氧腐蚀*第1页，共45页，星期日，2025年，2月5日电化学腐蚀的阴极过程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。显然，如果没有阴极过程，阳极过程就不会发生，金属就不会腐蚀。换言之，金属腐蚀的阳极过程与阴极过程相互依存，缺一不可。原则上，所有能吸收金属中的电子的还原反应，都可以构成金属电化学腐蚀的阴极过程。*第2页，共45页，星期日，2025年，2月5日一般的说，在不同条件下金属腐蚀的阴极过程可以有以下几种类型：1.??溶液中的阳离子的还原，例如2.?溶液中的阴离子的还原，例如3.?溶液中的中性分子的还原，例如4.?不溶性产物的还原，例如5.溶液中的有机化合物的还原，例如*第3页，共45页，星期日，2025年，2月5日析氢腐蚀*第4页，共45页，星期日，2025年，2月5日*第5页，共45页，星期日，2025年，2月5日发生氢去极化腐蚀的前提条件是金属的电极电位比析氢反应的电极电位更负。*第6页，共45页，星期日，2025年，2月5日*第7页，共45页，星期日，2025年，2月5日*第8页，共45页，星期日，2025年，2月5日*第9页，共45页，星期日，2025年，2月5日一般认为在酸性溶液中，氢去极化过程是按下列步骤进行的：1、H+?H2O（溶液）→H+?H2O（电极）H+?H2O→H++H2O2、H++M(e)→MH3、MH+MH→H2+2MMH+H++M(e)→H2↑+2M4、氢分子形成气泡析出在碱性溶液中，在电极上还原的不是氢离子，而是水分子H2O→H++OH-*第10页，共45页，星期日，2025年，2月5日氢去极化的阴极极化曲线与氢过电位由于缓慢步骤形成的阻力，在氢电极的平衡电位下将不能发生析氢过程，只有克服了这一阻力才能进行氢的析出。因此氢的析出电位要比氢电极的平衡电位更负一些，两者间差值的绝对值称为氢过电位。*第11页，共45页，星期日，2025年，2月5日图是典型的氢去极化的阴极极化曲线，是在没有任何其它氧化剂存在，氢离子作为唯一的去极化剂的情况下绘制而成的。*第12页，共45页，星期日，2025年，2月5日在平衡电位E0,H时，阴极电密为0。当有阴极电流通过时，析H2过程中的某步受阻，产生阴极极化，阴极电位变负。在一定电密下，氢的电位变负到一定值时，就会有H2析出。ηH=EH-EO,HηH越大，析H2电位就越接近阳极电位，腐蚀电池电位差减小，腐蚀过程减缓。*第13页，共45页，星期日，2025年，2月5日*第14页，共45页，星期日，2025年，2月5日*第15页，共45页，星期日，2025年，2月5日*第16页，共45页，星期日，2025年，2月5日根据a值的大小，可将金属材料分为三类：1.?高氢过电位金属，主要有铅、铊、汞、镉、锌、镓、锡等，a值在1.0－1.5伏；2.?中氢过电位金属，主要有铁、钴、镍、铜、钨、金等，a值在0.5－0.7伏；3.?低氢过电位金属，主要是铂和钯等铂族金属，a值在0.1－0.3伏。电极材料对过电位的影响*第17页，共45页，星期日，2025年，2月5日腐蚀速度快*第18页，共45页，星期日，2025年，2月5日*第19页，共45页，星期日，2025年，2月5日*第20页，共45页，星期日，2025年，2月5日Zn在酸中的腐蚀是阴极控制下的析氢腐蚀，腐蚀速度主要取决于ηH。纯Zn和工业Zn在酸中的腐蚀极化图。

由于氢在Zn上的析H2过电位很高，故为阴极控制。阴极控制下使icorr↑的腐蚀电位Ecorr变正。*第21页，共45页，星期日，2025年，2月5日铝、不锈钢等有钝化膜的金属在稀酸中的腐蚀属阳极控制。因金属离子进入溶液，要穿透钝化膜不容易，故有很高的阳极极化，阳极过程阻力大，为阳极控制。阳极控制下，使icorr↓的Ecorr变负。溶液中有O2时，钝化膜易被修复，icorr↓。溶液中有Cl-时，钝化膜被破坏，icorr↑。*第22页，共45页，星期日，2025年，2月5日Fe和不同成份碳钢的析H2腐蚀极化图。

碳钢比纯Fe的